溫度是影響植物生理過程的重要生態因子之一,隨著全球氣溫的上升,熱脅迫對植物的影響日趨顯著。高羊茅是一種重要的冷季型草,廣泛用于草坪建植及畜牧業。一氧化氮是植物體內重要的信號分子,參與植物應對脅迫的各種響應。
在中國科學院植物種質創新與特色農業重點實驗室草坪種質資源學學科組傅金民研究員的指導下,陳柯博士后以高羊茅為研究對象,以硝普鈉做為外源一氧化氮供體,L-NAME和c-PTIO分別作為一氧化氮合成抑制劑及一氧化氮清除劑,研究了一氧化氮對熱脅迫下高羊茅的修復作用。結果發現,一氧化氮能夠有效的提高高羊茅光系統II的活性,降低因熱脅迫導致的光系統II功能紊亂,提高光系統II放氧復合體對熱脅迫的耐性,進而有效抑制因光系統II功能紊亂而產生的過氧化氫和超氧陰離子自由基對植物細胞的損傷。更進一步研究發現,一氧化氮能夠有效的誘導光系統II反應中心復合體中的亞基CP43,CP47和D1蛋白的基因轉錄,證實了一氧化氮作為信號分子參與了植物應對熱脅迫的響應。
該研究獲得國家自然科學基金(No.31071822),國家高技術研究發展計劃(No. 2011AA100209-2)和農業部行業專項(No. 200903001)的支持。研究結果以“Alleviation of heat damage to photosystem II by nitric oxide in tall fescue” 為題,在植物學國際期刊Photosynthesis Research上在線發表(DOI: 10.1007/s11120-013-9883-5)。
論文鏈接一氧化氮對熱脅迫下高羊茅光系統II(OJIP曲線)的修復作用