全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2008, 34(9): 1608−1614　 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

基金项目: 国家自然科学基金项目(30471049); 江苏省青年科技创新人才学术带头人项目(BK2004417)
作者简介: 孙永刚(1981–), 男, 内蒙古人, 硕士研究生, 研究方向为生物化学与分子生物学。**共同第一作者。
*
通讯作者(Corresponding author): 沈文飚。Tel: 025-84398602; E-mail: wbshenh@njau.edu.cn
Received(收稿日期): 2007-12-20; Accepted(接受日期): 2008-03-26.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2008.01608
外源一氧化氮供体硝普钠对小麦种子萌发早期 β-淀粉酶及其亚细胞分
布的影响
孙永刚** 凌腾芳** 王家杰 徐 晟 宣 伟 汤国辉 沈文飚*
(南京农业大学生命科学学院, 江苏南京 210095)
摘 要: 采用药理学和生物化学实验技术, 研究了外源一氧化氮(nitric oxide, NO)供体硝普钠(sodium nitroprusside,
SNP)处理对小麦种子萌发早期 β-淀粉酶及其亚细胞分布的影响。β-淀粉酶的专一性抑制剂 α-环糊精可以明显抑制 0.5
mmol L−1 SNP诱导的小麦种子萌发, SNP还能诱导自由型 β-淀粉酶酶活性, 上调 β-淀粉酶基因转录本的水平。Western
blotting结果发现, SNP处理可以增加 β-淀粉酶蛋白的表达; 运用 NO专一性清除剂 cPTIO及转录抑制剂放线菌素 D
可以逆转上述转录本和蛋白水平的变化。免疫电镜亚细胞定位证实小麦胚内的 β-淀粉酶主要定位于蛋白储藏体内,
并可能附着在淀粉粒上, SNP处理增加了 β-淀粉酶蛋白的分布。推测外源 NO供体 SNP在小麦种子萌发早期不仅提
高了自由型 β-淀粉酶的活性, 还可能诱导了 β-淀粉酶的重新合成。
关键词: 一氧化氮; β-淀粉酶; 转录调控; 亚细胞定位; 小麦种子
Effects of Exogenous Nitric Oxide Donor Sodium Nitroprusside on
β-Amylase and Its Subcellular Localization during Early Stage of Seed
Germination in Wheat
SUN Yong-Gang**, LING Teng-Fang**, WANG Jia-Jie, XU Sheng, XUAN Wei, TANG Guo-Hui, and
SHEN Wen-Biao*
(College of Life Sciences, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, Jiangsu, China)
Abstract: Nitric oxide (NO) is an important signaling molecule with diverse physiological functions in plants. NO can break
dormancy of seeds, and promote seeds germination under various stresses and normal growth conditions. In this report, treatment
with 0.5 mmol L−1 sodium nitroprusside (SNP) promoted seeds germination by increasing β-amylase activity, while the applica-
tion of α-cyclodextrin, a specific inhibitor of β-amylase, could apparently inhibit the process induced by SNP. Semi-quantitative
RT-PCR analysis indicated that the application of SNP induced the free β-amylase activity, and up-regulated β-amylase transcript.
Western-blotting result showed that SNP increased the protein level of β-amylase, whereas the cPTIO (a specific scavenger of NO)
and actinomycin-D (a transcriptional inhibitor) reversed changes in transcriptional and the protein levels mentioned above. Sub-
cellular localization studies of proteins via immunoelectron microscopy technique illustrated that SNP could increase the quantity
of β-amylase which was predominantly located in protein storage vacuole, and adhered to starch granules. The above results sug-
gest that SNP might not only enhance the activity of free β-amylase, but also induce the β-amylase synthesis de novo at the early
stage of wheat seed germination.
Keywords: Nitric oxide; β-amylase; Transcriptional regulation; Subcellular localization; Wheat seeds
谷类作物种子萌发所需的物质和能量完全来源
于自身储存物质的动员, 这一过程一直持续到幼苗
开始进行光合作用为止[1-2]。通常, 储存物质的动员
需要各种水解酶的参与。正常成熟的小麦种子内没
有 α-淀粉酶的存在, 它是在萌发过程中受到 GA 的
诱导而生, 并在萌发早期对 GA无响应效应[3]。与 α-
第 9期 孙永刚等: 外源一氧化氮供体硝普钠对小麦种子萌发早期 β-淀粉酶及其亚细胞分布的影响 1609


