NO与植物抗逆的关系
NO与植物抗逆的关系

文献综述题目NO与植物抗逆性研究学院生命科学技术学院学号107330902034专业发育生物学班级09级研究生姓名安梅指导老师赵兴绪2011年12月NO与植物抗逆性研究安梅甘肃农业大学生命科学技术学院,甘肃兰州730070弗奇戈特、伊格纳罗和穆拉德等因在动物NO信号途径的突出贡献而获得1998年诺贝尔生理学医学奖。
NO不仅调节动物的生理过程如平滑肌的松弛、免疫调节和细胞凋亡等(Schmidt and Walter,1994),也参与调节植物的生理过程,早在1979年就已经发现植物可以释放NO及NO对植物生长的促进作用(Anderson and Mansfield,1979和Klepper,1979)。
直到Delledonne等(1998)和Durner(1998)的2篇描述NO对植物防御反应作用的文章发表后,NO植物学的研究才引起国际植物学界的密切关注,一些有关NO在植物中作用的文章也相继出现。
1. NO的理化性质及其来源NO是一种气体自由基,在π2轨道上具有未配对的电子,容易得到或失去一个电子,因而能以一氧化氮自由基(NO.)、亚硝酸正离子(nitrosonium cation,NO+)和硝酰自由基(nitroxyl radical,NO-)3种形式存在(Wojtaszek,2000)。
NO微溶于水(0.047cm3/ cm3H2O,20℃,1 atm),铁盐可以增强其水溶性,无论是在细胞的水溶性的原生质还是在脂溶性的膜系统,NO都能扩散移动(Anderson and Mansfield,1979)。
因此,NO一旦产生,就很容易在细胞内和细胞间扩散。
NO在植物中的半衰期为3-5s(Henry et al.,1997;Tuteja et al.,2004),比其他的活性氧长的多。
NO能与O2快速反应生产NO2,然后快速降解为硝酸根离子(NO3-)和亚硝酸根离子(NO2-)。
NO广泛存在于生物体内(臧梦维等1996),是一种细胞间和细胞内信息传递的信使分子。
一氧化氮信号通路在光合作用中的生物学功能

一氧化氮信号通路在光合作用中的生物学功能一氧化氮(NO)是一类重要的信号分子,在生物体内发挥着广泛的生物学功能。
近年来,人们发现NO信号通路在植物光合作用中也具有重要的作用,并且探索了其在光合作用中的具体功能和机制。
1. NO信号通路在光合作用中的基本原理在光合作用中,光能被植物叶绿体吸收后,通过一系列酶促反应将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气。
NO信号通路在该过程中起到了调节作用。
NO通过与叶绿体内膜的质子泵体系相互作用,降低了内膜的电位差,减少了质子泵的活性,抑制了ATP合成和光合作用的速率。
此外,NO还可以调节植物叶绿体中的多种酶活性,如Rubisco(植物最主要的酶,参与光合作用的发生和碳固定)、PsbO(参与产氧复合体的组成和光合产氧反应的进行)等,从而影响光合作用系统的稳定性和效率。
2. NO信号通路在植物的生长和发育中的作用在植物的生长和发育过程中,NO信号通路同样发挥着重要作用。
NO通过抑制植物中的超氧化物歧化酶(SOD)活性,降低了PLD(磷脂酶D)的产物产生,从而调节了植物细胞膜的脂质组成和质量。
此外,NO还可以通过影响植物细胞中的Ca2+浓度,调节细胞内信号传递和细胞分裂、生长等重要生理过程。
3. NO信号通路与其他生理活动的交互作用NO信号通路与其他生理活动之间存在着复杂的交互作用。
例如,NO在植物抗逆、抗病等过程中发挥重要作用。
在植物干旱、高盐等胁迫条件下,NO可以通过调节质膜通量、根系生长等方式,提高植物的耐受性。
此外,NO还可通过激活植物的SA(水杨酸)途径、下调Jasmonic Acid(JA)途径、参与植物的细胞死亡等机制,提高植物的抗病性。
4. 总结综上所述,NO信号通路在植物的光合作用中具有重要的生物学功能。
通过抑制叶绿体内膜上的质子泵活性、调节酶活性等方式,NO对植物光合作用的效率和稳定性产生着调节作用。
