全 文 ：书西北植物学报!
"#$
!
%$
"
#
#$
""#%&""!"
!"#$%&#%&()$*+,""-.)/#0-/
!!
文章编号$
#"""$"!(
"
!"#$
#
"#""#%")
!!!!!!!!!!!!!!!
!"#
$
#"*+,",
%
-
*.//0*#"""$"!(*!"#$*"#*""#%
收稿日期$
!"#%##"%
&修改稿收到日期$
!"#%##!!
基金项目$国家自然科学基金"
%"1,"#)!
#&海南省自然科学基金"
%#""%%
#
作者简介$王光辉"
#1))&
#!男!在读硕士研究生!主要从事植物逆境生理生化研究
234.5
$
67!%%"(%1$
!
/.04*893
"
通信作者$陈惠萍!博士!教授!博士生导师!主要从事植物逆境生理生化及植物发育机理的研究
234.5
$
6
:
86;0
!
/.04*893
外源
$%
及
&%
对干旱胁迫下水稻
糊粉层细胞死亡的影响
王光辉#!!李
!
江#!!郑
!
岩#!李成梁#!陈惠萍#!"
"
#
海南大学 热带作物种质资源保护与开发利用教育部重点实验室!海口
(+"!!)
&
!
海南大学 园艺园林学院!海口
(+"!!)
#
摘
!
要$采用荧光显微技术结合药理学方法!以水稻"
!"
#
$%&%()%<*
#种子及其糊粉层为实验材料!研究外源
=>
(
?>
对干旱胁迫下水稻种子萌发过程中糊粉层细胞
@?A
降解及死亡的影响结果表明$"
#
#干旱胁迫促进糊粉层
细胞的死亡!且近胚端糊粉层细胞的死亡进程早于远胚端的细胞"
!
#外源
=>
及
?>
供体处理能缓解干旱胁迫下
水稻糊粉层细胞
@?A
的降解!延迟细胞死亡进程&
=>
专一性抑制剂及
?>
清除剂能逆转
=>
及
?>
的效应!缩短
细胞死亡进程"
%
#外源
=>
及
?>
供体促进干旱胁迫下水稻种子的萌发!
=>
专一性抑制剂及
?>
清除剂能抑制
干旱胁迫下水稻种子的萌发"
$
#
=>
合成酶抑制剂并不能抑制外源
?>
对干旱胁迫伤害的缓解效应!即
=>
能通
过
?>
介导调节干旱胁迫下水稻种子糊粉层细胞的死亡及种子萌发
关键词$
=>
&
?>
&干旱胁迫&水稻糊粉层&细胞死亡
中图分类号$
B!((
&
B1$$*(
文献标志码$
A
(()*+,"($-./"01"0"2#!)-0!&#+.#*%2#!)"0+3)4)-+3
"(5#*)67)8."0)$)7,!8.#0
9
4."8
9
3+:+.),,
CA?DDE40
F
6E.
#
!
!
#
!
!
IJ2?DK40
#
!
5.40
F
#
!
=J2?JE.
:
.0
F
#
!
"
"
#L;
M
<4N9O4P9O
M
9QRO9P;8P.90407@;S;59
:
3;0P45TP.5.U4P.909QVO9
:
.845=O9
:
D;O3
:
54/3W;/9EO8;/X.0./PO
M
9Q27E84P.90
!
J4.040T0.S;O/.P
M
!
J4.Y9E(+"!!)
!
=6.04
&
!=95;
F
;9QJ9OP.8E5PEO;407<407/84
:
;
!
J4.040T0.S;O/.P
M
!
J4.Y9E(+"!!)
!
=6.04
#
6/,+.-*+
$
T/.0
F
Q5E9O;/8;08;3.8O9/89
:M
893N.0;7Z.P6
:
64O348959
F
.8453;P697/
!
Z;/PE7.;7P6;;QQ;8P/9Q
;[9
F
;09E/=>407?>90P6;@?A7;
F
O474P.90407/EOS.S45O4P;9Q45;EO90;8;5/.0
F
;O3.04P.0
F
O.8;
"
!"
#
$%&%()%<*
#
/;;7/407.P/45;EO90;54
M
;O/E07;O7O9E
F
6P/PO;//*V6;O;/E5P//69Z;7
$"
#
#
V6;PO;4P
3;0P9Q7O9E
F
6P/PO;//
:
O939P;7P6;45;EO90;8;5/7;4P6
!
407P6;7;4P69Q45;EO90;8;5/0;4OP6;;3NO
M
9
988EOO;7;4O5.;OP640P69/;.0P6;Q4O;3NO
M
9*
"
!
#
2[9
F
;09E/=>407?>7909O/45;S.4P;7P6;7;
F
O474P.90
9Q@?A.0O.8;45;EO90;8;5/E07;O7O9E
F
6P/PO;//
!