淀粉酶不同, β-淀粉酶是在种子成熟过程中积累, 且
主要以无活性的结合态形式存在[4]。Nandi等[5]认为
β-淀粉酶在种子萌发早期起着重要的作用。在种子
萌发过程中, 无活性的 β-淀粉酶聚合体在蛋白水解
酶的作用下, 释放出有活性的游离单体, 进而水解
淀粉等多糖物质以供胚的生长发育。免疫定位技术
的结果证实, 旋花科植物[6]根茎细胞质中的 β-淀粉
酶还具有植物储藏蛋白的功能, 在甘薯块根 [6]和苹
果[7]的研究中发现 β-淀粉酶主要分布于其功能区域,
这证实了在植物活细胞或至少是活营养细胞中普遍
存在着催化淀粉水解的 β-淀粉酶。Qin 等[6]认为 β-
淀粉酶活性的升高主要是由于 β-淀粉酶蛋白表达量
的增加, 也说明 β-淀粉酶可能参与了淀粉的水解。
有趣的是, 有研究发现大麦中游离和结合态 β-淀粉
酶的催化能力远超过萌发的需要, 这种现象的存在
对于植物生长发育过程中物质能量的经济利用是难
以解释的[8]。而水稻 β-淀粉酶缺失体品种“日本晴”
的种子萌发并未受到明显的影响[9]。β-淀粉酶在活细
胞中确实经常定位于叶绿体或质体之外, 与催化反
应的底物在空间上分离 [7], 因此至今尚不能完全确
定该酶在植物体内的具体生理功能。
一氧化氮(nitric oxide, NO)是一种新发现的植
物生长调节物质[10-13]。许多证据表明, NO信号在种
子萌发过程中起着重要的作用[14-15]。Bethke 等的研
究发现 NO 可能作为一种信号分子参与打破种子休
眠的过程。此外 , 我们发现外源 NO 供体硝普钠
(sodium nitroprusside, SNP)处理能够明显提高逆境
和正常条件下植物种子的萌发[16-17], 并可诱导 β-淀
粉酶的活性, 且与 GA无关[18]。在此基础上, 本文进
一步探索了 SNP处理对小麦(Triticum aestivum L.)种
子 β-淀粉酶活性、蛋白和转录本变化的影响, 并结
合免疫电镜技术进行了该酶在亚细胞水平上的定位
及不同处理后的分布情况, 以期为种子生理研究提
供进一步的知识。
1 材料与方法
1.1 材料与处理
选择整齐一致的扬麦 158 种子, 用 0.5%次氯酸
钠消毒 5 min, 自来水快速冲洗, 晾干后分别进行
SNP(0.5 mmol L−1)、β-巯基乙醇(15 mmol L−1, 用 B
表示)处理, 以蒸馏水处理为对照。各清除剂或抑制
剂的处理浓度为 NO清除剂 2,4-羧基苯-4,4,5,5-四甲
基咪唑-1-氧-3-氧化钾盐[2-(4-carboxyphenyl)-4,4,5,
5-tetramethylimidazoline-1-oxyl-3-oxide potassium salt,
cPTIO] 100 μmol L−1; β-淀粉酶专一抑制剂 α-环糊精
(α-cyclodextrin, α-CD) 20 mmol L−1; 转录抑制剂放
线菌素 D(actinomycin-D, ACD) 10 μg mL−1。
1.2 发芽试验
将处理后的种子播于铺有滤纸的培养皿内, 每
个处理设 3 个重复, 每个重复 50 粒种子, 在培养箱
内 25℃催芽, 每 12 h记录一次发芽率, 3次重复, 以
根长达到种子总长为发芽标准。
1.3 淀粉及淀粉酶的提取与测定
按照李合生等[19]的方法提取和测定种子中淀粉
含量。采用 3,5-二硝基水杨酸法[19]测定 α-淀粉酶和
总淀粉酶的活性, 以 37℃、pH 6.8 条件下, 每分钟
水解淀粉生成 1 mg还原糖所需的酶量为 1个淀粉酶
活性单位(U)。
参照凌腾芳[20]的方法测定自由型及结合型 β-淀
粉酶活性和蛋白质含量, 并略有改动。取 5 粒种子,
用 0.1 mmol L−1 NaCl 2 mL(含 1 mmol L−1 EDTA)溶
液在 20℃下研磨成匀浆, 12 000×g离心 30 min, 收
集上清液, 沉淀用提取液悬溶、离心, 并收集上清液;
重复一次, 合并上清液(含自由型 β-淀粉酶)共 6 mL。
剩余沉淀以 50 mmol L−1醋酸缓冲液(含 0.5%木瓜蛋
白酶, pH 5.0) 4 mL于 30℃下提取 30 min, 12 000× g
离心 30 min, 上清液含结合型 β-淀粉酶。将适度稀
释的酶液 10 μL与 20 μL底物硝基苯酚麦芽五糖和
辅助酶 α-葡萄糖苷酶混合, 40℃温浴反应 4 min, 以
0.25 mol L−1 Na2CO3 300 μL溶液中止反应, 在 410
nm处测定反应产物的吸光值。反应产物对硝基苯酚
的摩尔消光系数为 17 800, 以每分钟产生 1 μmol对
硝基苯酚所需的酶量为一个酶活单位(U)。
1.4 NO含量的测定
参照 Xu等[21]的比色法测定 NO的含量。
1.5 RNA提取及 β-淀粉酶基因的 RT-PCR反应
用 Trizol试剂(Invitrogen, Gaithersburg, MD, USA)
提取不同处理种子内的总 RNA, 按产品说明书进行
RNA的反转录, RNA的用量大约为 4 μg。为了使结
果标准化, 以18S rRNA基因(NCBI登录号: AJ272181)
的相对丰度作为内参。内参及 β−淀粉酶基因(NCBI登
录号: AF470353)引物序列分别为 18S rRNA-f: 5′-CA
AGCCATCGCTCTGGATACATT-3′; 18S rRNA-r: 5′-C
CTGTATTGCCTCAAACTTCC-3′; β-amylase-f: 5′-TGA
GCAGGGGAGGTTTTTC-3′; β-amylase-r: 5′-TAGCAC
GGTGCCTTTTGAG-3′。18S rRNA基因和 β-淀粉酶
基因转录本扩增的长度分别为 658 bp和 245 bp。以
1610 作 物 学 报 第 34卷