此外,NO还可以参与植物的多种生理过程,包括植物的生长、发育、抗逆、抗病等。
一氧化氮对园艺植物的生理作用及其应用前景

2021年第10期现代园艺一氧化氮对园艺植物的生理作用及其应用前景胡书明,吴春燕*,冉胜祥,王洪伟(吉林农业大学园艺学院,吉林长春130118)摘要:综述了植物NO的来源、NO对园艺植物的生理作用和外源NO对缓解蔬菜作物低温胁迫的研究,并对今后的研究利用外源NO气体缓解蔬菜作物冷害和冻害,提高蔬菜作物产量做出了展望。
关键词:外源NO;低温胁迫;抗逆性;园艺植物;缓解效应一氧化氮是一种气体小分子,在动植物体内常常作为信号分子参与到许多重要的生理过程中,广泛参与植物的生长发育、抗逆、信号转导及抗病防御反应等生理过程中。
近年来,由于分子生物学的发展,NO作为调节植物生命活动和信号转导的重要元素成为生物学领域的研究热点之一。
有研究表明,NO与园艺作物生长发育过程中的种子萌发、根系发育、气孔运动、果实的成熟等生理过程具有显著影响,以及在生理指标中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)的活性以及叶绿素[1]的合成也发挥着积极作用。
园艺作物在极端温度、盐害、干旱、重金属和弱光等非生物胁迫的作用下,NO作为作物体内的内源信号分子,进行调节与反馈,发挥着信号分子的作用。
1植物NO的来源NO在植物体内的合成是一个复杂的生理生化的变化。
植物体内NO的来源途径多样,目前已知的NO 在植物体内的合成途径主要包含酶促反应(enzymatic reaction)和非酶促反应(no-enzymatic reaction)2种途径,其中酶促反应途径主要包含一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)途径、硝酸还原酶(nitrate reductase,NR)途径,以及近年来发现的黄腺嘌呤氧化还原酶(XOR)途径和亚硝酸还原酶(NiR)途径。
由NOS介导的NO合成途径,最早在动物细胞内发现,近年来,在植物中也证实了NOS的存在,有研究发现,利用动物NOS 抑制剂能够显著抑制植物细胞质中的NO的产生[2]。
植物中的一氧化氮信号通路及其应用

植物中的一氧化氮信号通路及其应用植物作为一种独立的生命体,在其生长发育和抗逆能力中都需要一系列信号通路的调控。
其中,一氧化氮(NO)信号通路是近年来备受关注的话题。
NO信号通路广泛存在于植物体内,可以通过其在氮代谢、果实发育和植物光合作用方面的作用体现。
NO的来源和在植物中的作用NO是一种重要的气体信号分子,广泛存在于植物体内。
NO主要由三种途径产生,分别是通过NO合成酶催化亚硝酸盐(NO2-)和还原型谷胱甘肽(GSH)生成的差别,通过抑制NO生成酶的活性抑制NO的降解而生成NO。
在植物中,NO信号通路广泛存在于许多生理过程中。
例如,在果实发育中,NO被认为可以促进果实发育和色泽转化,因为它可以调节果实中多种生长素的含量以及抵抗果实衰老的过程。
此外,在氮代谢中,NO通路也可以调节氮素的吸收、运输和利用,并在植物光合作用过程中起到刺激作用。
NO信号通路的相关蛋白NO信号通路始于NO产生,并由NO与目标蛋白结合,并使其发生乙酰基化或亚硝基化反应,进而激活或抑制它们的活性。
NO信号通路中的基本元素包括NO产生酶、NO扩散途径和NO作用靶蛋白等。
NO的产生通常由NO合成酶调节,它通过将亚硝酸盐还原为NO,从而在植物体内显著增加NO浓度。
NO的扩散途径也是NO信号通路的重要组成部分,通常它可以通过细胞膜中的与NO反应的蛋白和细胞间隙的扩散来完成。
此外,在NO信号通路中,NO作用的靶标蛋白也是至关重要的。
它们通常是其他蛋白质、酶或RNA等,可以通过与NO结合或乙酰基化或亚硝基化等作用调节它们的生物学功能。
NO信号通路的应用NO信号通路在许多领域如植物抗逆性、氮代谢、果实发育和药物开发等领域中具有广泛的应用价值。
在植物抗逆性中,NO信号通路被认为是一个重要的调控因子。
研究表明,NO 可以调节植物中多种抗逆酶的活性,提高植物的抗氧化能力和耐盐性等,因此,可以提高植物对环境胁迫的适应性。