4077;54
M
.0
F
P6;
:
O98;//9Q8;57;4P6*X;40Z6.5;
!
;QQ;8P/9Q=>407?>Z;O;O;S;O/;7N
M
=>/
:
;8.Q.8.06.N.P9O407?>/84S;0
F
;O
!
407/69OP;0.0
F
P6;
:
O98;//
9Q8;57;4P6*
"
%
#
2[9
F
;09E/=>407?>7909O
:
O939P;7P6;
F
;O3.04P.909QO.8;/;;7/E07;O7O9E
F
6P
/PO;//*J9Z;S;O
!
=>/
:
;8.Q.8.06.N.P9O407?>/84S;0
F
;O/.06.N.P;7P6;
F
;O3.04P.909QO.8;/;;7E07;O
7O9E
F
6P/PO;//*
"
$
#
V6;;[
:
;O.3;0P45O;/E5P/45/9O;S;45;7P64P=>3;7.4P;7N
M
?>O;
F
E54P;7P6;45;EO90;
8;5/7;4P6407
F
;O3.04P.909QO.8;/;;7/E07;O7O9E
F
6P/PO;//*
;)
<
=".!,
$
=>
&
?>
&
7O9E
F
6P/PO;//
&
O.8;45;EO90;
&
8;57;4P6
!!
细胞程序性死亡"
:
O9
F
O433;78;57;4P6
!
R=@
#
是在植物生长发育特定阶段由基因自主调控发生的
一个死亡过程种子萌发是作物生长的开始!种子
的萌发关系到作物是否能形成全苗和壮苗!甚至影
响到作物是否能高产在禾谷类种子萌发过程!糊
粉层细胞必然要发生
R=@
)
#!
*
!如果不发生
R=@
!幼
苗就会因得不到养分供应而饿死
一氧化碳"
=>
#和一氧化氮"
?>
#均为存在于生
物体内的活性气体信号分子!执行着多种的生理功
能)%(*
?>
可以通过增强植物的抗氧化能力!提高
渗透胁迫下小麦),*和黄瓜)+*种子的萌发和幼苗的生
长外源
?>
还可以提高盐胁迫下番茄幼苗的光合
效率!促进幼苗生长)*用外源
?>
供体硝普钠
"
\?R
#预处理能降低叶片气孔开合度和蒸腾作用!
使干旱胁迫后的植物叶片仍保持相对较高的含水
量!而且!这些作用都能被
?>
的特异性清除剂
!
"
$
羧基
!
苯基#
$
!
$
!
(
!
(
!
四甲基咪唑
#
氧
%
氧化
物所逆转)1*此外!对大麦等禾谷类作物糊粉层的
研究表明!外源
?>
可以延迟
DA
和活性氧诱导的
糊粉层
R=@
的进程)#"##*外源
=>
通过提高干旱
胁迫下水稻幼苗的抗氧化能力!增强幼苗的抗旱性&
而
=>
清除剂血红蛋白"
JN
#则逆转
=>
供体对干
旱胁迫下水稻幼苗氧化损伤的缓解效应)#!*
=>
供
体高铁血红素和
?>
供体硝普钠均能显著促进干旱
胁迫下水稻种子的萌发)#%*!显示
=>
与
?>
有相似的
作用
=>
外源供体高铁血红素"
6;34P.0
#在合适浓
度下还可以诱导绿豆下胚轴不定根的发生)#$*
水稻"
!"
#
$%&%()%<*
#是世界上最重要的粮食
作物!其种子萌发受到种子内部和外部因素的制约!
其中外部水分的缺乏即干旱胁迫是影响萌发的最主
要因素之一目前关于
=>
与
?>
影响干旱诱导的
萌发水稻种子糊粉层细胞死亡的研究仍未见报道
因此!本研究通过荧光显微技术结合荧光染色方法
观察外源
=>
及其抑制剂(
?>
供体及其清除剂对
干旱胁迫下水稻糊粉层细胞
@?A
的降解(细胞死
亡的发生及水稻种子萌发的影响!探讨干旱胁迫下
水稻种子萌发过程糊粉层细胞的死亡特征!为深入
研究干旱胁迫下水稻种子的萌发机制奠定基础
#
!
材料和方法
>*>
!
材料培养及处理
供试材料为水稻"
!"
#
$%&%()%<*
#+优
"
#!)
,
种子!从海南省儋州种子公司购买实验中所用的
试剂除特别标明外!其它的均购自
\.
F
34
公司
试验设置
=L
(
R
(
R](
R]J
(
R]\]J
(
R]]8R
(
R]\]I0
(
R]J]8R
(
R]J]I0
(
R]J]
JN
等
#"
个处理其中!
=L
为对照"蒸馏水#!
R
为
!"^ R2D,"""
"聚乙二醇!模拟干旱胁迫#!
为
!""
#
395
-
<
&#
\?R
"外源
?>
供体硝普钠#!