cDNA 为模板用上述引物进行 PCR, 循环次数根据
能否获得最显著的条带, 且未饱和来进行调整。PCR
反应使用 2%琼脂糖凝胶电泳后 EB 染色, 拍照记
录。
1.6 β-淀粉酶的Western blot实验
参照 Laemmli[22]的方法进行 SDS-PAGE, 参照
Evan等[23]的方法进行 Western blot, 并略做改动。蛋
白样品经 SDS-PAGE(T=12.5%)电泳(上样量为 30 μg
蛋白质)后, 一块胶用于转移, 另一块胶进行考马斯
亮蓝染色,并作为相同上样量的参照。进一步将蛋白
转移至 PVDF(0.45 μm)膜上, 以 3%牛血清白蛋白
(BSA)封闭过夜 , 用适度稀释的一抗 (澳大利亚
Tasmania 大学 Evan 博士惠赠)溶液孵育, 再经羊抗
兔二抗(1∶500)孵育, 二氨基联苯胺(DAB)显色。
1.7 免疫电镜观察
参照 Wang 等[7]的方法, 略加改进。将各处理
的小麦胚切成 2~3 mm3的小块, 迅速投入已预冷的
1%多聚甲醛和 1%戊二醛[由 100 mmol L−1磷酸缓
冲液(PBS)制成, pH 7.4]的混合固定液中, 4℃下固
定 18 h, 然后以含 0.9% NaCl的 PBS清洗, 再将样
品置 TPBS(PBS 添加 0.05% Tween-20)稀释的 3%
BSA 封闭液室温封闭 2 h, 之后样品不经清洗直接
置 TPBS稀释的 β-淀粉酶抗体(一抗)中, 4℃孵育过
夜; 再以 TPBS充分清洗(3次, 每次 10 min), 转入
PBS 稀释的 3%过氧化氢溶液中孵育 10 min, 以去
除内源过氧化物酶, 再次用 TPBS 清洗, 然后投入
TPBS 稀释的辣根过氧化物酶标记的羊抗兔二抗中
4℃过夜, 以 TPBS充分清洗, DAB染色 5 min。样
品经 TPBS 和双蒸水(ddH2O)洗涤后, 2%锇酸室温
染色 30 min, 清洗后经乙醇系列脱水、包埋、切片,
最后进行透射电镜观察。为了检验免疫定位的特异
性和可靠性, 设两种不同的对照, 即以 BSA代替 β-
淀粉酶抗体以检验一抗的特异性, 以及未孵育一抗
而进行后继操作以检测二抗的非特异性标记, 试验
3次重复。
1.8 统计分析
用 Microsoft Excel 2000分析数据, 采用 t测验
法检验同一时间点数据的显著性。
2 结果与分析
2.1 α-环糊精对 SNP诱导种子萌发的影响
与对照相比, SNP处理 24 h后显著(P<0.05)提高
小麦种子的萌发率和发芽速率; SNP 与 β-淀粉酶专
一性抑制剂 α-环糊精共同处理明显降低 SNP对早期
小麦种子萌发的诱导效应(图 1)。此外, α-环糊精单独
处理极显著(P<0.01)抑制小麦种子的萌发。

