外源一氧化氮促进小麦种子萌发及其信号作用机制研究

论文题目: 外源一氧化氮促进小麦种子萌发及其信号作用机制研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 生物化学与分子生物学

作者: 张华

导师: 徐朗莱

关键词: 一氧化氮,种子萌发,渗透胁迫,小麦,赤霉素,淀粉酶

文献来源: 南京农业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 一氧化氮（Nitric oxide,NO）供体硝普钠（Sodium nitroprusside,SNP）能明显促进渗透胁迫下小麦种子的吸胀、萌发和胚芽胚根的生长,加速贮藏物淀粉降解为还原糖及可溶性小分子糖类;胁迫解除后,仍能维持种子较高的活力从而有利于幼苗的生长。进一步研究发现,SNP还能明显诱导胁迫下种子淀粉酶活性的上升,轻微提高蛋白水解酶活性,加速淀粉胚乳的液化或溶解,而SNP对酯酶影响不大。在探察NO对渗透胁迫下小麦种子萌发过程中抗氧化代谢时发现,一氧化氮（NO）供体硝普钠（SNP）能显著诱导渗透胁迫下CAT（catalase）、APX（acorbate peroxidase）活力的上升和脯氨酸含量积累,抑制LOX（lipoxygenase）活性,降低H2O2与MDA（malondialdehyde）的含量,从而提高渗透胁迫下小麦种子萌发过程中抗氧化能力,为种子的正常萌发提供一个良好的细胞内环境。有意思的是,在小麦种子正常萌发早期,SNP处理使可以显著诱导内源葡萄糖、果糖和蔗糖含量的上升;进一步采用各种糖和SNP,并结合NO清除剂处理小麦种子,发现糖信号可能也介导了萌发早期小麦种子中淀粉酶的激活机制,且与NO之间存在着对话（Cross-talk）现象。而且在正常萌发条件下NO诱导切胚半粒小麦种子萌发早期（6h）的淀粉酶活力上升可能与GA3无直接相关。并对NO诱导小麦种子淀粉酶活力的可能信号作用机理及其与GA、糖信号通路的关系进行了探讨。进一步研究外源一氧化氮（NO）与赤霉素（GA）对小麦种子萌发早期（12h）淀粉酶调控的信号机制发现,在萌发早期（12h内）,α-淀粉酶和β-淀粉酶都不受GA所调控;而β-淀粉酶对NO存在着快速应答现象,但是,α-淀粉酶却没有这种应答关系。NO诱导β-淀粉酶活性的迅速上升可能与游离态β-淀粉酶聚合体的解聚以及结合态β-淀粉酶的直接释放有关;而NO促进的蛋白水解酶活性的轻微上升,对β-淀粉酶的激活或释放没有贡献;而且NO对β-淀粉酶单体也没有激活效应。此外,我们的研究结果还表明,β-淀粉酶对NO的快速应答现象同样存在于其它物种,如大麦、大豆、水稻、西瓜、抑南芥等种子的萌发早期,暗示了β-淀粉酶对NO的快速应答可能是种子萌发早期的一个普遍机制。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

缩略语词汇表

引言

文献综述

Ⅰ 种子萌发机理的研究进展

Ⅱ 谷物种子中淀粉的降解及其水解酶

Ⅲ 植物一氧化氮(NO)研究进展

参考文献

第一部分 NO供体对渗透胁迫下小麦种子萌发与抗氧化代谢的影响

第一章 NO供体对渗透胁迫下小麦种子吸胀萌发和水解酶活性的影响

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

第二章 NO供体对渗透胁迫下小麦种子萌发过程中抗氧化代谢的调控

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

第二部分小麦种子萌发早期β-淀粉酶对NO的快速应答及其生化特性研究

第三章小麦种子萌发早期β-淀粉酶对NO的快速应答

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

第四章小麦种子荫发早期NO诱导的β-淀粉酶同工酶的特性

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

全文结论

创新之处

存在的问题与展望

攻读学位期间以第一作者发表的论文

致谢

发布时间: 2005-07-19

参考文献

[1].种子生产过程中氮肥和水分调控小麦种子活力的机理解析[D]. 温大兴.山东农业大学2017
[2].血红素加氧酶/一氧化碳信号系统参与调控渗透胁迫下小麦种子的萌发以及幼苗的脱黄化[D]. 刘雅辉.南京农业大学2009
[3].小麦种子过氧化物酶WP1的研究及其对面团流变学特性的影响[D]. 单丽伟.西北农林科技大学2010
[4].小麦种子蛋白及赤霉病抗性相关基因的分子鉴定[D]. 王际睿.四川农业大学2008
[5].乳糜泻病人耐受的小麦新品系的培育[D]. 闻珊珊.东北师范大学2012

外源一氧化氮促进小麦种子萌发及其信号作用机制研究

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