温度是影响植物生理过程的重要生态因子之一,随着全球气温的上升,热胁迫对植物的影响日趋显著。高羊茅是一种重要的冷季型草,广泛用于草坪建植及畜牧业。一氧化氮是植物体内重要的信号分子,参与植物应对胁迫的各种响应。
在中国科学院植物种质创新与特色农业重点实验室草坪种质资源学学科组傅金民研究员的指导下,陈柯博士后以高羊茅为研究对象,以硝普钠做为外源一氧化氮供体,L-NAME和c-PTIO分别作为一氧化氮合成抑制剂及一氧化氮清除剂,研究了一氧化氮对热胁迫下高羊茅的修复作用。结果发现,一氧化氮能够有效的提高高羊茅光系统II的活性,降低因热胁迫导致的光系统II功能紊乱,提高光系统II放氧复合体对热胁迫的耐性,进而有效抑制因光系统II功能紊乱而产生的过氧化氢和超氧阴离子自由基对植物细胞的损伤。更进一步研究发现,一氧化氮能够有效的诱导光系统II反应中心复合体中的亚基CP43,CP47和D1蛋白的基因转录,证实了一氧化氮作为信号分子参与了植物应对热胁迫的响应。
该研究获得国家自然科学基金(No.31071822),国家高技术研究发展计划(No. 2011AA100209-2)和农业部行业专项(No. 200903001)的支持。研究结果以“Alleviation of heat damage to photosystem II by nitric oxide in tall fescue” 为题,在植物学国际期刊Photosynthesis Research上在线发表(DOI: 10.1007/s11120-013-9883-5)。
论文链接一氧化氮对热胁迫下高羊茅光系统II(OJIP曲线)的修复作用