在氮代谢中,NO信号通路可以调节植物对氮素的吸收、运输和利用,从而改善氮素的利用效率。
《外源NO对盐胁迫下紫花苜蓿生理性状的调控效应》范文

《外源NO对盐胁迫下紫花苜蓿生理性状的调控效应》篇一一、引言盐胁迫是农田生态系统中的重要问题之一,它不仅影响了农作物的生长和产量,还可能对土壤生态系统的稳定性产生深远影响。
紫花苜蓿作为一种重要的豆科作物,其耐盐性及在盐胁迫下的生理响应机制一直是研究的热点。
近年来,一氧化氮(NO)作为一种重要的信号分子,在植物应对逆境胁迫中发挥了重要作用。
因此,研究外源NO对盐胁迫下紫花苜蓿生理性状的调控效应,对于提高紫花苜蓿的耐盐性,促进其生长和产量具有重要意义。
二、材料与方法本实验选用紫花苜蓿作为研究对象,设置不同浓度的NaCl 溶液模拟盐胁迫环境,同时以喷施外源NO的条件下,对比观察其生理性状的改变。
采用盆栽种植、土壤培养的方法,进行一系列的实验操作。
通过测量并记录相关生理指标的数值变化,分析外源NO对紫花苜蓿生长及生理性状的影响。
三、实验结果(一)盐胁迫对紫花苜蓿的影响在盐胁迫下,紫花苜蓿的生长受到显著抑制,其生物量、叶绿素含量等生理指标均出现不同程度的下降。
这表明盐胁迫对紫花苜蓿的生长产生了负面影响。
(二)外源NO对紫花苜蓿的调控效应1. 对生长的调控:在盐胁迫下,喷施外源NO的紫花苜蓿生物量明显高于未喷施的对照组,表明外源NO对紫花苜蓿的生长具有明显的促进作用。
2. 对叶绿素含量的影响:喷施外源NO的紫花苜蓿叶绿素含量相对较高,这有助于维持光合作用的正常进行。
3. 抗氧化酶活性的变化:外源NO的喷施能提高紫花苜蓿抗氧化酶(如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等)的活性,从而增强其抗逆能力。
4. 离子平衡的调节:外源NO的喷施有助于维持紫花苜蓿体内离子平衡,减少盐离子对细胞的毒害作用。
四、讨论根据实验结果,可以得出以下结论:在盐胁迫下,外源NO 对紫花苜蓿的生长具有显著的促进作用,这可能与NO调节了紫花苜蓿的生理代谢、抗氧化能力及离子平衡等有关。
NO作为一种信号分子,在植物应对逆境胁迫时发挥了重要的调控作用。
此外,NO还能提高抗氧化酶的活性,有助于抵抗由盐胁迫引起的氧化损伤。
浅谈一氧化氮及其应用前景

浅谈一氧化氮及其应用前景作者:范为群来源:《硅谷》2009年第08期[摘要]一氧化氮(NO)是生物体内一种作用广泛而性质独特的信号分子,它不仅对动物的神经系统、循环系统、消化系统等有着重要的调节作用,而且也参与植物生长发育的许多过程,如种子萌发、下胚轴伸长、根生长、细胞凋亡以及植物抗逆反应等。
[关键词]一氧化氮(NO) 信使分子调节中图分类号:TQ17文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0420004-01一、NO的最初发现、制取及特性NO系无色有毒气体,由氮气和氧气在电火花或高温作用下形成,更便利的方法是由稀硝酸与铜或汞反应制取。
约在1620年,比利时科学家J.B.Van海尔蒙特首次制出一氧化氮。
1772年,英国化学家J.普利斯特利对其进行了研究,并称之为“亚硝气”。
一氧化氮在-151.8℃液化,-163.6℃固化。
固态和液态NO均为蓝色。
此气体几乎不溶于水。
一氧化氮是少数几个含有奇数电子的稳定化合物之一,它可获得或失去一个电子形成离子NO-或NO+,这些离子存在于亚硝酰基中,亚硝酰化合物有点类似于一氧化碳和过渡金属形成的羰基化合物。
工业上,NO的主要用途是制造硝酸。
二、NO的生物学特性一氧化氮具有易扩散、反应性强、性质活泼而很不稳定,生物半衰期很短(约2~3s)等特性,广泛存在于生物体内各组织器官,由血管内皮细胞产生并释放,参与机体内多种生理及病理过程。
在哺乳动物体内NO是由一氧化氮合酶(NOS)催化底物L-精氨酸(L-Arg)经还原型尼克酰胺腺苷二核苷酸磷酸(NADPH)还原而产生的。
神经Casino等用放射标记法进行光谱分析证实NO 的氮原子来于L-精氨酸,氧原子来源于氧气。
