基本信息
- 项目名称：
- 外源一氧化氮供体SNP对NaCl胁迫下多裂骆驼蓬幼苗叶片ASA-GSH循环的影响
- 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：
- 为了探讨一氧化氮（NO）对盐胁迫下盐生植物氧化伤害的缓解效应，采用叶面喷施的方法，研究了外源NO供体硝普钠(SNP)对NaCl胁迫下多裂骆驼蓬幼苗抗坏血酸(ASA)-谷胱甘肽(GSH)循环抗氧化系统的影响。研究结果表明NO可能通过GC介导的cGMP信号转导途径参与ASA-GSH循环抗氧化系统的调节，从而有效缓解了盐胁迫诱导的氧化伤害。
- 详细介绍：
- 多裂骆驼蓬(Peganum multisectum Bobr)为蒺藜科(zygophyllaceae)骆驼蓬属(Peganum L.)多年生草本植物，是我国特有种，广泛分布于我国西北部的盐碱荒地和黄土山坡，常形成盐碱植被的优势种。探讨其应答盐渍逆境的生理机制以及增强其耐盐性的有效途径，对于生态脆弱地区植被的恢复和保护具有重要意义。本试验以SNP为NO供体，探讨外源NO对NaCl胁迫下多裂骆驼蓬幼苗叶片ASA-GSH循环代谢和膜脂过氧化的影响，旨在为NO缓解盐胁迫伤害提供理论依据，也为保护盐碱生态提供对策和应用。 为了探讨NO对盐生植物抗盐性的调节效应，采用培养试验，研究了外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对NaCl胁迫下多裂骆驼蓬幼苗抗坏血酸-谷胱甘肽(ASA-GSH)循环抗氧化系统的影响及可能的作用机理。通过对其叶片中丙二醛(MDA)；H2O2；ASA和DHA；GSH和GSS含量的测定，以及APX、MDAR和DHAR ；GR和GST活性的测定，进行DPS软件数据方差分析。结果表明，0.15 mmol•L-1SNP能提高300 mmol•L-1NaCl胁迫下多裂骆驼蓬幼苗叶片抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)和谷胱甘肽转硫酶(GST)活性，增加还原型抗坏血酸(ASA)和谷胱甘肽(GSH)含量，降低脱氢抗坏血酸(DHA)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量，提高ASA/DHA、GSH/GSSG比率，降低H2O2和MDA水平，对单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性无显著影响。NO信号转导途径关键酶鸟苷酸环化酶(GC)抑制剂亚甲基蓝(MB)逆转了SNP对盐胁迫下APX、GR、GST活性和ASA、GSH、DHA，H2O2、MDA含量及ASA/DHA、GSH/GSSG比率的调节效应。由此表明，NO可能通过GC介导的cGMP信号转导参与ASA-GSH循环活性氧清除系统的调节，从而缓解盐胁迫诱导的氧化伤害。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 多裂骆驼蓬是广泛分布于陇东黄土高原区的一种多年生耐盐耐旱植物，NO是新发现的一种信号分子，参与植物许多逆境胁迫的调控，增强植物的抗逆性。为了探讨NO提高多裂骆驼蓬耐盐性的作用及生理生态机制，以硝普钠（SNP）为NO供体,研究NO对盐胁迫下植株抗坏血酸—谷胱甘肽（ASA—GSH）循环的调节效应，旨在为NO缓解盐胁迫提供理论依据，也为保护盐碱生态植被提供实践对策。
科学性、先进性及独特之处
- ASA-GSH循环参与植物遭受逆境胁迫时膜脂过氧化伤害的保护，本文系统研究了外源SNP对盐胁迫下参与ASA-GSH循环中关键酶的调控作用，并探讨了NO可能的转导途径，实验方案设计合理，实验过程完整，结果可靠，并得出NO可能通过GC介导的cGMP途径参与ASA—GSH循环活性氧清除系统的调节，从而缓解盐胁迫诱导的氧化伤害的结论。目前尚未见NO对骆驼蓬属植物相关的研究报道。
应用价值和现实意义
- 通过研究NO对干旱、荒漠植物——多裂骆驼蓬耐盐性提高及作用机制的探讨，可为增强植物对盐渍逆境的适应性提供理论依据，在西部生态环境重建中对植被的恢复具有重要意义。
学术论文摘要