J
为
#*"
#
395
-
<
&#
J;34P.0
"外源
=>
供体高铁血红
素#!
8R
为
!""
#
395
-
<
&#
8RVG>
"
?>
的特异性清
除剂#!
I0
为
#"*"
#
395
-
<
&#
I0RRG
$
"
=>
释放抑
制剂锌原卟啉
$
#!
JN
为
"*#
F
-
<
&#
JN
"
=>
清除
剂血红蛋白#!以上各浓度均经过浓度梯度实验筛选
出来
用
"*#^
高锰酸钾消毒种子
(3.0
!再用蒸馏水
冲洗干净!浸种
$6
后!放入含双层滤纸的培养皿
中然后!将种子分为两部分!其中一部分去壳!另
一部分不去壳加入
#"3<
上述各种处理溶液后
置于光照培养箱中进行培养!每日光照
#!6
!光照
强度为
$""
#
395
-
3
&!
-
/
&#
!昼%夜温度为
!(_
%
!"_
每个处理设
%
次重复!每天更换处理液
#
次根据实验需要!在培养的第
$
天!分别取出去壳
和不去壳的萌发种子进行拍照另外!分别在处理
的第
#
(
!
(
%
(
+
(
1
(
#%
和
#(
天!从每个处理中取出未
去壳的萌发种子剥取糊粉层用于相应项目的检测
>*?
!
测定项目及方法
>@?@>
!
细胞
4&6
荧光检测
!
糊粉层用吖啶橙工作
液染色
#(3.0
!洗去背景荧光后!用荧光显微镜"
?.
Y90285.
:
/;)".
!
H4
:
40
#观察!细胞核被染成绿色的
为活细胞!未被染上颜色的为死细胞!所用的激发滤
光片波长为
$))03
!阻断滤光片波长为
(#(03
!观
察的同时!进行拍照
>*?*?
!
细胞存活率检测
!
利用
@`A
和
X`$,$
双
荧光探针检测细胞存活率)#(*糊粉层用
!
#
F
-
3<
&#
@`A
"含
!"3395
-
<
&#
=4=5
!
#染色
%"3.0
!
接着用
!"3<=4=5
!
清洗背景荧光!然后用
#
#
F
-
3<
&#
X`$,$
"含
!"3395
-
<
&#
=4=5
!
#染色
%
3.0
!最后再用
!"3395
-
<
&#
=4=5
!
清洗背景荧光
在荧光显微镜"
?.Y90285.
:
/;)".
!
H4
:
40
#
!"
倍镜下
观察!被染成绿色的为活细胞!被染成红色的为死细
胞每个处理随机选取
%
片糊粉层!每片糊粉层随
机选取
$
个不同区域!对不同区域死活细胞进行计
数!并对其进行拍照
>*A
!
数据分析
采用
2[8;5!""%
软件对数据进行统计分析
!
!
结果与分析
?*>
!
干旱胁迫对水稻种子萌发过程糊粉层细胞死
亡的影响
在模拟干旱胁迫处理的第
!
天!单独
R2D
处理
和对照处理的水稻种子糊粉层细胞的液泡都很小!
$#
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
%$
卷
远未达到液泡化状态&但单独
R2D
处理"图
#
!
a
#的
A>
荧光下降幅度比对照"图
#
!
A
#要快!表明了在
干旱胁迫下!水稻种子糊粉层细胞
@?A
的降解速
度加快
而对干旱处理
!7
的远胚端和近胚端糊粉层细
胞的进一步观察发现!远胚端的糊粉层细胞的细胞
壁很清晰!细胞界限明显!细胞结构紧密!还未出现
@?A
降解的现象"图
#
!
=
#&而同一片糊粉层近胚端
细胞的细胞壁则不清晰!细胞结构松散!部分细胞内
的
@?A
已经降解"图
#
!
@
#!意味着这部分的细胞
已经死亡表明水稻种子糊粉层细胞死亡的发生是
从近胚端开始!再延至远胚端
?*?
!
干旱胁迫下水稻种子萌发过程中糊粉层细胞
的形态变化
通过对干旱条件下不同处理时期水稻种子远胚
端糊粉层细胞的观察!发现随着处理时间的延长!细
胞内液泡表现出从.小液泡
较大液泡
大液泡
中央
大液泡/的变化特征&在干旱培养初期!水稻糊粉层
细胞的液泡化并不明显!直到培养的第
#%
天才出现
大液泡!第
#(
天出现中央大液泡"图
!
!
%
$
4
&
;
#
A>
染色后!发现随着液泡化的进行!荧光强度逐渐
减弱"图
!
!
%
$
A
&
2
#其中!图
!
!
%
@
(
%
2
中细胞
内的荧光基本消失!呈阴性!表示核内
@?A
已经降
解完毕
而从图
!
!