NO极不稳定,在有氧和水的环境中仅能存在6~10s,以后很快与亚铁血红素和-SH键结合而失活,其最终代谢产物为亚硝酸盐和硝酸盐[1]。
NO与受体结合后,作用于血管平滑肌细胞可溶性鸟苷酸环化酶,生成第二信使分子(cGMP),导致细胞内钙离子浓度下,从而使血管平滑肌松弛,血管扩张,血压下降。
一氧化氮在植物体内的来源和功能

一氧化氮在植物体内的来源和功能张艳艳;刘友良【期刊名称】《西北植物学报》【年(卷),期】2004(24)5【摘要】Nitric Oxide(NO)is an important active molecule in biology.It is first described as a diffusible multifunctional second messenger in animals since it plays various functions including the relaxation of blood vessels,neurotransmission and defense during immune response etc.It is now being evident that NO is also a ubiquitous signal molecule in plant kingdom.It was proved to participate in many key physiological processes such as growth,development,pathogen defense reaction,programmed cell death,and stress tolerance.Possible sources of NO and the role in signaling transduction,regulating plant development and the responses to stresses are reviewed and some other possible functions of NO in plants are discussed.%一氧化氮(nitric oxide, NO)是生物体内重要的活性分子.NO参与了动物体内血管松弛、神经传递及免疫防御反应等一系列生理功能而被认为是可扩散的多功能第二信使.在植物体内NO也是一种广泛存在的信号分子,参与调节了许多重要的生理过程如生长、发育、抗病防御反应、细胞程序性死亡和抗逆反应.对NO在植物体内的来源、信号转导、调节植物生长发育和对胁迫的响应方面所发挥的作用进行了综述,并讨论了其潜在的一些功能.【总页数】9页(P921-929)【作者】张艳艳;刘友良【作者单位】南京农业大学,生命科学学院,南京,210095;南京农业大学,生命科学学院,南京,210095【正文语种】中文【中图分类】Q945.15【相关文献】1.一氧化氮在植物体内的产生及其生物学功能 [J], 张兰;张彬彬;戚哲民2.植物体内一氧化氮的来源和生理效应 [J], 柯世省3.植物体内一氧化氮合成途径研究进展 [J], 张洪艳;赵小明;白雪芳;杜昱光4.植物体内一氧化氮的来源及其在非生物胁迫中的作用 [J], 李美兰;李德文;祖元刚5.植物体内一氧化氮的来源及其与其它信号分子之间的关系 [J], 刘新;张蜀秋;娄成后因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
盐胁迫下NO和蛋白质S-亚硝基化对番茄幼苗生长发育的影响

摘要一氧化氮(NO)作为重要的信号分子,参与了许多植物的生长发育和抗逆过程。
同时,研究表明NO可以调控一些抗性基因的表达来响应植物的逆境胁迫。
此外,NO还可通过翻译后修饰S-亚硝基化修饰调控靶蛋白活性、亚细胞定位和功能。
本试验探讨了NO和S-亚硝基化通过调控蛋白或差异表达基因参与调控盐胁迫番茄幼苗生长发育的关系。
结果表明:(1)150 mM NaCl处理与对照相比显著抑制了番茄幼苗的株高,叶面积和总根长,其中株高降低了28%。
