馬曉麗冀瑞萍田保華霍建新

（1. 晉中學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，晉中 030600；2. 山西大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，太原 030006）

一氧化氮(NO)對(duì)鎘脅迫下小麥幼苗氧化損傷的影響

馬曉麗1冀瑞萍1田保華2霍建新1

（1. 晉中學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，晉中 030600；2. 山西大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，太原 030006）

為探討一氧化氮（NO）對(duì)重金屬鎘脅迫后小麥幼苗氧化損傷的影響。采用營(yíng)養(yǎng)液水培法，以“晉麥8號(hào)”為材料，一氧化氮供體硝普鈉（SNP），NO清除劑牛血紅蛋白（Hb）及SNP類似物亞鐵氰化鈉（SF）分別處理小麥幼苗，研究NO在鎘（Cd）脅迫下對(duì)小麥幼苗抗氧化系統(tǒng)的影響。結(jié)果顯示，SNP處理可以緩解鎘脅迫對(duì)幼苗生長(zhǎng)抑制，顯著增加可溶性蛋白、葉綠素和GSH含量，減少丙二醛（MDA）和過氧化氫（H2O2）的含量，并降低超氧陰離子（O2·-）產(chǎn)生速率、可溶性糖和脯氨酸的積累。而NO清除劑牛血紅蛋白（Hb）處理使鎘脅迫對(duì)小麥幼苗的毒害增強(qiáng)，SNP類似物亞鐵氰化鈉（SF）處理則沒有緩解效應(yīng)；進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，SNP降低了鎘脅迫下超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽還原酶（GR）和抗壞血酸過氧化物酶（APX）等抗氧化相關(guān)酶的活性，減輕了鎘脅迫的氧化損傷。NO可以通過調(diào)節(jié)抗氧化酶系統(tǒng)來緩解Cd對(duì)植物的毒害。

小麥幼苗；鎘脅迫；一氧化氮；氧化損傷

重金屬鎘（Cadmium，Cd）是植物非必需元素，具有高的毒性和移動(dòng)性。隨著工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，農(nóng)田土壤受Cd污染越來越嚴(yán)重［1］。生長(zhǎng)在Cd污染土壤中的作物，積累的Cd通過食物鏈進(jìn)入人體，進(jìn)而危害人類健康。鎘可導(dǎo)致植物細(xì)胞中活性氧產(chǎn)生、擾亂抗氧化系統(tǒng)、破壞光合作用、影響營(yíng)養(yǎng)元素的吸收和運(yùn)輸，最終致使作物品質(zhì)和產(chǎn)量下降［2，3］。而植物本身可通過提高抗氧化系統(tǒng)酶活性、增加抗氧化劑產(chǎn)生、調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)水解、促進(jìn)脯氨酸積累，提高色素含量，改善光合作用等途徑［4］，減輕鎘脅迫的傷害。

一氧化氮（Nitric oxide，NO）是一種廣泛分布于生物體內(nèi)的小分子信號(hào)物質(zhì)。近年來的研究發(fā)現(xiàn)NO參與植物生長(zhǎng)發(fā)育［5］和響應(yīng)非生物脅迫［6，7］等生理過程。用0.1 mmol/L硝普鈉（Sodium nitroprusside，SNP）浸種能顯著提高超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（CAT）活性，降低由NaCl處理引起的小麥氧化損傷［8］。在干旱條件下NO對(duì)小麥幼苗葉片的Ps II功能具有調(diào)節(jié)作用［9］。邱宗波等［10］發(fā)現(xiàn)微波預(yù)處理可防護(hù)鎘脅迫損傷小麥幼苗，其主要是通過NO起作用。在鎘脅迫下，NO還可增強(qiáng)水稻（Oryza sativa L. cv.）、小麥（T. aestivum L.）、大麥（Hordeum vulgare L.）、苜蓿（Medicago truncatula）、大豆（Glycine max L.）等幼苗的耐受性，且不同作物的緩解機(jī)制存在較大差異［11，12］。本研究在實(shí)驗(yàn)條件下，以小麥幼苗為材料，采用NO外源供體SNP、SNP類似物亞鐵氰化鈉（Sodium Ferrocyanide，SF）、NO特異清除劑牛血紅蛋白（Hemoglobin Bovine，Hb）處理鎘脅迫下的小麥幼苗，研究NO對(duì)鎘誘導(dǎo)的氧化損傷的緩解效應(yīng)，以期探討NO響應(yīng)鎘脅迫的生理機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 材料