图 1 SNP和 α-CD对小麦种子萌发的影响
Fig. 1 Effects of SNP and α-CD on seed germination in wheat

2.2 SNP 处理对小麦种子早期淀粉含量和总淀
粉酶活性的影响
图 2显示, SNP处理提高了萌发早期种子内总淀
粉酶的活性 , 处理 6 h 时达显著水平(P<0.05)(图
2-A), 但在处理 12 h 内, 几乎检测不到 α-淀粉酶的

图 2 SNP对萌发早期小麦种子淀粉酶活性(A)和总淀粉含量(B)的影响
Fig. 2 Effects of SNP on contents of total amylase activity (A) and starch (B) in seeds at early stage of germination
第 9期 孙永刚等: 外源一氧化氮供体硝普钠对小麦种子萌发早期 β-淀粉酶及其亚细胞分布的影响 1611


活性(具体数据未列出); 并且促进了种子中淀粉的
降解, 处理 9 h后与对照差异显著(P<0.05)(图 2-B)。
2.3 不同处理对萌发前期小麦种子中 NO含量的
影响
图 3 表明, 种子内 NO 含量在 SNP 处理 6 h 后
显著提高(P<0.05), NO专一性清除剂 cPTIO与 SNP
共同处理后种子中 NO 浓度则降低至对照水平
(P>0.05)。cPTIO单独处理种子及 β-巯基乙醇的各种
处理(B 和 B+cPTIO)后, NO 浓度与对照相比没有显
著变化(P>0.05)。

图 3 不同处理对萌发早期种子中 NO含量的影响
Fig. 3 Effects of different treatments on NO content in seeds at
early stage of germination

2.4 小麦种子萌发前期不同处理对 β-淀粉酶的
影响
SNP 和 β-巯基乙醇处理 6 h 后均显著(P<0.05)
提高种子中自由型 β-淀粉酶的活性(图 4)。同对照相
比, SNP 处理没有显著降低结合型 β-淀粉酶的活性,
而 β-巯基乙醇则使其降低, 原因可能是还原剂 β-巯
基乙醇通过破坏以多聚体形式存在无活性的结合型
β-淀粉酶 , 进而释放出有活性的自由型 β-淀粉酶 ,
最终提高了 β-淀粉酶活性。应用 NO 特异性的清除
剂 cPTIO能够消除 SNP对自由型 β-淀粉酶活性的提
高, 而对 β-巯基乙醇则没有作用, 同时 cPTIO 单独
处理对小麦种子的 β-淀粉酶活性没有明显影响, 暗
示 SNP 诱导的自由型 β-淀粉酶活性与 NO 有关, 而
β-巯基乙醇的作用则与 NO无关。

图 4 不同处理对萌发早期种子内自由型和结合型 β-淀粉酶活
性的影响
Fig. 4 Effects of different treatments on the activities of free
and bound β-amylase in seeds at early stage of germination

2.5 不同处理对种子萌发早期 β-淀粉酶基因表
达的影响
半定量 RT-PCR 结果表明(图 5), SNP 处理 6 h
后小麦种子中的 β-淀粉酶基因表达上调, 外源 NO
供体 SNP与 NO的特异性清除剂 cPTIO共同处理后,
发现这一现象被逆转, 而 cPTIO 单独处理种子 6 h
后在种子中检测不到 β-淀粉酶基因的转录本, 说明
SNP对 β-淀粉酶基因转录本的诱导效应与NO有关。
β-巯基乙醇无论是与 cPTIO 结合处理与否均不能影
响 β-淀粉酶基因的表达。该结果进一步暗示 NO 可
能作为一种信号分子来诱导 β-淀粉酶转录本的上升,
而还原剂 β-巯基乙醇诱导 β-淀粉酶活性上调效应则
与 NO无关。
2.6 种子萌发早期 β-淀粉酶的 Western blot 分
析
Western blot可以在蛋白水平上反映 β-淀粉酶蛋
白含量的变化情况, 但是难以区分结合型和自由型
β-淀粉酶蛋白。图 6表明, SNP处理小麦种子 6 h后
不仅明显增强了 β-淀粉酶蛋白条带(Type-ІІ, 40 kD),
而且还在一定程度上提高自由型的 β-淀粉酶蛋白含

