多胺和一氧化氮促进莴苣种子萌发时的生理生化变化

论文摘要

精胺（Spm）、亚精胺（Spd）和它们的二胺前体腐胺（Put）是小分子脂肪族多聚阳离子,广泛存在于生物有机体中,在植物中介导了多种生理生化过程。一氧化氮（NO）是一种高活性生理活性物质,作为信号分子在植物根系等生长发育过程中起重要作用。我们前期的工作表明,多胺和NO对植物种子萌发及幼苗的生长都有促进作用,对植物侧根发生也有促进作用,且多胺可以诱导植物多种组织产生NO。那么,经多胺和NO处理后,在促进种子萌发过程中,种子贮藏物质和相应水解酶活性有怎样的变化?国内外鲜见相关文献报道。在本研究中,我们选用正常莴苣（Lactuca sativa L.）种子（挂丝红）为材料,研究多胺和一氧化氮促进莴苣种子萌发时的生理生化变化。结果如下:低浓度的外源多胺对莴苣种子发萌都有一定的促进作用,其中以0.5 mM Spd效果最佳,其次是Spm,Put作用较小。时间进程曲线研究表明,48 h后多胺这种促早萌作用逐渐消失。0-0.1 mM SNP可以明显促进莴苣种子的萌发,0.1 mM效果最佳,SNP浓度大于0.2 mM时对莴苣种子萌发有抑制作用。时间进程曲线研究表明,在种子萌发前36 h, 0.1 mM SNP对种子萌发的促进作用最为显著,48 h后多胺这种促早萌作用逐渐消失。种子内含物质变化的时间进程曲线发现,随着莴苣种子的萌发,蛋白质、粗脂肪和淀粉含量逐渐下降,而可溶性糖含量逐渐增加。用0.5 mM多胺浸种处理后,与对照相比,蛋白质、粗脂肪和淀粉含量下降更显著,但各种多胺处理间差异不大,仅0.5 mM Spd对可溶性糖的增加和淀粉含量的下降作用效果更好。多胺生物合成抑制CHA和MGBG处理,对种子内的蛋白质和淀粉含量的下降均有不同程度的延缓作用,但粗脂肪含量的下降受MGBG的促进。用SNP浸种可明显降低淀粉和增加可溶性糖含量,0.05 mM SNP就有显著的作用效果。时间进程曲线研究表明,种子内的蛋白质、粗脂肪和淀粉含量逐渐下降,而可溶性糖含量逐渐增加,经0.1 mM SNP处理后,蛋白质、粗脂肪含量进一步降低,但与对照相比差异不大;与此不同的是,淀粉含量的下降和可溶性糖含量的增加更显著,处理24 h后,与对照相比差异就达显著性水平。用NO生物合成抑制1.0 mM钨酸钠和0.2 mML-NAME浸种,对种子内含物质含量变化呈现相似的影响。对种子蛋白质和粗脂肪含量的下降有一定的延缓作用,但量值与对照相比差异不大,而对淀粉降解的抑制作用非常明显,36 h后便观察到可溶性糖含量的显著下降。测定种子萌发时水解酶活性变化结果表明,α-淀粉酶、脂肪水解酶和硝酸还原酶活性随种子的萌发而逐渐增加,而β-淀粉酶活性在36 h时活性达最高峰后逐渐下降。多胺可显著促进α-淀粉酶和β-淀粉酶活性,最适浓度为0.5 mM,Spd作用最好;对脂肪水解酶活性也有不同的促进作用,但作用浓度需大于0.5 mM时才有效果;而对硝酸还原酶活性则呈现出一定的抑制作用。此外,还发现不同种类的外源多胺对水解酶活性的作用有差异,Spd和Put对α-淀粉酶、β-淀粉酶和脂肪水解酶活性的促进作用大于Spm。多胺生物合成抑制剂CHA和MGBG处理结果表明,两者都可明显抑制α-淀粉酶和β-淀粉酶活性,CHA对β-淀粉酶活性的抑制作用更为显著,CHA的抑制效果好于MGBG。硝酸还原酶活性也受不同浓度的CHA和MGBG的强烈抑制。与CHA显著抑制脂肪水解酶活性不同,MGBG处理脂肪水解酶活性有受促进的趋势,但与对照相比差异不显著。SNP处理结果表明,种子的α-淀粉酶和β-淀粉酶活性受低浓度SNP的促进,而受高浓度SNP的抑制;硝酸还原酶活性也受到促进,0.1 mM SNP效果佳;大于0.1 mM SNP对脂肪水解酶活性才有显著的促进作用。时间进程曲线研究表明,α-淀粉酶、硝酸还原酶和脂肪水解酶活性明显受0.1 mM SNP处理的促进,且随种子的萌发而增加;β-淀粉酶活性在36 h时达最大值后逐渐下降,也明显受SNP处理的促进。经1.0 mM T-Na和0.2 mM L-NAME处理后,种子的硝酸还原酶和脂肪水解酶活性受到强烈抑制,处理12 h就有明显的作用效果;对α-淀粉酶活性抑制的作用时间有差异,T-Na在萌发前12 h就起作用,L-NAME在处理36 h后才表现强烈的抑制效果。对β-淀粉酶活性,L-NAME在处理24 h后就表现出强的抑制作用。上述结果暗示,多胺和NO是通过调节α-淀粉酶、β-淀粉酶活性、硝酸还原酶和脂肪水解酶活性,影响种子体内贮藏物质的降解,而影响莴苣种子萌发。其中,对淀粉的降解和可溶性糖的增加作用更为明显。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 前言
• 第一章 文献综述
• 第一节 多胺在植物生长发育中的作用
• 1 植物体内多胺的种类及分子结构
• 2 多胺在植物体内的存在形式
• 3 多胺的合成与分解
• 4 多胺在植物生长发育中的作用
• 第二节 一氧化氮在植物生长发育中的作用
• 1 一氧化氮的性质
• 2 NO 的来源
• 3 NO 在植物生长发育中的作用
• 第三节 种子萌发时的生理生化变化及调节
• 1、种子萌发时的生理生化变化
• 2 种子萌发的调节机理
• 第二章 多胺和NO 供体（SNP）对莴苣种子萌发的作用
• 第一节 外源多胺对莴苣种子萌发的作用
• 引言
• 1 材料与方法
• 2 实验结果
• 3 讨论
• 第二节 NO 供体（SNP）对莴苣种子萌发的作用
• 引言
• 1 材料与方法
• 2 实验结果
• 3 讨论
• 第三章 多胺和NO 供体（SNP）促进莴苣种子萌发时内含物质含量的变化
• 第一节 多胺和多胺生物合成抑制剂对莴苣种子内含物质含量影响
• 引言
• 1 材料与方法
• 2 实验结果
• 3 讨论
• 第二节 NO 供体（SNP）和NO 生物合成抑制剂在莴苣种子萌发过程中对内含物质含量的影响
• 引言
• 1 材料与方法
• 2 实验结果
• 3 讨论
• 第四章 多胺和NO 供体对莴苣种子萌发时水解酶活性影响
• 第一节 多胺和多胺生物合成抑制剂对莴苣种子萌发时水解酶活性的影响
• 引言
• 1 材料与方法
• 2 实验结果
• 3 讨论
• 第二节 NO 供体和NO 生物合成抑制剂对莴苣种子萌发时水解酶活性影响
• 引言
• 1 材料与方法
• 2 实验结果
• 3 讨论
• 第五章 全文讨论和结论
• 1 全文讨论
• 2 全文结论
• 参考文献
• 缩略语表
• 攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文
• 致谢