晉麥8號(hào)（Triticum aestivum，Jinmai 8），由山西省農(nóng)科院小麥研究所提供。NO和Cd2+的供體及適宜濃度已由預(yù)備試驗(yàn)完成：CdCl2提供Cd2+；硝普鈉（［Na2Fe（CN）5］NO，SNP，Sigma公司）提供NO，4℃避光保存，現(xiàn)配200 μmol/L的母液，再按所需濃度稀釋現(xiàn)用；牛血紅蛋白（Hb，Sigma公司）為NO的清除劑。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)在山西大學(xué)溫室內(nèi)進(jìn)行。選取籽粒飽滿，大小均勻的小麥種子，經(jīng)0.1% HgCl2表面消毒后，培養(yǎng)于盛有濕濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)，30粒/盤，25℃催芽。種子露白時(shí)，轉(zhuǎn)移至光照培養(yǎng)室（生長(zhǎng)條件光照16 h/d，光通量密度400 μmol/（m·s）），25℃培養(yǎng)，相對(duì)濕度60%，每3 d澆灌1次1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液。生長(zhǎng)20 d后，挑選長(zhǎng)勢(shì)基本一致的幼苗洗凈轉(zhuǎn)入裝有1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液的水培盆中預(yù)培養(yǎng)，預(yù)培養(yǎng)3 d后開始處理。試驗(yàn)設(shè)置7種處理：（1）CK（1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液）；（2）SNP（1/2 Hoagland營(yíng) 養(yǎng) 液+100 μmol/L SNP）；（3）Cd（1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液+100 μmol/L CdCl2）；（4）Cd+SNP（1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液+100 μmol/L CdCl2+100 μmol/L SNP）；（5）Cd+SF（1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液+100 μmol/L CdCl2+100 μmol/L亞鐵氰化鈉）；（6）Cd+Hb（1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液+100 μmol/L-CdCl2+0.1% Hb）；（7）Cd+Hb+SNP（1/2 Hoagland營(yíng) 養(yǎng) 液 +100 μmol/L CdCl2+0.1% Hb+100 μmol/L SNP）。各處理重復(fù)3次，為保證處理濃度穩(wěn)定，每隔2 d更換一次處理液，間歇通入空氣。處理7 d后，取相同節(jié)位的葉片用于分析測(cè)定。

1.2.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.2.1 株高測(cè)定 取不同處理長(zhǎng)勢(shì)一致的20株小麥幼苗，用直尺測(cè)量小麥幼苗株高（cm）。

1.2.2.2 有機(jī)物質(zhì)生理指標(biāo)的測(cè)定 參考張志良等［13］的方法略作改進(jìn)測(cè)定可溶性糖含量，采用紫外吸收法測(cè)定可溶性蛋白含量［14］，脯氨酸含量和葉綠素含量的測(cè)定采用李合生等［15］的方法進(jìn)行。

1.2.2.3 膜質(zhì)過氧化產(chǎn)物含量和自由基含量的測(cè)定 硫代巴比妥酸法測(cè)定丙二醛（Malondialdehyde，MDA）含量［14］，過氧化氫（Hydrogen peroxide，H2O2）含量測(cè)定采用Velikova等［16］的方法，超氧陰離子產(chǎn)生速率測(cè)定參考王愛國(guó)等［17］的方法。