图 5 不同处理对萌发早期种子 β-淀粉酶基因表达的影响
Fig. 5 Effects of different treatments on expression of β-amylase gene at early stage of seed germination
1612 作 物 学 报 第 34卷

量(Type-І, 58 kD), SNP与 cPTIO共处理可以逆转此
过程。还原剂 β-巯基乙醇虽然也具有与 SNP类似的
现象, 但结合 cPTIO处理不能导致 Type-ІІ条带的减
弱。转录抑制剂放线菌素 D可以明显逆转 SNP处理
而增加的 β-淀粉酶 Type-ІІ。
2.7 不同处理的萌发前期小麦种子中 β-淀粉酶
的免疫电子显微镜亚细胞定位
图 7为各种处理 6 h后小麦胚内的 β-淀粉酶的
分布情况, 代表 β-淀粉酶的黑色小颗粒主要分布在
包含淀粉粒的蛋白储藏体中, SNP和 β-巯基乙醇浸
种处理后蛋白储藏体内分布的 β-淀粉酶数量明显
增加, 且 SNP处理较 β-巯基乙醇更为明显; SNP与
NO清除剂 cPTIO共同处理后 β-淀粉酶分布基本恢
复至与清水处理对照相当的水平, NO 专一性清除
剂 cPTIO 单独处理未对 β-淀粉酶的分布造成明显
影响。


图 6 cPTIO和 ACD对萌发早期种子中 β-淀粉酶蛋白含量的影响
Fig. 6 Effects of cPTIO and ACD on β-amylase protein in seeds at early stage of germination


图 7 不同处理的萌发早期种子中 β-淀粉酶的免疫电子显微镜亚细胞定位
Fig. 7 Subcellular localization of β-amylase in early germinating seeds under different treatments through immunoelectron
microscopy
A: 清水处理 6 h (对照); B: SNP处理 6 h; C: SNP+cPTIO处理 6 h; D: β-淀粉酶抗体杂交的阴性对照; E: cPTIO处理 6 h; F: β-巯基乙
醇处理 6 h。O: 油体; PSV: 蛋白储藏体; Sg: 淀粉粒。黑箭头示 β-淀粉酶。图 A、C、D、E标尺示 1 μm; B、F标尺示 0.5 μm。
A: treated with water for 6 h (control); B: treated with SNP for 6 h; C: treated with SNP+cPTIO for 6 h; D: hybridized without β-amylase
antibody as negative control; E: treated with cPTIO for 6 h; F: treated with B for 6 h. O: oil body; PSV: protein storage vacuole; Sg: starch
granule. Black arrow heads indicate β-amylase. Bar =1 μm in Fig. A, C, D, E, and 0.5 μm in Fig. B, F.
第 9期 孙永刚等: 外源一氧化氮供体硝普钠对小麦种子萌发早期 β-淀粉酶及其亚细胞分布的影响 1613