"
则可以观察到!干旱胁迫下培养
1
7
时!水稻种子中离胚较近处糊粉层细胞的细胞壁
变薄!胞内出现中央大液泡!并伴随明显的质壁分离
"图
!
!
"
$
A
(
a
#!且由于质壁分离!细胞核被牵离靠
近细胞壁的位置!而接近细胞膜此时!在离胚稍远
位置的糊粉层细胞的壁仍较厚!从而每个细胞的界
限还清晰可见!细胞内还未出现较大的液泡!基本观
察不到中央大液泡和质壁分离现象"图
!
!
"
$
A
(
=
#这说明干旱胁迫确实促进了水稻种子糊粉层
细胞死亡的发生
?@A
!
外源
$%
(
&%
及其抑制剂对干旱胁迫下水稻
糊粉层细胞程序性死亡的影响
通过观察不同处理发现!与对照"图
%
!
A
#相比
较!在单独
R2D
处理
!7
时!水稻种子近胚端糊粉
层便出现了部分细胞呈
@?A
阴性"图
%
!
a
#!而
R]
和
R]J
处理则缓解了单独
R2D
处理下
@?A
的
降解"图
%
!
=
(
@
#通过加入外源
=>
(
?>
抑制剂的
R]\]8R
和
R]J]I0
处理!其近胚端糊粉层细胞
@?A
的降解程度与单独
R2D
处理差别不显著"图
%
!
`
(
G
#!说明
I0RR
$
和
8RVG>
分别逆转
=>
和
?>
减缓干旱胁迫下
@?A
的降解效应同时!
R]
\]J
处理虽然也减缓了
@?A
的降解"图
%
!
2
#!但
并没有表现出叠加效应"图
%
!
a
&
2
#当
R]处
理中加入
=>
合成酶抑制剂
I0RR
$
后!缓解了单独
R2D
处理下
@?A
的降解!荧光强度与
R]处理
差别不显著"图
%
!
a
(
=
(
D
#!说明
I0RR
$
不能阻断
?>
减缓干旱胁迫下
@?A
的降解&当
R]J
处理中
加入
?>
清除剂
8RVG>
后!
@?A
几乎降解完毕!
与单独
R2D
处理下的情况类似!即
?>
清除剂
8
RVG>
可以阻断
=>
减缓干旱胁迫下
@?A
的降解
以上结果表明
=>
可能处于
?>
的上游发挥作用
?@B
!
外源
$%
(
&%
及其抑制剂对干旱胁迫下水稻
糊粉层细胞程序性死亡进程的影响
通过
@`A
和
X`$,$
染色结合荧光显微镜观
察发现!随着培养时间的延长!各处理种子糊粉层细
胞死亡数目逐渐增加"图
$
!
%
#在正常条件下!糊
粉层处理在
!$6
(
$)6
均没有出现细胞死亡!直到
+!6
才出现部分细胞死亡而在干旱胁迫条件下!
糊粉层处理在
!$6
即出现细胞死亡!到处理
+!6
细胞几乎全部死亡&而加入外源
=>
(
?>
供体后"
R
]及
R]J
处理#!在各个时间段均降低了糊粉层
细胞死亡的数目!在处理
+!6
仍然存在部分活细
胞&当
R]\]J
处理
+!6
后!种子糊粉层依然有部
分细胞存活!但没有表现出
=>
与
?>
的叠加效应
另外!
R]\]8R
(
R]J]I0
和
R]J]JN
处
理与
R2D
单独处理"
R
#相比!在各时间段均无显著
差别!
+!6
细胞几乎全部死亡!说明
=>
(
?>
的效应
被其各自抑制剂(清除剂所逆转与
R2D
单独处理
相比!
R]\]I0
处理在
!$
(
$)
和
+!6
均有效延缓
糊粉层细胞死亡率的下降!表明
=>
抑制剂并没有
阻碍
?>
的作用&
R]J]8R
处理在各时间段没有
降低细胞存活率!处理
+!6
时细胞几乎全部死亡!
表明
?>
清除剂阻断了
=>
的作用途径
为了更加直观地呈现细胞存活率的变化!统计
了各处理在不同时间段的细胞存活率"图
$
!
"
#
结果显示!在正常条件下"
=L
#!水稻糊粉层细胞在
处理
+!6
后仍保持
(,*%^
的存活率而在单独干
旱处理"
R
#
$)6
时!糊粉层细胞的存活率便下降到
!1*+^
!
+!6
时已无存活细胞&
R]和
R]J
在处
理
!$6
后未出现死细胞!
+!6
后细胞存活率只是分
别下降到
$$^
和
%1*+^
&而
R]\]8R
(
R]J]I0
和
R]J]JN
处理
+!6
后!几乎无存活细胞表
明干旱胁迫下!外源
=>
和
?>
可以延缓细胞存活
率的下降
(#
#
期
!!!!!!!!!!