1.2.2.4 抗氧化酶活性測(cè)定 提取小麥幼苗葉片的粗酶液，5 000 r/min離心3 min，取上清液測(cè)定超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）、過氧化氫酶（Catalase，CAT）、抗壞血酸過氧化物酶（Ascorbate peroxidase，APX）酶活參照Velikova等的方法［16］；谷胱甘肽還原酶（Glutathione reductase，GR）活性測(cè)定參照Brennan等的方法［17］。還原型谷胱甘肽（Reduced glutathion，GSH）含量測(cè)定［18］。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理 所有數(shù)據(jù)均采用3個(gè)生物學(xué)重復(fù)的平均值，差異顯著性分析采用SPSS 13.0（IBM，New York，USA）軟件進(jìn)行t檢驗(yàn)，然后用SigmaPlot10.0（Systat Software Inc.，London，UK）軟件進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果

2.1 NO對(duì)鎘脅迫下小麥幼苗株高的影響

圖1顯示，與CK相比，鎘脅迫抑制小麥幼苗生長(zhǎng)，株高降低41.0%（P＜0.01）；SNP+Cd處理緩解了鎘脅迫對(duì)幼苗生長(zhǎng)的抑制，株高只降低13.7%（P＜0.05），Hb+Cd處理顯著抑制了小麥幼苗的生長(zhǎng)，株高降低45.7%（P＜0.01）。與SNP+Cd相比，SNP+Hb+Cd處理的SNP緩解作用被Hb抑制，具有顯著差異（P＜0.05）；而SF+Cd處理沒有緩解作用。

圖1 NO對(duì)鎘脅迫下小麥幼苗株高的影響

2.2 NO對(duì)鎘脅迫下小麥幼苗有機(jī)物質(zhì)含量的影響

鎘脅迫下小麥幼苗脯氨酸和可溶性糖含量分別比CK增加1.6倍和38.8%，可溶性蛋白和葉綠素含量分別降低28.9%和17.3%。與Cd相比，SNP+Cd處理使可溶性蛋白和葉綠素含量升高，游離氨基酸和可溶性糖含量降低；Hb+Cd處理進(jìn)一步顯著提高脯氨酸和可溶性糖含量（P＜0.05），降低了可溶性蛋白和葉綠素含量（P＜0.05）。與SNP+Cd相比，SNP+Hb+Cd處理使脯氨酸增加17.5%，可溶性糖含量升高8.6%，可溶性蛋白減少5.4%，葉綠素含量降低7.8%，Hb抑制SNP的作用。而亞鐵氰化鈉處理使小麥幼苗中可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸和葉綠素含量與鎘處理無顯著差異（P＞0.05）（圖2）。

圖2 NO對(duì)鎘脅迫下小麥幼苗有機(jī)物質(zhì)含量的影響

2.3 NO對(duì)鎘脅迫下小麥幼苗膜質(zhì)過氧化產(chǎn)物和自由基含量的影響

鎘脅迫下小麥幼苗葉片中MDA和H2O2的含量及O2·-產(chǎn)生速率顯著增加，葉片中MDA和H2O2含量及O2·-產(chǎn)生速率分別比CK增加65.7%、62.2%和31.2%，且差異顯著（P＜0.05）。與Cd相比，SNP+Cd處理降低了MDA和H2O2含量及O2·-產(chǎn)生速率（P＜0.05）。鎘脅迫下，添加NO清除劑Hb處理使MDA和H2O2含量和O2·-產(chǎn)生速率增加，Hb處理下添加SNP則減少了MDA和H2O2的含量及降低O2·-產(chǎn)生速率。與SNP+Cd處理相比，亞鐵氰化鈉+Cd處理的幼苗中MDA和H2O2含量和O2·-產(chǎn)生速率顯著增加（P＜0.05）（圖3）。

