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一氧化氮(Nitric oxid,NO)是近年来新兴研究的活性小分子,大量的实验证明NO参与了植物生长发育以及各种抗逆反应。但是有关NO对镉(Cd)胁迫下植物种子发芽、幼苗生长及其抗氧化系统的调节未见详细的报道。本试验以水稻为供试材料,采用水培实验方法研究了镉胁迫下水稻种子发芽、幼苗生长、生理生化变化及外源一氧化氮供体硝普钠(SNP)对水稻镉胁迫的缓解作用。结果表明:
在本研究的各种浓度下(0-0.1 mmol/L),Cd处理均能抑制水稻种子的发芽,其抑制程度与Cd处理浓度呈正相关;单独SNP处理水稻种子时,0~0.05 mmol/L的SNP能促进种子发芽,大于0.1 mmol/L时则出现抑制;0-0.05 mmol/L的SNP预处理能在一定程度上缓解镉胁迫对种子发芽的抑制。
SNP单独处理水稻幼苗时,地上部和根部出现不同的反应:0~0.05 mmol/L的SNP能促进地上部的伸长生长但对根部会产生抑制作用。大于0.1 mmol/L的SNP同时抑制根部和地上部的伸长生长。0-0.05 mmol/L的SNP预处理能缓解镉胁迫对幼苗地上部的伸长生长的抑制,大于0.1 mmol/L具反作用。各浓度的SNP预处理都会使镉胁迫下的幼苗根部生长受到进一步抑制。
镉处理48 h,水稻幼苗的质膜相对透性、可溶性糖、MDA含量、脯氨酸含量、GST活性均上升,当引入SNP预处理后,质膜相对透性、可溶性糖和MDA含量的上升效果受到0~0.05 mmol/L SNP的抑制,但促进了脯氨酸含量、GST活性升高。大于0.1 mmol/L的SNP则使上述各生理指标上升效果更明显。
镉处理48h的水稻幼苗,SOD、POD、CAT活性大幅度升高,经过0~0.05 mmol/L的SNP预处理,保护酶活性降至正常或接近正常水平。高于0.1 mmol/L的SNP效果下降或出现反作用。
0~0.05 mmol/L SNP预处理能减少幼苗根部和地上部镉的积累,并随SNP浓度的上升缓解效果越明显;0.1 mmol/L的SNP预处理能降低幼苗地上部镉的含量,但根部的镉含量比对照要高。