3 讨论
植物个体发育的最初阶段是种子萌发, 而萌发
所需要的物质和能量来源于贮存物质(淀粉和贮存
蛋白等)的氧化分解与能量的释放。而作为主要碳源
的淀粉, 其代谢是种子萌发的关键步骤。淀粉代谢
主要由各种水解酶协作完成的, 其中最关键的酶是
淀粉酶, 包括 α-淀粉酶和 β-淀粉酶。经典的种子萌
发理论认为, 水解酶类的表达是受胚合成的 GA 所
调控的, 其中的代表为 α-淀粉酶。一般认为, α-淀粉
酶首先直接水解完整的淀粉, 释放出糊精, 然后由
β-淀粉酶、脱分支酶和 α-葡萄糖苷酶等几种酶共同
作用将其水解为麦芽糖和葡萄糖。因此, α-淀粉酶通
常被认为是作物种子萌发过程中的关键酶[3]。然而
越来越多的研究表明 , 作为调控 α-淀粉酶的激素
GA 主要是在种子萌发后期, 尤其是幼苗生长过程
中起重要作用 [24], 同样 , Collins 等 [25]的研究表明 ,
GA3对小麦种子 α-淀粉酶无明显影响(处理 12 h内),
暗示贮藏型的淀粉水解酶类及其调控机制在萌发中
可能发挥重要作用。
与 α-淀粉酶不同, β-淀粉酶是在小麦属作物如
大麦、小麦和燕麦等种子籽粒发育和成熟过程中形
成, 并以无活性的聚合体的形式积累并贮藏于干种
子中的, 在萌发时逐步释放和激活[4]。Nandi 等[5]也
发现 β-淀粉酶对种子萌发起着至关重要的作用, 说
明 β-淀粉酶的活化、解聚、释放或重新合成也可能
是淀粉型种子萌发过程中的关键, 并进一步为萌发
后期受 GA 调控的 α-淀粉酶基因表达并降解淀粉粒
创造条件。我们发现, 以 β-淀粉酶专一性抑制剂 α-
环糊精处理能明显抑制小麦种子萌发(图 1), 暗示了
种子萌发过程中 β-淀粉酶的重要作用。
NO 作为一种重要的气体信号分子, 广泛参与
植物和动物许多重要的生理过程, 尤其是种子萌发
早期 [10,26], 包括打破种子休眠 [15,27], 促进植物种子
在胁迫和正常条件下的萌发[16-18]。外源NO供体 SNP
处理显著地提高了小麦种子内总淀粉酶活性
(图 2-B), 从而加快淀粉的降解(图 2-A), 促进小麦种子
萌发(图 1)。而我们先前的研究发现, 在小麦种子萌
发早期(0~12 h), 并未检测到 α-淀粉酶活性, 本试验
也显示外源 NO供体 SNP处理显著提高了自由型 β-
淀粉酶活性[18], 说明总淀粉酶活性的上升主要是由
β-淀粉酶活性的增加所致。
作为还原剂的 β-巯基乙醇不仅可以破坏 β-淀粉
酶多聚体间或 β-淀粉酶自由型单体同麦谷蛋白间的
作用力[28], 还可以提高提高种子内蛋白水解酶的活
性[29], 本研究结果显示, SNP 诱导淀粉酶活性增加
的效应可能是通过信号分子 NO 来介导的, 用外源
NO 供体 SNP 处理可以明显增加 β-淀粉酶转录本和
β-淀粉酶蛋白含量, SNP结合 NO清除剂 cPTIO共同
处理则逆转了该现象, 而 β-巯基乙醇则没有类似的
作用(图 5和图 6)。
近年来, 关于外源 NO 供体可以调节植物体内
抗性基因表达的报道屡见不鲜, Durner等[30]发现 NO
供体处理烟草悬浮细胞 9 h 和 5 h 后能够诱导 PAL
和 PR-1基因的表达, Parani等[31]利用基因芯片技术
发现用外源 NO 供体 SNP 处理拟南芥根后, 有 342
个基因表达上调, 其中 162个具有浓度依赖诱导效应。
虽然在水稻和玉米等非小麦属作物种子萌发过程中
存在糊粉层细胞重新合成低含量或活性的 β-淀粉酶
的现象[32], 但在小麦中还暂时没有发现存在该种机
制。在本试验条件下, 我们从 3个方面考察小麦种子
早期萌发过程中, 外源 NO 供体是否可以诱导 β-淀
粉酶从头合成的可能性。转录水平数据显示, β-淀粉
酶转录本在外源 NO供体 SNP处理过的种子中的表
达量高于对照组(图 5); 在蛋白水平上, SNP可以提高
β-淀粉酶蛋白的表达, 增加了 40 kD 左右大小的蛋
白带(Type-ІІ), 同时使得主带(Type-І)亮度增加。加
入转录抑制剂放线菌素 D 可以明显逆转新条带的增
加(图 6); 从细胞分布上看, 利用免疫电镜技术发现胚
乳中 β-淀粉酶定位于包含淀粉粒的蛋白储藏体, 且
SNP 处理后的 β-淀粉酶数量上变化同 Western blot-
ting 结果一致。以上结果说明外源 NO 供体 SNP 处
理后小麦种子中可能发生了 β-淀粉酶的重新合成现
象, 尽管也不能完全排除 SNP 通过诱导蛋白水解酶
的表达, 水解 Type-І 从而增加 Type-ІІ 蛋白的可能
性。
4 结论
NO 供体 SNP 处理能显著提高小麦种子 β-淀粉
酶活性, 增加其蛋白质含量, 从而促进种子萌发。
0.5 mmol L−1SNP 很可能通过促进 β-淀粉酶蛋白结
合型向游离型转变和诱导 β-淀粉酶的重新合成等途
径, 增加 β-淀粉酶蛋白含量。本试验结果为 NO 供
体应用于农业生产实践提供了初步的理论证据。
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