圖3 NO對(duì)鎘脅迫下小麥幼苗膜質(zhì)過氧化產(chǎn)物和自由基含量的影響

2.4 NO對(duì)鎘脅迫下小麥幼苗抗氧化系統(tǒng)的影響

與CK相比，鎘脅迫處理降低了小麥幼苗葉片中CAT和APX活性，而SOD和GR活性顯著提高，GSH含量顯著增加。與Cd相比，SNP+Cd處理使CAT、APX和GR活性顯著升高，分別升高26.1%、12.6%和97.3%，GSH含量提高1.43倍（P＜0.05），而SOD活性降低30%。Hb+Cd處理的SOD、CAT和APX活性與Cd處理比無顯著差異（P＞0.05），而GR活性僅為Cd的83.8%（P＜0.05），GSH含量降低3.1%。添加SNP可緩解了Hb+Cd處理對(duì)SOD、APX、GR活性的影響。亞鐵氰化鈉對(duì)鎘脅迫下小麥幼苗葉片SOD、CAT、APX和GR活性與Cd處理無顯著差異（P＞0.05）（表1）。

3 討論

在生理?xiàng)l件下，細(xì)胞間活性氧（ROS）水平和NO的產(chǎn)生是平衡的，它們可促進(jìn)下游信號(hào)或翻譯后修飾。在鎘脅迫的植物的細(xì)胞水平上，氧化應(yīng)激增加體內(nèi)ROS積累，從而干擾了酶與非酶的抗氧化系統(tǒng)；同時(shí)也擾亂了NO合成的水平，進(jìn)而導(dǎo)致ROS/NO的不平衡［19］。研究發(fā)現(xiàn)不同的NO供體可用來模擬植物體中內(nèi)源NO的響應(yīng)［20］。目前，NO供體包括SNP、S-亞硝基谷胱甘肽（Nitrosoglutathione，GSNO）、S-亞硝基-N-乙酰-D-青霉胺（S-nitroso-N-acetyl-D-penicillamine，SNAP）［20］和亞硝酰乙二胺四乙釕（II）（Nitrosyl ethylenediaminetetraacetate ruthenium（II），［Ru（NO）（Hedta）］）［21］等。Floryszak-Wieczorek等［20］研 究 發(fā) 現(xiàn)SNP、GSNO和SNAP的半衰期分別為12、7和3 h，且SNP是最適的光敏感NO供體。Osti等用SNP和［Ru（NO）（Hedta）］分別處理巴西松（Araucaria angustifolia）胚胎懸浮細(xì)胞21 d后，細(xì)胞內(nèi)源NO水平都升高且SNP處理的NO含量顯著高于［Ru（NO）（Hedta）］處理［21］。同時(shí)，SNP廣泛地當(dāng)作NO供體來增強(qiáng)黑麥草［22］、小麥［8，9，23］和苜蓿［24］等植物對(duì)非生物脅迫的耐受性。本研究發(fā)現(xiàn)外源100 μmol·L-1SNP顯著減少鎘脅迫下幼苗體內(nèi)H2O2含量和降低O2·-產(chǎn)生速率，同時(shí)增強(qiáng)CAT、GR和APX活性，降低SOD活性。與本研究結(jié)果類似，劉建新等［22］發(fā)現(xiàn)，外源150 μmol/L SNP顯著促進(jìn)鎘脅迫下黑麥草幼苗根系和葉片中CAT活性，從而降低H2O2含量及O2·-產(chǎn)生速率。25和100 μmol/L SNP誘導(dǎo)Pb脅迫下小麥幼苗葉片中CAT的活性［23］；100 μmol/L SNP顯著增強(qiáng)紫花苜蓿幼苗SOD活性，增強(qiáng)葉和莖中GR活性，而顯著降低根中GR活性［24］。

