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本研究以砂梨品种‘丰水’(S4S5)和‘今村秋’(S1S6)为试材,利用荧光探针标记技术,研究了一氧化氮(Nitric Oxide,NO)对花粉管生长的影响,NO与花柱S-RNase对自花花粉管生长的协同作用等,主要结果如下:
⑴研究了NO在GA3调控花粉生长中的作用,研究表明:GA3对花粉管生长的调控具有浓度依赖性,低浓度(0.2~2 mg/L)的GA3处理可以促进花粉管的伸长,高浓度(20~40 mg/L)的GA3则抑制花粉管的生长。此外,GA3能够显著升高花粉中的Ca2+、ROS和NO浓度,表明Ca2+、ROS和NO等信号分子参与介导了GA3对花粉管生长的调控。
⑵NO对梨花粉管生长的调控因浓度不同可表现出不同的结果(浓度依赖性):低浓度(0.01~10 mmol/L),的NO可促进花粉管的生长;高浓度(100 mmol/L)的NO抑制花粉管的生长。与此一致,NO对花粉胞内Ca2+浓度也具有浓度依赖性,即低浓度的NO可以促进花粉胞内Ca2+浓度的升高;高浓度的NO会降低花粉胞内的Ca2+浓度。但是,不同浓度的NO清除剂cPTIO均可抑制花粉管的生长,但它对花粉Ca2+浓度没有明显的作用。Ca2+螯合剂EGTA会降低胞内NO的水平,而ROS清除剂抗坏血酸钠对胞内NO水平没有显著影响。NO对花粉管生长的影响可能与其对Ca2+和ROS的调控有关。这些结果对后续的研究提供了良好的依据。
⑶在梨自交不亲和性反应中,不亲和花粉内NO浓度显著降低;在NO与花柱S-RNase的协同作用中,Ca2+和ROS浓度较不亲和S-RNase处理有显著上升,部分缓解自我S-RNase对不亲和花粉管生长的抑制作用。推测外源添加NO后,花粉通过缓解S-RNase对不亲和花粉管Ca2+浓度和ROS的抑制作用来促进不亲和花粉管的生长。