王光辉!等$外源
=>
及
?>
对干旱胁迫下水稻糊粉层细胞死亡的影响
图
#
!
糊粉层细胞
A>
荧光观察
A
(
a
分别对应蒸馏水"
=L
#和
!"^ R2D,"""
"
R
#处理培养
!7
种子近胚端糊粉层!其中
图片左边为靠近胚的部分&
=
(
@
分别为培养
!7
远胚端和近胚端糊粉层
.`
F
*#
!
5`E9O;/8;08;9N/;OS4P.909Q45;EO90;54
M
;O8;5//P4.0;7Z.P6A>
A
!
a*A5;EO90;54
M
;O.00;4O;3NO
M
9/.7;8E5PEO;7Q9O!7
!
P6;5;QP/.7;90P6;
:
.8PEO;./0;4O;3NO
M
9
$
A*C4P;O
"
=L
#&
a*!"^ R2D,"""
"
R
#&
=
!
@*A5;EO90;54
M
;O.0Q4O4070;4O;3NO
M
9/.7;8E5PEO;7Q9O!7
!
O;/
:
;8P.S;5
M
图
!
!
干旱条件下远胚端"
%
#和近胚端"
"
#的糊粉层细胞
R=@
形态变化
%
*
不同时期远胚端糊粉层细胞形态$
A
&
2
分别为处理
!
(
+
(
1
(
#%
和
#(7
"
A>
染色
#(3.0
观察#&
4
&
;
分别为对应
A
&
2
相同
部位光镜观察结果&
"
*
近胚端糊粉层细胞$
A
为干旱胁迫下
17
!
a
(
=
为
A
的局部放大
.`
F
*!
!
V6;39O
:
6959
FM
8640
F
;9Q45;EO90;54
M
;O8;5/.0Q4O;3NO
M
9/.7;
"
%
#
407.00;4O;3NO
M
9/.7;
"
"
#
7EO.0
F
R=@E07;O7O9E
F
6P/PO;//
%
*b48E954P.90/.0Q4O;3NO
M
9/.7;9Q45;EO90;54
M
;O8;5/7EO.0
F
7.QQ;O;0P
:
;O.97/
$
A
&
24O;PO;4P;7Q9O!
!
+
!
1
!
#%407#(7
"
/P4.0;7
Q9O#(3.0Z.P6A>
#!
O;/
:
;8P.S;5
M
!
Z6.5;4
&
;/69ZNO.
F
6PQ.;57.34
F
;4PP6;/43;
:
4OP4N9EPP6;89OO;/
:
907.0
F
A
&
2Q.
F
EO;/
!
O;/
:
;8P.S;5
M
&
"
*?;4O;3NO
M
9/.7;8;5/9Q45;EO90;54
M
;O/
$
A./8E5PEO;7Q9O17E07;O7O9E
F
6P/PO;//
!
a407=4O;7;P4.5/9QA
,#
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
%$
卷
!!
同时!
R]\]J
处理
!$6
后!糊粉层细胞存活
率虽达到"
+"*%c%*!
#
^
!但低于
R]和
R]J
单
独处理的细胞存活率!即
=>
和
?>
不存在叠加效
应!它们可能存在上下游关系
R]\]I0
处理
+!
6
后的细胞存活率为"
%1*+c%*)
#
^
!而同期
R]处理的细胞存活率为"
$$*"c$*,
#
^
!两者差异不显
著"图
$
!
"
#!表明
=>
合成酶抑制剂
I0RR
$
并不
能阻截
?>
提高干旱胁迫下糊粉层细胞的存活率
另外!
R]J]8R
处理去胚糊粉层
!$
(
$)
和
+!
6
后!其细胞存活率仅分别为"
(!*+c$*!
#
^
("
%%*"
c$*,
#
^
和"
,*"c$*,
#
^
!与
R
(
R]J]I0
和
R]
J]JN
处理相比无显著差异"图
$
!
"
#!表明
?>
图
%
!
外源
=>
(
?>
及其抑制剂对糊粉层细胞
R=@
发生的影响
A
&
H
(
4
&-
分别对应
=L
(
R
(
R](
R]J
(
R]\]J
(
R]\]8R
(
R]\]I0
(
R]J]8R
(
R]J]I0
和
R]J]JN
处理&
A
&
H
为
A>
染色
#(3.0
荧光观察!
4
&-
为可见光观察
.`
F
*%
!
V6;;QQ;8P/9Q;[9
F
;09E/=>
!
?>407.P/.06.N.P9O/90P6;R=@.045;EO90;54
M
;O8;5/
A
&
H
!
4
&-
/P407Q9OP6;7.QQ;O;0PPO;4P3;0P/9Q=L
!
R
!
R]!
R]J
!
R]\]J
!
R]\]8R
!
R]\]I0
!
R]J]8R
!
R]J]I0
!