表1 NO對(duì)鎘脅迫下小麥幼苗抗氧化系統(tǒng)活性的影響

在植物細(xì)胞中，Cd可以結(jié)合含硫殘基的化合物，如GSH、MTs和PCs［4］。其中，GSH具有直接清除ROS的能力，本研究發(fā)現(xiàn)100 μmol/L SNP處理使鎘脅迫下的小麥幼苗GR活性及GSH含量顯著上升，減少M(fèi)DA和H2O2含量及降低O2·-產(chǎn)生速率。陳銀萍等也發(fā)現(xiàn)不同濃度SNP處理也能增強(qiáng)鎘脅迫下紫花苜蓿（Medicogo sativa L.）幼苗GR活性［24］。NO還可以通過蛋白質(zhì)的硝基化和巰基亞硝基化來發(fā)揮生理功能［25］。在擬南芥中，血紅蛋白（Hb1）、S-腺苷甲硫氨酸合成酶（SAMS1）、半胱氨酸蛋白酶9（Mc9）、三磷酸甘油醛脫氫酶（GAPDH）、水楊酸結(jié)合蛋白3（SABP3）、甘氨酸脫羧酶復(fù)合物（GDC）和NADPH氧化酶等蛋白被證實(shí)NO可對(duì)其進(jìn)行巰基亞硝基化修飾，進(jìn)而抑制這些蛋白的活性［25］。蛋白硝基化研究顯示在向日葵下胚軸［26］和水稻［27］中的GR蛋白分別為酪氨酸硝基化和巰基亞硝基化的靶點(diǎn)。然而，Begara-Morales研究發(fā)現(xiàn)ONOO-和GSNO可抑制豌豆的單脫水抗壞血酸還原酶（Monodehydroascorbate reductase，MDAR）的活性，而對(duì)葉綠體和胞質(zhì)中的GR無影響，進(jìn)而維持胞內(nèi)還原型GSH的平衡［28］。Innocenti等［29］發(fā)現(xiàn)NO處理可以上調(diào)蒺藜苜蓿根（Medicago truncatula）中谷胱甘肽合成酶編碼基因（gshs）的表達(dá)，表明NO忙于GSH合成相關(guān)基因表達(dá)的調(diào)控。由此可知，NO可以調(diào)控體內(nèi)GSH水平的變化，來解毒重金屬Cd的毒性，從而增強(qiáng)植株抵抗氧化脅迫。

SNP釋放的NO作為信號(hào)分子，一方面能直接調(diào)節(jié)ROS代謝，但不同物種之間NO對(duì)抗氧化酶活性調(diào)節(jié)存在差異，這可能與NO在信號(hào)傳導(dǎo)過程中不同的酶所在的位置有關(guān)?，F(xiàn)已知NO可直接作用于抗氧化酶類中血紅素鐵結(jié)合來改變活性［24，30］。另一方面NO通過信號(hào)網(wǎng)絡(luò)來調(diào)節(jié)響應(yīng)機(jī)制，如其他信號(hào)分子H2S、H2O2、SA、JA等［19］，一起協(xié)同作用來調(diào)節(jié)抗氧化酶類蛋白。

4 結(jié)論

NO增強(qiáng)小麥耐受鎘脅迫，主要表現(xiàn)在可溶性蛋白、葉綠素和GSH含量的增加，MDA和H2O2含量的減少，O2·-產(chǎn)生速率的降低，可溶性糖和脯氨酸積累的減少。在鎘脅迫下，NO可調(diào)節(jié)超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽還原酶（GR）和抗壞血酸過氧化物酶（APX）等抗氧化酶類的活性，來緩解Cd對(duì)小麥的氧化損傷。

［1］曾希柏, 李蓮芳, 梅旭榮. 中國(guó)蔬菜土壤重金屬含量和來源分析［J］. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2007, 40（11）：2507-2517.

［2］ Smeets K, Cuypers A, Lambrechts A. Induction of oxidative stress andantioxidative mechanisms in Phaseolus vulgaris after Cd application［J］. Plant Physiol Biochemi, 2005, 43（5）：437- 444.

