NO诱导IAA和O_(2)·^(-)积累于侧根尖端促进水稻侧根生长

为了探讨NO和超氧阴离子对水稻种子根侧根生长的影响,以DR5-GUS标记IAA的转基因水稻为材料,种子催芽萌发后,用含有不同浓度的NO供体、NO合成酶抑制剂和清除剂溶液来培养萌发3 d的水稻幼苗,在培养的第3 d和第5 d分别测量初生根长度和初生根上侧根数量,并通过DAF-2DA对NO、GUS对IAA和NBT对超氧阴离子(O_(2)·^(-))染色后,在显微镜下观察NO、IAA和O_(2)·^(-)在侧根的定位,分析与NO合成相关的基因表达。结果表明,NO和IAA主要分布在根中柱的维管束部分以及侧根起始形成处和侧根根尖,O_(2)·^(-)只极性分布在侧根起始部位和侧根根尖。当NO合成受到抑制或清除时,NO、IAA和O_(2)·^(-)在侧根的积累量明显减少,侧根数量及初生根长度也均显著下降。荧光定量PCR分析发现,外源的NO供体SNP处理均能显著诱导水稻OsNIA1和OsNIA2基因表达,而NO合成酶抑制剂处理则抑制OsNIA1和OsNIA2基因表达。基于我们的实验结果,NO作为一种重要的信号物质参与初生根和侧根的生长,并需IAA和O_(2)·^(-)极性积累于侧根的起始部位,从而达到促进侧根的形成,当NO合成受阻时初生根和侧根生长均受到抑制。