基本信息
- 项目名称：
- 盐胁迫下外源NO调节小麦幼苗根系发育机制的分析
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文以硝普钠为外源NO供体处理盐胁迫下的小麦根系，经过一段时间的培养后，通过测量小麦根长和根数、茎和叶的干重、根和茎叶K+和Na+离子的含量及做根系的石蜡切片等获得相关数据，分析对比数据，间接的推测和探究外源NO盐胁迫对小麦根系发育调节的原因。
- 详细介绍：
- 本文以1/2MS培养基无菌培养小麦幼苗，利用不同浓度的NaCl与一氧化氮（NO）供体硝普钠（SNP）处理。研究外源NO对NaCl胁迫下小麦根系生长的影响机制。结果表明: 10μmolL-1 SNP 、50μmolL-1 SNP对100 mmolL-1 NaCl处理下的小麦没有表现预期的缓解作用，相反加强NaCl胁迫效应。100 mmolL-1KCl代替NaCl处理，获得极为相似的生理表型。单独施用10μmolL-1 SNP 、50 μmolL-1 SNP、100μmolL-1 SNP处理发现，10 μmolL-1 SNP促进根的生长，而50 μmolL-1 SNP和100 μmolL-1 SNP则明显抑制小麦幼苗根的生长。这表明低浓度的SNP对盐胁迫下幼苗的作用并没有改变Na+/K+比,而是改变根细胞对Na+和K+的吸收从而造成渗透胁迫，影响小麦根系生长。检测不同处理下小麦幼苗植株中离子含量发现，盐胁迫造成地上部分Na+含量高地下部分Na+含量低，可能存在影响生长素的纵向运输，抑制根系的发育。另外，本实验不能排除Cl-的大量存在对小麦根的伤害以及影响细胞的分裂周期等以抑制根系生长。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本试验以小麦为材料，利用外源NO，从渗透调节及其它有关生理生化变化方面。一氧化氮(NO)是一种易扩散的生物活性分子,是生物体内重要的信号分子。NO可参与植物生长发育调控和对生物与非生物环境胁迫的应答反应。它对植物有毒害和保护两方面的作用其具体表现视其浓度、作用部位及细胞的生理条件不同而异,研究小麦对干旱的反应，从而探讨小麦抵御干旱胁迫的生理机制，为小麦抗旱育种及高产优质栽培提供理论依据。
科学性、先进性及独特之处
- 本文以前人的大量研究成果为理论基础，选用了具有高产潜力、抗逆性和用途广泛的三大粮食作物之一的小麦作为研究材料，通过外源NO对小麦幼苗根系生长发育的影响探讨，以期待对解决人们普遍关注的抗旱问题的进一步研究奠定基础。
应用价值和现实意义
- NO可参与植物生长发育调控和对生物与非生物环境胁迫的应答反应。它对植物有毒害和保护两方面的作用其具体表现视其浓度、作用部位及细胞的生理条件不同而异。本实验通过外源NO对小麦幼苗根系生长发育的影响探讨，为小麦抗旱育种及高产优质栽培提供理论依据。以期待对解决人们普遍关注的抗旱问题的进一步研究奠定基础。
学术论文摘要
- 本文以1/2MS培养基无菌培养小麦幼苗，利用不同浓度的NaCl与一氧化氮（NO）供体硝普钠（SNP）处理。研究外源NO对NaCl胁迫下小麦根系生长的影响机制。结果表明: 10μmolL-1 SNP 、50μmolL-1 SNP对100 mmolL-1 NaCl处理下的小麦没有表现预期的缓解作用，相反加强NaCl胁迫效应。100 mmolL-1KCl代替NaCl处理，获得极为相似的生理表型。单独施用10 μmolL-1 SNP 、50 μmolL-1 SNP、100μmolL-1 SNP处理发现，10 μmolL-1 SNP促进根的生长，而50 μmolL-1 SNP和100 μmolL-1 SNP则明显抑制小麦幼苗根的生长。这表明低浓度的SNP对盐胁迫下幼苗的作用并没有改变Na+/K+比,而是改变根细胞对Na+和K+的吸收从而造成渗透胁迫，影响小麦根系生长。检测不同处理下小麦幼苗植株中离子含量发现，盐胁迫造成地上部分Na+含量高地下部分Na+含量低，可能存在影响生长素的纵向运输，抑制根系的发育。另外，本实验不能排除Cl-的大量存在对小麦根的伤害。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1] 赵可夫. 植物抗盐生理[M]. 北京：中国科学技术出版社，1993 [2] Beligni MV, Lamattina L (1999a).Nitric oxide counteracts cytotoxic processes mediated by reactive oxygen species in plant tissues.Planta,208:337-344 [3] Beligni MV, Lamattina L (1999b).Is nitric oxide toxic or protective? Trend Plant Sci,4:299-300 [4] Beligni MV, Lamattina L (2001). Nitric oxide: a non-traditionalregulator of plant growth. Trends Plant Sci, 6:508-509 [5] Kelm M, Dahmann R, Wink D (1997). The nitric oxide/superoxide assay. Insights into the biological chemistry of the NO/O2－• interaction. J Biol Chem, 272(15): 9922-9932 [6] Zhang YY(张艳艳), Liu YL(刘友良)(2004). Source and functionof nitric oxide in plants. Acta Bot Boreal Occident Sin (西北植物学报), 24(5):921-929 (in English [7] Mata CG, Lamattina L (2001) Nitric oxide induces stomatalclosure and enhances the adaptive plant responses againstdrought stress. Plant Physiol, 126 (3): 1196-1204 [4] 马焕成. 植物抗盐生理研究[J]. 西南林学院院报，1995，15（1）：59-63
同类课题研究水平概述
- 盐胁迫可以影响植物的正常生理过程,NO在植物抗盐中的作用,已成为当今科研界研究的焦点。并且盐分胁迫是自然界中一种主要的非生物胁迫,是影响植物生长的重要因素之一。而一氧化氮(NO)是一种易扩散的生物活性分子,是生物体内重要的信号分子。NO可参与植物生长发育调控和对生物与非生物环境胁迫的应答反应。它对植物有毒害和保护两方面的作用其具体表现视其浓度、作用部位及细胞的生理条件不同而异。一方面，可以通过与效应分子反应而直接起作用或者通过改变细胞氧化还原电位差而间接起作用，参与植物生长、发育和对环境适应的信号转导过程，另一方面，高浓度的NO 与O2－•相互作用生成大量的过氧亚硝酸阴离子(ONOO-)，后者经质子化形成具有强氧化性的过氧亚硝酸，破坏生物大分子的结构与功能。最近的研究结果表明：NO能够通过诱导小麦的气孔关闭来提高其抗旱性; NO对盐胁迫下小麦叶片的氧化损伤具有保护作用。但这些研究都是基于某一层面，并不能全面概括。因此,外源NO供体的浓度与盐胁迫下植物生长发育之间的关系还需进一步研究。