［3］Zhang GP, et al. Influence of cadmium on mineral concentrations and yield components in wheat genotypes differing in Cd tolerance at seedling stage［J］. Field Crops Research, 2002, 77（2）：93-98.

［4］Gill SS, Tuteja N. Cadmium stress tolerance in crop plants：probing the role of sulfur［J］. Plant Signal Behav, 2011, 6（2）：215-222.

［5］Sirovfi J, et al. The role of nitric oxide in the germination of plant seeds and pollen［J］. Plant Sci, 2011, 181（5）：560-572.

［6］Fancy NN, Bahlmann AK, Loake GJ. Nitric oxide function in plant abiotic stress［J］. Plant, Cell & Environ, 2016, 2（2）：343-353.

［7］Shi HT, Li RJ, Cai W, et al. In vivo role of nitric oxide in plant response to abiotic and biotic stress［J］. Plant Signal Behav, 2012, 7（3）：437-439.

［8］鄭春芳, 姜東, 戴廷波, 等. 外源一氧化氮供體硝普鈉浸種對(duì)鹽脅迫下小麥幼苗碳氮代謝及抗氧化系統(tǒng)的影響［J］. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2010, 30（5）：1174-1183.

［9］ 邵瑞鑫, 信龍飛, 楊青華, 等. NO對(duì)干旱條件下小麥幼苗PSⅡ功能特性的調(diào)節(jié)效應(yīng)［J］. 作物學(xué)報(bào), 2012（9）：1710-1715.

［10］邱宗波, 張曼曼, 等. 一氧化氮在微波預(yù)處理提高小麥幼苗抗鎘脅迫中的作用［J］. 生態(tài)學(xué)雜志, 2013, 2（7）：1794-1799 .

［11］Gill SS, Hasanuzzaman M, Nahar K, et al. Importance of nitric oxide in cadmium stress tolerance in crop plants［J］. Plant Physiol Biochem, 2013, 63：254-261.

［12］He H, He L, Gu M. The diversity of nitric oxide function in plant responses to metal stress［J］. Biometals, 2014, 2：219-228.

［13］張志良, 翟偉菁. 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)［M］. 北京：高等教育出版社, 2003：39-41.

［14］鄒琦. 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)［M］. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 2006.

［15］李合生. 植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)［M］. 北京：高等教育出版社, 2000：164-165.

［16］Velikova V, Yordanov I, Edreva A. Oxidative stress and some antioxidant systems in acid rain-treated bean plants［J］. Plant Science, 2000, 151（1）：59-66.

［17］Brennan T, Frenkel C. Involvement of hydrogen peroxide in the regulation of senescence in pear［J］. Plant Physiology, 1977, 59（3）：411-416.

［18］Shen J, Xing T, Yuan H, et al. Hydrogen sulfide improves drought tolerance in Arabidopsis thaliana by microRNA expressions［J］. PLoS One, 2013, 8（10）：e77047.

［19］Arasimowicz-Jelonek M, et al. The message of nitric oxide in cadmium challenged plants［J］. Plant Sci, 2011, 181（3）：612-620.

［20］Floryszak-Wieczorek J, Milczarek G, Arasimowicz M, et al. Do nitric oxide donors mimic endogenous no-related response in plants？［J］. Planta, 2006, 224（6）：1363-1372.

［21］Osti RZD, Andrade JBDR, Souza JPD, et al. Nitrosyl ethylenediaminetetraacetate ruthenium（ii）complex promotes cellular growth and could be used as nitric oxide donor in plants［J］. Plant Science, 2010, 178（5）：448-453.

［22］劉建新, 胡浩斌, 王鑫. 外源一氧化氮供體對(duì)鎘脅迫下黑麥草幼苗活性氧代謝、光合作用和葉黃素循環(huán)的影響［J］. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2009, 29（3）：626-633.

