镧胁迫下燕麦幼苗精氨酸代谢对外源NO的响应

刘建新^1,2，王金成¹，刘秀丽¹

1. 甘肃省高校陇东生物资源保护与利用省级重点实验室2. 陇东学院生命科学与技术学院

摘 要：稀土金属污染已成为生态环境恶化的重要因素之一,NO作为生物信号分子,广泛参与植物逆境响应调节。为了探讨La胁迫下植物精氨酸代谢对外源NO的响应机制,采用营养液培养方法,研究了100μmol·L^-1NO供体硝普钠（sodium nitroprusside,SNP）对20 mmol·L^-1La³⁺胁迫下燕麦幼苗生物量、精氨酸、NO和多胺含量及相关代谢酶活性的影响。结果表明,La³⁺胁迫下,添加外源SNP能够缓解燕麦幼苗根系和地上部干重的下降,提高根系和叶片中精氨酸的含量,并通过调节一氧化氮合酶（Nitric oxide synthase,NOS）、精氨酸酶、精氨酸脱羧酶（Arginine decarboxylase,ADC）和鸟氨酸脱羧酶（Ornithine decarboxylase,ODC）活性调控精氨酸代谢的方向。在根系中外源SNP通过上调NOS活性促进燕麦幼苗在La³⁺胁迫前期（胁迫后第1² d）精氨酸代谢向NO合成方向进行,并产生内源NO的快速积累,胁迫后期（胁迫后3⁶ d）通过激活NOS、精氨酸酶、ADC和ODC活性促进精氨酸代谢同时向NO和多胺合成方向进行,腐胺（putrescine,Put）、亚精胺（spermidine,Spd）和精胺（spermine,Spm）等多胺水平提高,但内源NO并未明显积累;在叶片中外源SNP通过上调整个胁迫期间（胁迫1⁶ d）NOS和精氨酸酶活性及胁迫后第2⁶ d的ADC和ODC活性促进Put,Spd和Spm等多胺和NO同时合成,但NOS活性与内源NO含量并未呈现正相关关系。由此表明,外源NO可以诱导燕麦幼苗根系和叶片精氨酸的合成,并增强根系与叶片精氨酸代谢向多胺和NO两个方向同时合成,从而减缓La胁迫对燕麦幼苗生长的抑制作用。

关键词：燕麦;NO;镧胁迫;精氨酸代谢;多胺;