二氧化硫調(diào)控鎘脅迫下小麥種子萌發(fā)的信號機(jī)制研究.pdf

1、SO2是一種眾所周知的大氣污染物，濃度過高會危害植物的正常生長。然而，近年來研究發(fā)現(xiàn)，SO2是動物體中一種不可缺少的信號分子，在動物體的多種生理進(jìn)程中行使著重要的調(diào)節(jié)功能，諸如心腦血管舒張、炎癥反應(yīng)、長時(shí)程記憶等。但SO2在植物中是否也能作為一種信號調(diào)節(jié)分子，介導(dǎo)了植物的各種生理反應(yīng)，目前尚不清楚。本論文以3:1(M/M)的亞硫酸鈉(NaSO3)與亞硫酸氫鈉(NaHSO3)為二氧化硫(Sulphur dioxide，SO2)供體，研究了

2、SO2信號誘導(dǎo)鎘(Cd)脅迫下小麥種子萌發(fā)的生理機(jī)制。結(jié)果表明，在Cd脅迫條件下，小麥種子萌發(fā)率隨Cd脅迫濃度的增高而降低，當(dāng)Cd濃度為1.0mmol/L時(shí)，小麥種子萌發(fā)率為對照組的50％(此濃度為隔脅迫的半抑制濃度)。采用SO2供體預(yù)處理小麥種子，能夠顯著緩解1.0mmol/L Cd脅迫對小麥種子萌發(fā)的抑制作用，且呈現(xiàn)一定的濃度依賴效應(yīng)，其最佳預(yù)處理濃度為1.5 mmol/L。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)SO2供體能顯著促進(jìn)小麥種子中淀粉酶與酯酶的

3、活性上升，提高體內(nèi)可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)的含量，為Cd脅迫下小麥種子的正常萌發(fā)和幼苗的正常生長提供了有利條件。
　　活性氧的過量產(chǎn)生，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)體內(nèi)氧化損傷，是Cd脅迫造成的直接后果。本文研究發(fā)現(xiàn)SO2信號能顯著提高Cd脅迫下小麥萌發(fā)種子中超氧化物歧化酶(SOD)、愈創(chuàng)木酚過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)和抗壞血酸過氧化物酶(APX)的活性，抑制脂氧合酶(LOX)的活性，降低超氧陰離子(O2-)、過氧化氫(H2O2)與丙

4、二醛(MDA)的含量，延緩質(zhì)膜透性的增加，從而提高Cd脅迫下小麥種子萌發(fā)過程中的抗氧化能力。此外，本論文還發(fā)現(xiàn)，SO2信號能明顯誘導(dǎo)Cd脅迫下種子萌發(fā)早期內(nèi)源H2S快速迸發(fā)，表明了內(nèi)源H2S信號可能也參與了SO2介導(dǎo)的萌發(fā)過程中小麥種子的抗Cd機(jī)制。
　　種子在萌發(fā)過程中伴隨著糊粉層細(xì)胞程序性死亡(PCD)，ABA和GA是種子休眠獲得和解除過程中起關(guān)鍵作用的內(nèi)源信號分子，ABA誘導(dǎo)種胚細(xì)胞分裂停止，而GA促進(jìn)種子萌發(fā)，兩者在調(diào)節(jié)種