10 M NO供体GSNO能够明显缓解盐胁迫对番茄幼苗生长的抑制,但加入NO清除剂cPTIO后,NO的对盐胁迫的缓解作用明显减弱。
(2)150 mM NaCl处理下番茄幼苗叶片中NO含量提高了,为对照的两倍,NO的供体可以增强盐胁迫对内源NO含量的诱导作用,比对照增加了193%,而cPITO削弱了盐胁迫诱导生成NO的能力。
同时,盐胁迫和GSNO皆增强了内源SNOs含量、GSNOR活性、GSNOR基因表达和蛋白质S-亚硝基化水平。
(3)利用生物素转换法对发生亚硝基化的蛋白进行质谱分析,盐胁迫下的亚硝基化蛋白数目最多,Control、NaCl、NaCl+GSNO分别鉴定到S-亚硝基化蛋白549个、788个蛋白,680个。
这些S-亚硝基化蛋白主要定位于在叶绿体、细胞质和线粒体三个器官中。
本次实验所鉴定到的S-亚硝基化蛋白主要参与了碳水化合物的运输和代谢、翻译后修饰,蛋白质更新,分子伴侣、翻译,核糖体结构和生物发生、氨基酸转运和代谢等过程;KEGG注释结果表明这些S-亚硝基化蛋白参与了多种信号转导,尤其是MAPK信号通路及胁迫响应信号级联反应。
(4)利用转录组测序分析NaCl处理和GSNO+NaCl处理下差异基因的表达,并对这些基因进行GO和KEGG注释。
GSNO+NaCl处理对比盐胁迫有739个差异表达基因,其中426个基因下调,313个基因上调。
KEGG注释表明这些差异表达基因大多数都参与了于光合作用、牛磺酸代谢、甘油酯代谢、戊糖和葡萄糖酸酯的相互转化、植物MAPK信号通路、植物昼夜节律及植物激素信号转导等过程。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
文献综述题目NO与植物抗逆性研究学院生命科学技术学院学号107330902034专业发育生物学班级09级研究生姓名安梅指导老师赵兴绪2011年12月NO与植物抗逆性研究安梅甘肃农业大学生命科学技术学院,甘肃兰州730070弗奇戈特、伊格纳罗和穆拉德等因在动物NO信号途径的突出贡献而获得1998年诺贝尔生理学医学奖。
NO不仅调节动物的生理过程如平滑肌的松弛、免疫调节和细胞凋亡等(Schmidt and Walter,1994),也参与调节植物的生理过程,早在1979年就已经发现植物可以释放NO及NO对植物生长的促进作用(Anderson and Mansfield,1979和Klepper,1979)。
直到Delledonne等(1998)和Durner(1998)的2篇描述NO对植物防御反应作用的文章发表后,NO植物学的研究才引起国际植物学界的密切关注,一些有关NO在植物中作用的文章也相继出现。
1. NO的理化性质及其来源NO是一种气体自由基,在π2轨道上具有未配对的电子,容易得到或失去一个电子,因而能以一氧化氮自由基(NO.)、亚硝酸正离子(nitrosonium cation,NO+)和硝酰自由基(nitroxyl radical,NO-)3种形式存在(Wojtaszek,2000)。
NO微溶于水(0.047cm3/ cm3H2O,20℃,1 atm),铁盐可以增强其水溶性,无论是在细胞的水溶性的原生质还是在脂溶性的膜系统,NO都能扩散移动(Anderson and Mansfield,1979)。
因此,NO一旦产生,就很容易在细胞内和细胞间扩散。
NO在植物中的半衰期为3-5s(Henry et al.,1997;Tuteja et al.,2004),比其他的活性氧长的多。
NO能与O2快速反应生产NO2,然后快速降解为硝酸根离子(NO3-)和亚硝酸根离子(NO2-)。
NO广泛存在于生物体内(臧梦维等1996),是一种细胞间和细胞内信息传递的信使分子。
近年来认为NO是一种在植物中普遍存在的关键信号分子(Durner et al.,1998;Wendehenne et al.,2004),NO的作用范围主要是产生NO的细胞和邻近的细胞(Neill et al.,2003)。
