【摘 要】
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多效唑(Paclobutrazol,PAC)是具有生长调节特性的三唑类家族成员之一,具有延缓种子萌发、矮化植株、调节新陈代谢、增强抗逆性等作用,在农业上得到了广泛的推广和使用。一氧化氮(Nitric oxide,NO)作为植物中的一种气体信号分子,在植物生长发育、病原防御反应、气孔运动、程序性细胞死亡以及植物对非生物和生物胁迫的响应等一系列生理过程中都发挥着重要的作用。但是两者之间有无相互作用尚不
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多效唑(Paclobutrazol,PAC)是具有生长调节特性的三唑类家族成员之一,具有延缓种子萌发、矮化植株、调节新陈代谢、增强抗逆性等作用,在农业上得到了广泛的推广和使用。一氧化氮(Nitric oxide,NO)作为植物中的一种气体信号分子,在植物生长发育、病原防御反应、气孔运动、程序性细胞死亡以及植物对非生物和生物胁迫的响应等一系列生理过程中都发挥着重要的作用。但是两者之间有无相互作用尚不清楚,本研究以模式植物拟南芥(野生型Col-0和硝酸还原酶缺陷双突变体nia1nia2)为研究对象,从表型、基因和蛋白质翻译后修饰三个水平,利用实时荧光定量PCR、转录组分析、生物素开关技术和蛋白免疫技术等方法探究Col-0和nia1nia2种子响应PAC处理的差异,以期为NO与PAC互作的研究提供理论参考。本研究的主要结论如下:(1)内源NO含量降低可以缓解PAC对拟南芥种子萌发的抑制作用。在PAC的影响下,两个拟南芥株系种子的萌发都受到了抑制,但是NO含量降低的突变体nia1nia2种子的萌发时间早于野生型Col-0。NO加强了PAC对种子萌发的抑制作用,NO清除剂c PTIO则解除了NO的效应。(2)转录组测序分析发现,PAC和NO共同参与调控氧化还原、种子萌发、脱落酸刺激细胞反应、生长素诱导的信号通路、赤霉素响应、昼夜节律调节等生物学过程相关基因的表达。通过对不同处理下的Col-0和nia1nia2种子萌发过程中赤霉素信号通路相关基因进行q RT-PCR验证,发现在赤霉素信号通路中,NO含量降低影响PAC对赤霉素代谢相关酶的调控作用,同时降低DELLA基因尤其是GAI和RGA表达量的增幅。(3)采用Saville-Griess法测定SNO含量,通过分光光度法测定GSNOR酶活性,利用生物素开关技术和Western Blot技术检测S-亚硝基蛋白含量变化,结果显示:在未施加PAC的情况下,nia1nia2突变体中SNO含量和S-亚硝基蛋白明显少于Col-0,GSNOR活性则高于Col-0。在外源PAC的影响下,拟南芥Col-0和nia1nia2突变体中SNO含量、GSNOR活性和S-亚硝基蛋白含量都有所增加,但nia1nia2种子中三项指标均低于Col-0。本研究证明NO可能通过S-亚硝基化修饰调控氧化还原反应、内源激素、昼夜节律等生物学过程,进而影响PAC对拟南芥种子萌发的抑制效应。
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