外源一氧化氮对镉胁迫下紫花苜蓿幼苗活性氧代谢和镉积累的影响

采用外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对镉(Cd)胁迫(0.5 mmol·L^(-1) CdCl_2)下紫花苜蓿(Medicogo sativa L.)幼苗进行预处理,分析NO对Cd胁迫下紫花苜蓿幼苗膜脂过氧化、抗氧化酶系统、渗透调节物质和Cd积累量的影响,探讨NO在植物逆境胁迫响应中的作用及其机理。结果表明:300μmol·L^(-1)SNP显著降低Cd胁迫下紫花苜蓿幼苗相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量、过氧化氢(H_2O_2)含量和超氧阴离子(O_2^-·)产生速率;400μmol·L^(-1)SNP显著促进脯氨酸(Pro)、可溶性蛋白(SP)、类胡萝卜素(Car)的合成;200μmol·L^(-1)SNP显著降低叶和茎中Cd含量;100μmol·L^(-1)SNP显著降低根中Cd含量。不同浓度SNP对紫花苜蓿叶、茎和根中抗氧化酶活性的影响比较复杂:100μmol·L^(-1)SNP显著增强叶中过氧化物酶(POD)活性、叶和茎中超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性;50μmol·L^(-1)SNP显著增强叶、茎和根中抗坏血酸酶(APX)活性;400μmol·L^(-1)显著增强茎和根中POD活性。适当浓度的NO可以增加渗透调节物质含量和调节抗氧化酶活性,有效保护紫花苜蓿幼苗膜系统的稳定性,缓解Cd胁迫对紫花苜蓿幼苗的伤害。

镉胁迫下紫花苜蓿幼苗内源一氧化氮和活性氧的生成

以"甘农三号"紫花苜蓿幼苗为材料,在水培条件下,研究了不同浓度镉(Cd)胁迫下紫花苜蓿根、茎和叶内源一氧化氮(NO)和活性氧(ROS)的生成机制以及根系活力的变化。结果表明:在0~2.0 mmol·L^(-1)范围内,随着Cd浓度的增加,幼苗内NO含量呈现先升高后降低的趋势,最后可维持在略高或持平于对照的水平。幼苗内一氧化氮合成酶(NOS)活性、硝酸还原酶(NR)活性、亚硝酸根离子(NO_2^-)含量和类胡萝卜素(Car)含量的变化与NO含量变化规律相似却又不全相同。NOS和NR是影响幼苗茎中NO含量的主要因素,NOS、NO_2^-和NR则是影响叶中NO含量的主要因素,而根中NO含量主要与NOS活性和NO_2^-含量有较大相关性。随着Cd浓度的增加,幼苗内过氧化氢(H_2O_2)含量、丙二醛(MDA)含量、超氧阴离子(O-2·)含量和相对电导率(REC)呈现显著升高趋势,说明高浓度的Cd处理会使ROS大量积累,细胞膜遭破坏,细胞质外流,进而引发膜脂过氧化。随着Cd浓度的增加,紫花苜蓿根系活力的变化为先升高后降低,指示了低浓度Cd处理会促进植物代谢,增强其生命力;而高浓度Cd会致使植株代谢受抑制,细胞受损害。NO和ROS的相关性不大,说明二者虽同为自由基,但它们产生和变化方式大有差别。