一氧化氮对甘蔗锰积累的影响OA北大核心CSTPCD

近年来在广西主要的甘蔗种植区出现了土壤中锰含量过高所导致的甘蔗宿根蔗幼苗黄化问题,这严重降低了甘蔗的产量和品质,制约了甘蔗产业发展.一氧化氮(NO)是植物体内介导植物响应重金属胁迫的信号分子,在缓解重金属毒害方面起着重要作用.采用水培试验方法研究了锰胁迫下NO积累与甘蔗植株锰含量及细胞壁多糖组分的关系,旨在为揭示甘蔗锰毒耐受机制提供科学依据.结果 表明,锰处理后植株锰含量显著增加,并且植株中的锰主要积累在细胞壁及其果胶组分中;0.5、1.0 mmol/L锰处理24 h,后根尖中NO的积累量显著增加.在0.5 mmol/L锰溶液中添加NO供体硝普钠(SNP,0.2 mmol/L)增加植株NO积累后,根系锰含量为1215.4 mg/kg,叶片锰含量为525.5 mg/kg,相对于对照增加了37.1％,根及叶片中的锰含量、根细胞壁及其果胶组分中的锰含量均显著增加;一氧化氮清除剂(cPTIO,0.1 mmol/L)处理后,有效减少植株NO积累,并降低了根系、根系细胞壁及细胞壁果胶组分中的锰含量,根系锰含量相较于对照降低了78.2％,根系细胞壁和细胞壁果胶的锰含量相对于对照分别降低57.4％、40.6％;与此相同,硝酸还原酶抑制剂钨酸钠(0.3 mmol/L)处理抑制了硝酸还原酶(NR)活性并降低了植株NO积累,甘蔗植株、根系细胞壁及其果胶组分中的锰含量均显著下降.虽然钨酸钠处理后根系细胞壁中的半纤维素Ⅰ和半纤维素Ⅱ组分含量变化不显著,但细胞壁果胶组含量、果胶甲酯酶活性以及果胶去甲酯程度显著降低,从而减少了细胞壁的锰吸附.可见,锰胁迫引起甘蔗细胞积累NO,而NO通过调控细胞壁的多糖组分及果胶甲酯化程度介导植株锰积累与分布.