［23］魏學(xué)玲, 等. 外源一氧化氮對(duì)Pb脅迫下小麥種子萌發(fā)及幼苗生理特性的影響［J］. 植物研究, 2011, 31（1）：34-39.

［24］陳銀萍, 蘧苗苗, 蘇向楠, 等. 外源一氧化氮對(duì)鎘脅迫下紫花苜蓿幼苗活性氧代謝和鎘積累的影響［J］. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2015, 34（12）：2261-2271.

［25］Kuruthukulangarakoola GT, Lindermayr C. Regulation and function of protein S-Nitrosylation in plant Stress［M］// Stress Signaling in Plants：Genomics and Proteomics Perspective, 2013, 1：123-148.

［26］Chaki M, Valderrama R, Fernández-Oca?a AM, et al. Protein targets of tyrosine nitration in sunflower（Helianthus annuus L.）hypocotyls［J］. J Exp Bot, 2009, 60（15）：4221-4234.

［27］Lin AH, Wang YQ, Tang JY, et al. Nitric oxide and protein s-nitrosylation are integral to hydrogen peroxide-induced leaf cell death in rice［J］. Plant Physiology, 2012, 158（1）：451-64.

［28］Begara-Morales JC, et al. Differential molecular response of monodehydroascorbate reductase and glutathione reductase by nitration and s-nitrosylation［J］. J Exp Bot, 2015, 66（19）：5983-5996.

［29］Innocenti G, Pucciariello C, Le Geuher M, et al. Glutathione synthesis is regulated by nitric oxide in Medicago truncatula roots［J］. Planta, 2007, 225（6）：1597-1602.

［30］Correa-Aragunde N, Foresi N, Lamattina L. Nitric oxide is a ubiquitous signal for maintaining redox balance in plant cells：regulation of ascorbate peroxidase as a case study［J］. J Exp Bot, 2015, 66（10）：2913-2921.

（責(zé)任編輯 馬鑫）

Effects of Nitric Oxide on Oxidative Damage Metabolism in Wheat Seedling Under Cadmium Stress

MA Xiao-li1JI Rui-ping1TIAN Bao-hua2HUO Jian-xin1
（1. College of Life Science，Jinzhong University，Jinzhong 030600；2. College of Life Science，Shanxi University，Taiyuan 030006）

This study is to further study the response mechanism of nitric oxide gas signal on oxidative damage of wheat seedlings under cadmium（Cd）stress. Through nutrient solution cultivation，Triticum aestivum ‘Jinmai 8’ was selected as the plant material，and nitric oxide（NO）-donor sodium nitroprusside（SNP），NO-scavenger haemoglobin（Hb），and sodium ferrocyanide（SNP analogue）were used to investigate the effects of NO on oxidative damage metabolism in seedlings under Cd stress. The results showed that SNP alleviated the growth inhibition in wheat seedlings，significantly increased the contents of soluble protein，chlorophyll and glutathion，decreased the contents of malondiadehyde（MDA）and hydrogen peroxide（H2O2），as well as the production of O2·-，and the accumulations of soluble sugar and proline. However，the NO-scavenger hemoglobin treatment increased the toxicity of Cd stress to wheat seedlings，and the SNP analogue treatment presented no effect. Meanwhile，SNP decreased the activities of superoxide dismutase（SOD），catalase（CAT），glutathione reductase（GR）and ascorbate peroxidase（APX），which eliminated the oxidative damage under Cd stress. Conclusively，NO alleviates Cddamage by regulating the antioxidase system.

wheat seedlings；cadmium stress；nitric oxide；oxidative damage

10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.05.015

2016-09-20

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31501772），山西省高等學(xué)?？萍紕?chuàng)新基金項(xiàng)目（20101129）

馬曉麗，女，副教授，博士研究生，研究方向：細(xì)胞生物學(xué)；E-mail：mxl425@126.com