在植物中有几条潜在的产生NO的途径,包括一氧化氮合成酶(nitric oxide synathase,NOS)、硝酸还原酶(nireate reductase,NR)、黄嘌呤氧化还原酶(xanthine oxidoreductase,XOR)和非酶促反应途径。
NO非酶促反应则主要是一些硝基类化合物的硝化及反硝化过程(Wojtaszek 2000)。
图1 植物体内NO的来源Fig.1 the production of nitric oxide in plant2. NO的生理作用2.1 NO对植物生长发育的影响高浓度的NO(400-800nL/L)抑制番茄(Lycopersicon esculentum)生长,低浓度(0-200nL/L)时促进生长(Anderson and Mansfield,1979)。
Takahashi和Yamasaki(2002)证明在叶绿体内NO能够可逆地抑制电子传递和ATP的合成。
NO通过参与植物的呼吸作用(Milar et al.,1996)、光形态建成(Beligni and Lamattina 2000)、种子萌发(Caro 1999;Beligni and Lamattina 2000)、根和叶片的生长发育(Leshem et al.,1996;Ribeiro et al.,1999)、衰老(Leshem et al.,1998;Tu Ji et al.,2003)等过程来实现对细胞的影响。
NO 会对细胞的增殖和凋亡产生影响。
此外Gouvea等(1997)和Pagnussat等(2002)发现NO能促进植物根系的生长。
2.2NO参与非生物因素的胁迫NO除参与植物抗病防御反应外,也参与非生物因素造成的胁迫反应。
通过调节植物体内活性氧(reactive oxygen species, ROS)代谢来减轻氧化胁迫伤害(Pedrose et al.,2000),包括叶绿体降解、离子渗漏、膜脂过氧化以及DNA断裂等(Veronica,1999)。
NO能诱导烟草抗逆信号传导调控基因的表达;NO能提高温度胁迫下叶绿素含量及净光合速率(魏小红,2005),另外,NO抑制植物线粒体细胞色素氧化酶(COX)活性的同时增强抗氰呼吸,避免因线粒体电子传递链受阻而引起的ROS积累(Yamasaki 2000)。
在植物中,NO功能具有二元性:在低浓度下,它有保护作用;而高浓度NO则对细胞带来严重伤害。
各种非生物胁迫如水分和盐胁迫、机械损伤以及紫外线等都可以诱导ROS形成,而低浓度NO可通过各种方式与ROS作用,发挥抗氧化功能。
在短时间的热胁迫下可以检测到豌豆叶片中NO产生的增加,NO也能增强番茄、小麦和玉米的抗寒性。
另一方面,高浓度NO处理豌豆叶片可以诱发胁迫症状,NO供体SNAP(S-nitroso-N-acetylpenicillamine)增加叶绿素荧光;用浓度相当于1mmol/LNO的SNAP 处理豌豆叶片可以看到脂氧合酶(lipoxygenase,LOX) 活性显著降低。
这些都表明,高浓度NO可以是胁迫诱导因子。
干旱是常见的制约农业生产的环境因素,因此了解干旱胁迫下细胞内保存水分的机制很重要。
缺水胁迫条件下,植物合成ABA,通过一系列复杂的信号级联机制诱导气孔关闭,在此情况下可以检测到豌豆叶片中NO产生的增加。
在拟南芥中,干旱通常首先影响根系,导致NO释放增加,外源和内源NO均可促进对ABA依赖的气孔关闭。
有研究表明,NO和ABA 可以各自独立诱导气孔关闭,但也存在正协同效应。
Desikan等的研究表明,NO是一个介导ABA诱导气孔关闭的关键性信号分子,保卫细胞中NO的生物合成途径尚不清楚。
药理学、生理学和基因证据都说明拟南芥细胞中NO的生物合成是NR 介导的,NR介导的NO合成对于ABA诱导的气孔关闭是必需的。
盐害也是农业生产中的重要不利环境因素,盐胁迫主要表现为渗透胁迫和离子平衡的破坏。
已有研究表明,NO参与盐胁迫以及渗透胁迫信号应答。
Ruan等报道,0.1和1 mmol/LNO供体SNP可以显著减轻由150和300mmol/LNaCl分别处理所诱导小麦叶片的氧化性损伤。
他们进一步研究证实,NO可以显著增强SOD、CAT活性,这两种酶可以清除盐胁迫下小麦叶片中O2-和H2O2 的积累。