R]J]JN
&
A
&
HZ4/P6;Q59E9O;/8;08;9N/;OS4P.90/9QA>/P4.0
F
Q9O#(3.0
!
4
&-
/69Z;7P6;9N/;OS4P.90/9QS./.N5;5.
F
6P
+#
#
期
!!!!!!!!!!
王光辉!等$外源
=>
及
?>
对干旱胁迫下水稻糊粉层细胞死亡的影响
专一性清除剂
8RVG>
有效地阻断了
=>
对水稻种
子萌发的缓解作用推测
=>
可能处于
?>
上游!
通过
?>
介导延缓干旱胁迫下糊粉层细胞存活率的
下降
?@C
!
外源
$%
(
&%
及其抑制剂对带壳和去壳水稻
种子萌发的影响
为了进一步证实糊粉层细胞程序性死亡发生的
进程对水稻种子萌发过程的影响采用外源
=>
(
?>
及其抑制剂进行单因子(双因子和多因子组合
处理水稻种子!发现去壳的萌发状态比不去壳的好
加入外源
=>
和
?>
的
R]和
R]J
处理都显著
地促进干旱胁迫下水稻的芽长"图
(
!
A
(
a
#&而加入
=>
(
?>
专一性清除剂及
=>
合成酶抑制剂的
R]
J]JN
(
R]\]8R
和
R]J]I0
处理则逆转了
=>
和
?>
对干旱胁迫下水稻种子芽长的促进效应说
明外源
=>
(
?>
确实在缓解干旱胁迫下水稻种子的
图
$
!
糊粉层细胞存活率检测
%
*`@A
%
X`$,$
荧光染色"绿色的为活细胞!被染成红色的为死细胞#&
A
&
H
分别对应
=L
(
R
(
R](
R]J
(
R]\]J
(
R]\]I0
(
R]\]8R
(
R]J]I0
(
R]J]8R
和
R]J]JN
处理&
"
*
细胞存活率
.`
F
$
!
V6;S.4N.5.P
M
P;/P9QP6;8;5/.045;EO90;54
M
;O
%
*\P4.0;7Z.P6 @`A
%
X`$,$Q59O;/8;08;
$
A*=L
&
a*R
&
=*R]&
@*R]J
&
2*R]\]J
&
*`R]\]I0
&
D*R]\]8R
&
J*R]J]I0
&
G*R]J]8R
&
H*R]J]JN
&
"
*V6;8;5S.4N.5.P
M
)#
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
%$
卷
图
(
!
外源
=>
(
?>
及其抑制剂处理
$7
的水稻种子
A*
去壳水稻种子&
a*
未去壳水稻种子
.`
F
(
!
V6;9N/;OS4P.909QO.8;/;;7PO;4P;7Z.P6;[9
F
;09E/=>
!
?>407.06.N.P9O/Q9O$7
A*V6;O.8;/;;7/O;39S;7864QQ
&
a*G0P48PO.8;/;;7/
萌发中起到促进作用
进一步对
R]\]I0
和
R]J]8R
处理的结果
与
R]和
R]J
处理的结果进行对比分析!发现
R
]\]I0
处理的种子的芽明显长于单独
R2D
处理
的!并与
R]处理的几乎等长"尤其是去壳的#!说
明
=>
合成酶抑制剂
I0RR
$
并不能抑制
?>
的作
用&而
R]J]8R
处理的种子的芽长却与单独
R2D
处理的近乎相等!表明
8RVG>
作为
?>
清除剂!能
有效阻断
=>
对干旱胁迫的缓解效应因此!推测
=>
可能作用于
?>
的上游!通过
?>
的介导促进
水稻种子的萌发
%
!
讨
!
论
本实验结果表明!干旱胁迫促进了水稻糊粉层
细胞
@?A
降解!从而加速细胞死亡进程&越接近
胚!液泡化程度越早出现!
@?A
降解越快同时!在
同样的处理时间内!近胚端糊粉层细胞结构要比远
胚端细胞结构松散且部分细胞的
@?A
已经完成降
解!说明近胚端糊粉层细胞受胚影响较大!最先启动
死亡进程!因此!其死亡的进程早于远胚端的细胞
C40
F
等)#,*和
a;P6Y;
等)#(!#+*的实验也证实!大麦
糊粉层细胞死亡也是先从近胚端开始的!由此推测
可能与植物激素
DA
是由胚产生有一定的关系
本研究还发现!分别加入外源
=>
(
?>
供体的
R]J
和
R]处理显著缓解单独
R2D
处理下糊粉
层细胞
@?A
的降解!而加入它们的酶合成抑制剂
和专一性清除剂后!均可以逆转
R]J
和
R]单
独处理的作用!表明外源
=>
(
?>
可以缓解干旱胁
迫下
@?A
的降解虽然
R]\]J
可以缓解单独
R2D
处理引起的氧化胁迫造成的
@?A
降解!但
R
]\]J
处理并没有表现出优于
R]或
R]J
处
理的效果!说明
=>
(
?>
两者之间不存在叠加效应!