- 为了探讨NO对盐生植物抗盐性的调节效应，采用培养试验，研究了外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对NaCl胁迫下多裂骆驼蓬幼苗抗坏血酸-谷胱甘肽(ASA-GSH)循环抗氧化系统的影响及可能的作用机理。结果表明，0.15 mmol•L-1SNP能提高300 mmol•L-1NaCl胁迫下多裂骆驼蓬幼苗叶片抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)和谷胱甘肽转硫酶(GST)活性，增加还原型抗坏血酸(ASA)和谷胱甘肽(GSH)含量，降低脱氢抗坏血酸(DHA)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量，提高ASA/DHA、GSH/GSSG比率，降低H2O2和MDA水平，对单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性无显著影响。NO信号转导途径关键酶鸟苷酸环化酶(GC)抑制剂亚甲基蓝(MB)逆转了SNP对盐胁迫下APX、GR、GST活性和ASA、GSH、DHA，H2O2、MDA含量及ASA/DHA、GSH/GSSG比率的调节效应。由此表明，NO可能通过GC介导的cGMP信号转导参与ASA-GSH循环活性氧清除系统的调节，从而缓解盐胁迫诱导的氧化伤害。
获奖情况
- 2010年10月荣获学校第十一届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛一等奖
鉴定结果
- 无
参考文献
- 已有研究表明，信号分子NO广泛参与植物适应逆境胁迫的调控，缓解盐胁迫伤害，提高植物耐盐性，但NO对多裂骆驼蓬耐盐性的作用及其机制的研究未见报道，以下是关于NO提高植物盐逆境耐性的相关文献： [1] Mata C G, Lamattina L. Nitric oxide induces stomatal closure and enhances the adaptive plant responses against drought stress [J]. Plant Physiol, 2001, 126: 1196-1204. [2] Zhao L Q, Zhang F, Guo J K, et al. Nitric oxide functions as a signal in salt resistance in the calluses from two ecotypes of reed [J]. Plant Physiol, 2004, 134(2): 849-857. [3] 樊怀福, 郭世荣, 段九菊, 等. 外源NO对NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长和谷胱甘肽抗氧化酶系统的影响[J]. 生态学报, 2008, 28(6): 2511-2517. [4] 杨颖丽, 范庆, 魏学玲, 等. 硝普钠处理对白刺愈伤组织膜脂过氧化及抗氧化酶活性的影响[J]. 植物研究, 2009, 29(3): 303-307. [5] 刘建新, 胡浩斌, 王鑫. 外源NO对盐胁迫下黑麦草幼苗根生长抑制和氧化损伤的缓解效应[J]. 2008, 28(1): 7-13.
同类课题研究水平概述
- 一氧化氮(NO)是植物体内一种重要的生物活性分子，主要通过一氧化氮合酶(NOS)和硝酸还原酶(NR)催化合成。已有研究证实，NO广泛参与植物对各种逆境胁迫应答的调节，缓解盐和干旱胁迫对植物的氧化伤害；NO能促进白刺愈伤组织抗氧化酶活性升高而对细胞具有保护作用；通过增加耐盐相关基因的转录本诱导盐胁迫下水稻叶片的抗氧化防护；参与活性氧代谢和激发能分配的调节减轻盐胁迫对黑麦草的伤害和幼苗生长的抑制。近来的研究证明，植物中NO作用的重要途径之一是通过激活鸟苷酸环化酶(GC)产生环鸟苷单磷酸(cGMP)介导而产生诸多生理功能。例如，用NO处理烟草叶片后检测到cGMP水平迅速提高；已有研究表明，NO可能通过GC介导提高NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片的GR活性和GSH/GSSG比值，缓解盐胁迫造成的损伤。抗坏血酸(ASA)-谷胱甘肽(GSH)循环是植物体内普遍存在的H2O2清除途径；NaCl胁迫下，茄子幼苗的ASA和GSH代谢发生显著变化，并认为维持ASA-GSH循环有效运转是嫁接苗抗盐性优于自根苗的重要方面。 NO是否参与调节ASA-GSH循环缓解盐胁迫对荒漠植物的氧化伤害？目前的研究未见报道。多裂骆驼蓬(Peganum multisectum Bobr)为蒺藜科(zygophyllaceae)骆驼蓬属(Peganum L.)多年生草本植物，是我国特有种，广泛分布于西北部的盐碱地、沙漠地域和黄土山坡，形成盐碱植被的优势种，为抗盐碱、防风固沙的优良植物。探讨其应答盐渍逆境的生理机制以及增强其耐盐性的有效途径，对于生态脆弱地区植被的恢复和保护具有重要意义。本研究以硝普钠为NO供体，探讨外源NO对NaCl胁迫下多裂骆驼蓬幼苗叶片ASA-GSH循环代谢和膜脂过氧化的影响，旨在为NO缓解盐胁迫伤害提供理论依据，也为保护盐碱生态提供对策和应用。