张华等的研究表明,在渗透胁迫下,用SNP处理小麦种子,可以显著促进种子的萌芽、胚根和胚芽的延长;在渗透胁迫解除后,小麦种子仍维持较高活力。
此外,SNP能显著诱导渗透胁迫下CAT、抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase, APX)活性上升以及脯氨酸含量积累,但抑制LOX活性,这些对提高渗透胁迫下的小麦种子萌发期间抗氧化能力是有益的。
说明NO和渗透胁迫信号应答有联系。
2.3 NO参与生物因素的胁迫当用NO供体处理马铃薯叶片时,苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia lyase, PAL)、 -1,3葡聚糖酶以及3- 磷酸甘油醛脱氢酶基因的mRNA水平都增加,而这3种酶是涉及植物病原相互作用防卫机制的,说明NO对马铃薯的保护效应与植物的防卫机制有关。
Delledonne等的实验表明,NO与豌豆悬浮细胞和拟南芥的抗病过程有联系。
当外界病原物侵染植物后,引起植物过敏反应(Dowler, 1994; 何晨阳,1996),此时NO参与抗病过敏反应,即通过形成活性氧化突增(oxidative burst),参与启动快速防卫抗病反应和细胞编程死亡过程(Ninnemann, 1996;Jabs, 1996; 宋凤鸣, 1996)。
NO 能诱导烟草抗花叶病毒(TMV)的能力(魏小红等,2005),外源活性氧处理和病原驱动的氧化突增,都需要NO的存在才能发挥最大的作用(Dangl, 1998)。
但同时NO又是一种氮自由基,可能与其他自由基一样有直接毒杀作用(Dangl, 1998)。
可与O2- 作用,生成破坏作用极强的超氧亚硝酸根离子,引起核酸的亚硝酰化而导致DNA的断裂;并可与酶分子的Fe-S中心结合诱变这些酶的生化性质。
因而它在动物病理条件下和巨噬细胞中可大量合成,直接起细胞毒杀作用,杀死细菌等病原。
另外,NO可通过诱导植物植保素基因的表达达到抗病的目的(Noritake,1996)。
2.4 NO通过植物氮代谢的调节提高植物的蛋白含量魏小红(2006)发现NO可调节烟草和小麦氮代谢及蛋白含量。
NO能通过调节植物体内硝酸还原酶(nireate reductase,NR),调节植物体内含氮化合物,提高植物蛋白含量。
3. NO与植物激素的相互作用关系有关NO与植物激素的最早报道是在植物衰老领域的研究,Leshem和Haramaty (1996)发现NO参与了乙烯的释放。
在水分胁迫下,小麦根尖NOS活性迅速上升,产生的NO是诱导ABA积累的关键信号分子(Zhao et al.,2001)。
水杨酸(SA)也是植物天然产生的生长调节物质之一。
SA在植物抗病反应中的积累可以抑制过氧化氢酶而使细胞积累H2O2,它也是植物系统获得性抗性建立的关键信号分子(Chen et al.,1993)。
NO 与SA的关系较为复杂,不仅NO可以作为信号诱导SA合成,而且SA也可以激活植物NO 合成途径(Klessing et al.,2000)。
NO与SA复杂的关系还表现在它们的信号传递途径上,一些基因的表达仅需要NO或SA,而另一些基因则需要NO和SA的协同作用(Durner et al.,1998)。
细胞分裂素可以诱导烟草和拟南芥细胞培养物的NO合成(Tun et al.,2001)。
一些细胞分裂素的效应能够被NO模拟,NO供体诱导苋幼苗中betalaine的积累,细胞分裂素诱导的betalaine的积累被NOS抑制剂抑制(Scherer and holk,2000)。
这些结果表明NO可能具有调节细胞分裂素的作用。
在豌豆保卫细胞和其他表皮细胞中ABA诱导NO的迅速合成(Neill et al.,2002a)。
在拟南芥(Desikan et al.,2002)和蚕豆(Garcia Mata and Lamattina,2002)中也发现了同样的现象。
在拟南芥悬浮培养物中,ABA不能诱导NO的合成(Tun et al.,2001),说明ABA诱导的NO合成具有组织特异性。