查看更多>>摘要:[目的]施加外源硝普纳(sodium nitroprusside,SNP)可有效缓解水稻碱胁迫伤害.本研究通过比较不同碱敏感性水稻品种萌发及碳氮代谢相关指标的差异,探讨碱胁迫下外源SNP添加对萌发期水稻碳氮代谢的影响,为盐碱地水稻种植提供参考.[方法]以碱敏感品种中花 11(ZH11)和耐碱品种宁粳 52(NG52)为试验材料,在混合碱胁迫[alkali stress(AS),即 20 mmol/L CO32-和HCO3-等比例混合液,pH 10.50]下,设置不同SNP浓度(0、10、30、50、70、100 μmol/L)浸种处理,通过测定萌发期关键生长指标,以筛选SNP最适浓度.结果显示碱胁迫下不同浓度外源SNP影响了水稻萌发,其中,30 μmol/L SNP处理显著增加了水稻的发芽指数,促进了水稻萌发.进一步设置CK(control)、SNP(30 μmol/L)、AS(20 mmol/L)、AS+SNP(20 mmol/L AS+30 μmol/L SNP)4 个处理,分析它们对萌发期碱敏感差异水稻碳氮代谢的影响.[结果]1)在碳代谢方面,与AS处理相比,AS+SNP处理下ZH11 和NG52 中蔗糖含量显著降低.其中,NG52 中蔗糖含量显著低于ZH11,而其蔗糖合成基因(OsNIN1)和葡萄糖合成基因(OsSPS1、OsSPS11)的表达量显著高于ZH11.2)在氮代谢方面,与AS处理相比,AS+SNP处理显著增加了 2 个品种中苹果酸、柠檬酸、一氧化氮含量,硝酸还原酶、S-亚硝基谷胱甘肽还原酶活性以及OsNR2、OsGSNOR1 基因表达,降低了NO3-和氧化型谷胱甘肽含量,提高了脯氨酸水平.其中,NG52 中苹果酸、柠檬酸、一氧化氮、脯氨酸、氧化型谷胱甘肽含量,S-亚硝基谷胱甘肽还原酶活性以及OsNR1.2、OsGSNOR1 的表达量均显著高于ZH11.3)相关分析和主成分分析结果显示,葡萄糖和蔗糖合成酶基因(OsNIN1)分别与苹果酸、柠檬酸、脯氨酸和一氧化氮呈显著正相关,葡萄糖、果糖、一氧化氮、亚硝基谷胱甘肽和氧化型谷胱甘肽可能是影响碳氮代谢相互协调的关键指标.[结论]施加 30 μmol/L SNP可促进碱胁迫下水稻体内蔗糖分解和有机酸的积累,增强硝酸还原酶和S-亚硝基谷胱甘肽还原酶活性,提高有机氮含量,促进碳代谢向氮代谢转化,维持碱胁迫下萌发期水稻碳氮代谢的正常进行.