可能存在上下游关系通过
R]\]I0
和
R]J]
8R
处理!证实
8RVG>
阻断了外源
=>
对干旱胁迫
的缓解作用!而
I0RR
$
并不能影响外源
?>
作用
进一步通过外源
=>
和
?>
处理对糊粉层细胞
存活率的检测发现!外源
=>
(
?>
供体可以有效提
高干旱胁迫条件下糊粉层细胞的存活率!其效果可
以被各自专一性抑制剂或清除剂解除!同时
=>
的
作用被
8RVG>
所阻截!但
I0RR
$
却无法阻挡
?>
提高糊粉层细胞的存活率
CE
等)#)*的研究显示!
保持小麦糊粉层细胞中较高的
=>
合成酶表达水平
有助于延迟
R=@
发生由此!推测
=>
可能在
?>
信号途径上游!通过对
?>
的影响来延缓干旱胁迫
下糊粉层细胞
@?A
的降解和死亡率的上升
另外!在对外源
=>
(
?>
及其抑制剂对带壳和
去壳水稻种子萌发影响的研究中!发现外源
=>
(
?>
对干旱胁迫下水稻种子的萌发起到促进作用&
?>
清除剂
8RVG>
能有效地阻断
=>
对干旱胁迫
的缓解效应!而
=>
合成酶抑制剂
I0RR
$
并不能抑
制
?>
的作用因此!同样推测
=>
可能作用于
?>
的上游!通过
?>
的介导促进水稻种子的萌发
dE
等)#$*的研究也证实!植物
=>
诱导侧根及不定根的
发生也是通过
?>
和
8DXR
介导的
综上所述!外源
=>
(
?>
可以延迟干旱胁迫下
水稻糊粉层
R=@
的发生!促进水稻种子的萌发!并
1#
#
期
!!!!!!!!!!
王光辉!等$外源
=>
及
?>
对干旱胁迫下水稻糊粉层细胞死亡的影响
推测
=>
可能通过
?>
的介导调控干旱胁迫下萌发 水稻种子糊粉层细胞
@?A
的降解和死亡的进程
参考文献!
)
#
*
!
A`VJA
!
a2JVL2R=
!
H>?2\W<*a4O5;
M
45;EO90;8;57;4P6./09P4
:
9
:
P9P.8
$
=64O48P;O.U4P.909Q0E85;4/;48P.S.P.;/407@?A7;
F
O474
P.90
)
H
*
*+,-./%0123"0%/
!
#111
!
?D
"
%
#$
%"(&%#(*
)
!
*
!
A`VJA
!
a2VJL2R
!
<>?\@A<2H
!
-%/*RO9
F
O433;78;57;4P6.08;O;4545;EO90;
)
H
*
*./%042/-53/-"6(2/2
7#
!
"""
!
BB
"
%
#$
!((&
!,,*
)
%
*
!
a2
540P/
$
V6;6./P9O
M
./
-
E/PN;
F
.00.0
F
)
H
*
*./%08-//90)("20:-0
!
""#
!
$
$
!,+&!+)*
)
$
*
!
C2?@2J2??2@
!
RTDG?A
!
L<2\\GD@`
!
-%/*?.PO.89[.7;
$
893
:
4O4P.S;/
M
0P6;/./407/.
F
045.0
F
.040.345407
:
540P8;5/
)
H
*
*
+"-0;&./%0<5(-05-
!
""#
!
,
$
#++&#)%*
)
(
*
!
@TGALH
!
HeIL>CG2IA*=4ON903909[.7;
$
A
.
0;Z
/
F
4/;9E/397E54P9O9Q
F
;0;;[
:
O;//.90
)
H
*
*=5%625,(:(5%.2/20(5%
!
""%
!
CD
"
#
#$
%#&$+*
)
,
*
!
IJA?DJ
!
\J2?Ca
!
dT<<*2QQ;8P/9Q0.PO.89[.7;90P6;
F
;O3.04P.909QZ6;4P/;;7/407.P/O;48P.S;9[
MF
;0/
:
;8.;/3;P4N95./3/E0
7;O9/39P.8/PO;//
)
H
*
*=5%62%0(5%<(0(5%
!
""%
!
$(
$
1"#&1"(*
)
+
*
!
VA?D\JJ
"汤绍虎#!
IJ>TBD
"周启贵#!
\T? X
"孙
!
敏#!
-%/*2QQ;8P/9Q;[9
F
;09E/0.PO.89[.7;90/;;7
F
;O3.04P.90
!
/;;75.0
F
F
O9ZP6407
:
6
M
/.959
F
.845864O48P;O./P.8/9Q8E8E3N;OE07;O9/39P.8
:
O;//EO;
)
H
*
*<5(-0(%=
7
"(53/3"%<(0(5%
"中国农业科学#!
