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本文以当年及多年生平邑甜茶(Malus hupehensis (Pamp) Rehd. var pinyiensis Jiang)为试材,采用水培及土壤盆栽试验相结合的方式,研究了根系精氨酸代谢与一氧化氮(NO)和多胺产生的关系、NO的产生途径,以及NO对平邑甜茶根系生长发育和抗逆性的影响,结果如下:1.应用Luminol-H2O2化学发光法测定植物NO含量和一氧化氮合酶(NOS)活性,通过添加L-精氨酸、NOS抑制剂、NO吸收剂、酶液煮沸杀酶等证明该方法是一种有效的测定植物NO含量和NOS活性的方法。2.平邑甜茶幼树根内精氨酸含量显著高于茎和叶片;根内精氨酸含量以多年生根最高,叶片完全展开后其含量达到最高,后随地上部生长逐渐下降。平邑甜茶幼树不同器官NO含量及NO生成相关酶活性有很大差异。NO含量、NOS和NI-NOR活性根中最高,其次为嫩茎,叶片中最低。细根和嫩茎线粒体具有以NADH为电子供体还原亚硝酸盐生成NO的能力,而叶片线粒体不具备这种途径。多胺途径和NO途径的变化具有一致性,与组织内精氨酸含量呈正比例关系,且具有组织特异性差异,细根较叶片具有较高的精氨酸含量、精氨酸酶、ADC、ODC和NOS活性,腐胺、亚精胺、精胺以及NO水平细根均高于叶片,其中细根中白根又高于褐根,叶片中幼叶高于功能叶。这些结果显示平邑甜茶幼树根系精氨酸代谢比叶片更活跃。3.精氨酸和精氨酸酶主要位于平邑甜茶幼苗子叶中,随幼苗生长缓慢下降;幼苗生长的第8~20d,NO含量和NOS活性茎中最高,在第11d均达到最高,与茎的快速生长相适应;叶居中,在第17d达到高峰,与叶片的快速生长有关;根中最低,在第8d达到最高,与侧根的发育有关;幼苗生长第5d的子叶中精氨酸、NO含量及两种酶活性均为最高,显示精氨酸代谢与平邑甜茶幼苗早期生长密切相关。4.精氨酸代谢中,3 mmol/L L-精氨酸显著促进100 mmol/L NaCl胁迫下的平邑甜茶幼苗根系NO的生成,而3 mmol/L尿素显著抑制根系NO生成。1mmol/L精胺均抑制了正常生长和100mmol/L NaCl胁迫6h时平邑甜茶幼苗根系NO含量和NOS活性。0.1mmol/L硝酸还原酶抑制剂NaN3、50mmol/L NOS抑制剂AG以及5mmol/L多胺合成抑制剂D-精氨酸处理12h均显著抑制了平邑甜茶离体根NO的生成量,而50mmol/L精氨酸酶抑制剂KF显著增强了根系NO的生成。5.外源NO能够促进平邑甜茶幼苗根系发育,10μmol/L SNP促进新根伸长生长的效果最好,50μmol/L SNP促进新根生长点形成的效果最好。100μmol/L IBA处理15~30 min可引起平邑甜茶幼苗根系NO含量增加,之后回落,48~96 h时再次显著升高,并且处理96 h时诱导侧根原基大量发生,蛋白激酶抑制剂可抑制此现象,说明NO是IBA诱导发根的关键信号分子,其产生依赖于蛋白激酶。6. 30% PEG-6000处理引起根系NO含量的瞬时升高(0.5h和1.5h),NO的迅速合成与根系线粒体以NADH为电子供体还原亚硝酸盐形成NO及胞质NOS活性升高有关。渗透胁迫下平邑甜茶幼苗根系ROS与NO的变化规律不同,ROS在胁迫的各个阶段均高于对照,特别是在胁迫进程的后期。7.SNP预处理48h提高了平邑甜茶幼苗的抗盐能力,促进了0.35% NaCl胁迫下幼苗的生长。其中以100μmol/L SNP效果最好,其次为1000μmol/L SNP,10μmol/L SNP效果最差,但与对照相比仍显著促进了低盐胁迫下幼苗的生长。这与NO预处理降低了植株对NaCl胁迫的冲击效应有关,表现为预处理期间根系NOS活性降低而叶片NOS活性升高,而NaCl胁迫12h时根系和叶片内源NO产生率及NOS活性大大降低。8.外源NO(100μmol/L SNP)单独处理降低了平邑甜茶离体叶片活性氧和丙二醛积累,提高SOD和CAT活性及脯氨酸含量,但对叶绿素含量及POD、APX活性影响不显著。100μmol/L SNP与30% PEG-6000共同处理延缓了PEG诱导的叶片衰老,提高了活性氧水平、脯氨酸积累和CAT、POD、APX活性,降低丙二醛积累,但对SOD活性影响不显著。