一氧化氮(NO)是植物体内的一种生物活性分子,对增强植物抗病性、减缓植物重金属胁迫与盐胁迫伤害方面具有重要作用。土壤因渗透胁迫、离子毒害和氧化损伤,对植物造成伤害,不能直接应用于植物生产;利用外源NО处理植物可提高抗氧化酶活性,诱导有机渗透调节物质的产生与积累,并调控无机离子的选择性吸收,进而缓解盐胁迫对植物种子萌发幼苗生长和光合作用的抑制效应。
一、外源NO对植物盐胁迫伤害的缓解效应
1.1种子萌发
种子萌发是植物生活史的起点,是植物吸水后所进行的一系列生理生化反应和形态建成的过程。水分是种子萌发的必需环境条件,用于活化相关酶类,分解贮能有机物,进行新陈代谢,从而进行萌发。然而,在盐胁迫环境中,因渗透压影响致使种子的发芽率降低,出苗时间延迟。在盐胁迫环境中,利用外源NO供体硝普钠(SNP)处理植物的种子,可使因盐胁迫造成种子萌发的抑制作用得到缓解,主要表现为种子的发芽率、发芽指数、发芽势和活力指数得以提高。
1.2幼苗生长发育
在盐胁迫环境中植物的生长发育受到阻碍。自然状态下,植物在其生存环境中可产生一定量的NO(即内源NO)。为了消除内源NO对试验结果的干扰,揭示盐胁迫下外源NO对植物抑制作用的缓解效应,用NO供体硝普钠(SNP)和NO清除剂c-PTIO分别对盐胁迫下的豌豆和首蓿幼苗进行处理,结果表明,添加外源NO能够明显促进盐胁迫下豌豆幼苗的胚芽、胚根长和幼苗干重提高,对于首蓿幼苗,外源NO处理能明显缓解盐胁迫对首蓿幼苗的生长抑制作用,并促进单株干质量增加,说明通过外源NO处理,可以缓解盐胁迫对植物幼苗生长的抑制作用。大量研究表明,盐胁迫下外源NO对植物抑制作用的缓解效应取决于NO浓度、盐胁迫程度和品种的抗(耐)盐性,而且植物的不同器官对外源NO的响应也存在差异。
1.3光合作用
植物处于盐胁迫环境中会引起叶绿素酶的活性升高,促进叶绿素降解。研究发现,叶绿素含量的降低是引起光合作用受阻的主要原因。在盐胁迫环境中,经过外源NO的处理,首蓿、水稻、黑麦草、山葡萄、小麦和番茄幼苗的叶绿素含量明显提高,说明盐胁迫下外源NO可以延缓叶绿素的降解﹐保证叶绿素的含量,对光合作用起到间接的保护作用。研究发现,经过外源NO处理盐胁迫下的番茄幼苗,其气孔导度(Gs)、净光合速率(Pn)以及叶绿素荧光参数显著提高,而胞间CO2浓度明显下降,说明外源NO可以通过对盐胁迫下光合作用的影响因素进行调控,从而缓解盐胁迫对番茄幼苗光合功能的不利影响。