!""+
!
BD
"
!
#$
#1&$!(
"
.0=6.0;/;
#
*
)*
!
CTdd
"吴雪霞#!
IJTK<
"朱月林#!
IJT C X
"朱为民#!
-%/*2QQ;8P/9Q;[9
F
;09E/0.PO.89[.7;90/;;75.0
FF
O9ZP69QP934P9E07;O
?4=5/PO;//
)
H
*
*=5%62*62"-%/*>!55(;-0*<(0*
"西北植物学报#!
"",
!
?E
"
,
#$
#!",&#!##
"
.0=6.0;/;
#
*
)
1
*
!
DAW=fAXAVA=
!
E4O78;5/
)
H
*
*./%0.,
#
&(2/2
7#
!
""!
!
>?F
"
%
#$
+1"&
+1!*
)
#"
*
!
A`VJA
!
a2VJL2R
!
a2
-%/*A8P.S;9[
MF
;04078;57;4P6.08;O;4545;EO90;8;5/
)
H
*
*123"0%/2
?
9@
A
-"(:-0%/62%0
#
!
!""!
!
CA
"
%+!
#$
#!+%&#!)!*
)
##
*
!
a2
A`VJA
!
a2VJL2R=
!
-%/*?.PO.89[.7;48P/4/4040P.9[.740P4077;54
M
/
:
O9
F
O433;78;57;4P6.0N4O5;
M
45;EO90;
54
M
;O/
)
H
*
*./%0.,
#
&(2/2
7#
!
""!
!
>?G
"
$
#$
#,$!&#,("*
)
#!
*
!
!
江#!
VA?DJ<
"汤红玲#!
=J2?JR
"陈惠萍#
*2QQ;8P9Q;[9
F
;09E/84ON903909[.7;9040P.9[.74P.S;/
M
/P;3.0O.8;/;;75.0
F
E07;O7O9E
F
6P/PO;//
)
H
*
*=5%62*62"-%/*>!55(;-0*<(0*
"西北植物学报#!
"#"
!
AD
"
!
#$
%%"&%%(
"
.0=6.0;/;
#
*
)
#%
*
!
!
江#!
CTJ X
"吴黄铭#!
=J2?JR
"陈惠萍#
*2[9
F
;09E/84ON903909[.7;4070.PO.89[.7;45;S.4P;7P6;9[.74P.S;7434
F
;.0
O.8;/;;7
F
;O3.04P.90E07;O7O9E
F
6P/PO;//
)
H
*
*=5%62*62"-%/*>!55(;-0*<(0*
"西北植物学报#!
"##
!
A>
"
$
#$
+%#&+%)
"
.0=6.0;/;
#
*
)
#$
*
!
dTH
!
dTA?C
!
JTA?DaL
!
-%/*=4ON903909[.7;.07E8;747S;0P.P.9E/O99P.0
F
9Q6
M:
989P
M
58EPP.0
F
QO933E0
F
N;40/;;75.0
F
)
H
*
*
8,(0-&-<5(-05-63//-(0
!
"",
!
C>
"
,
#$
,,)&,+$*
)
#(
*
!
a2VJL2R=
!
H>?2\W<*=;57;4P69QN4O5;
M
45;EO90;
:
O9P9
:
54/P/./3;7.4P;7N
M
O;48P.S;9[
MF
;0/
:
;8.;/
)
H
*
*+,-./%0123"0%/
!
!""#
!
?C
"
#
#$
#1&!1*
)
#,
*
!
CA?DX
!
>RR2@GHLaH
!
-%/*A
:
9
:
P9/./.0N4O5;
M
45;EO90;7EO.0
FF
;O3.04P.90407.P/.06.N.P.90N
M
4N/8./.848.7
)
H
*
*./%042>
/-53/%"6(2/2
7#
!
#11,
!
A?
"
,
#$
##!(&##%$*
)
#+
*
!
a2VJL2R=
!
<>?\@A<2H2
!
A`VJA
!
-%/*J9O39045
M
O;
F
E54P;7
:
O9
F
O433;78;57;4P6.0N4O5;
M
45;EO90;8;5/
)
H
*
*./%08-//
!
#111
!
>>
"
,
#$
#"%%&#"$,*
)
#)
*
!
CTXI
!
JTA?DHH
!
dT!
-%/*J4;39[
MF
;04/;7;54
M
/
:
O9
F
O433;78;57;4P6.0Z6;4P45;EO90;54
M
;O/N
M
397E54P.909Q6
M
7O9
F
;0
:
;O9[.7;3;P4N95./3
)
H
*
*123"0%/2
?
9@
A
-"(:-0%/62%0
#
!
"##
!
E?
"
#
#$
!%(&!$)*
"!
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
%$
卷