AQPs、NO调节水稻种子萌发过程淀粉降解的研究

作者：卢志霞; 谭春林; 陈惠萍

来源：热带作物学报, 2022, 1-12.

• AQPs
• NO
• α-淀粉酶
• 种子萌发
• 种子吸胀

水稻（Oryza sativa L.）是一种重要的粮食作物，其种子的正常萌发关乎后期植株的生长及产量。种子萌发始于干种子对水分的吸收，止于胚轴伸长。细胞内部及细胞间的水分运输，受水通道蛋白（aquaporins， AQPs）高度选择性调节。禾谷类的种子富含淀粉，内源性赤霉素可诱导α-淀粉酶等水解酶在胚中合成，并将其分泌至淀粉性胚乳中降解淀粉为小分子物质，供种子萌发需要。研究表明，只有α-淀粉酶才能完成水稻种子淀粉的降解。一氧化氮（nitric oxide， NO）是一种信号分子，可形成各种活性氮物质，并参与解除种子休眠信号传导过程，NO供体可通过提高淀粉酶活性促进种子萌发。为探究AQPs、NO对水稻种子萌发的影响。本研究以‘博Ⅱ优767’的水稻杂交种子为实验材料，采用NO合成抑制剂N-硝基-L-精氨酸甲酯（N(G)-nitro-L-arginine methyl ester， L-NAME）和钨酸钠（sodium tungstate， ST）及NO外源供体硝普钠（sodium nitroprusside， SNP）、AQPs活性抑制剂氯化汞（HgCl_(2)）等对水稻种子进行处理，并借助表观分析和指标检测等手段，确定水稻种子萌发过程种子吸水能力、淀粉酶活性和淀粉降解速率等的变化。研究结果表明，经90 mg/L HgCl_(2)预处理的水稻种子，其吸水能力、淀粉酶活性和萌发率均下降，淀粉含量保持较高水平，胚根和胚芽的生长受到抑制；而NO外源供体SNP则可逆转HgCl_(2)的效应，且NO合成抑制剂L-NAME（15 mmol/L）和ST（80 μmol/L）对水稻种子萌发的作用效应与HgCl_(2)的相似。这些结果说明，在水稻种子早期萌发阶段，AQPs可通过NO介导诱发种子吸收水分，激发淀粉酶，加速淀粉降解，从而促进种子的萌发。探究AQPs与NO在调节水稻种子萌发过程中的关系，对提高农作物产量奠定理论基础。

• 单位
  海南大学; 生命科学学院