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尽管褪黑素(N-乙酰-5-甲氧基色胺)可以缓解盐胁迫,但其作用机制尚不完全明确。本实验以油菜、拟南芥和苜蓿为材料,对褪黑素对植物提高植物耐盐性的分子机制进行了初步研究,实验结果如下:1.盐胁迫可以诱导油菜(BrassicanapusL.)幼苗根部褪黑素和一氧化氮(NO)的积累。外源褪黑素和NO供体可以通过降低活性氧物质和硫代巴比妥酸反应物的过量产生来重建氧化还原稳态和降低Na+/K+重建离子稳态来缓解NaCl胁迫对油菜幼苗生长的抑制。同样的,相关的抗氧化防御基因/蛋白质、编码钠氢离子逆向转运蛋白转录本(NHX1)和盐过敏感蛋白转录本(SOS2)的调节与上述结果对应。本实验还研究了 NO引起的氧化还原翻译后修饰S-亚硝基化,实验结果进一步表明外源褪黑素可以通过增加内源NO来缓解NaCl胁迫对油菜幼苗根生长的抑制,而这种作用可以通过添加NO清除剂来逆转。进一步的研究发现,NO含量的变化不会引起外源褪黑素处理或NaCl胁迫产生的内源褪黑素含量的变化,因此排除了 NO诱导褪黑素产生的可能性。遗传学证据表明,nia1/2和noa1突变体(硝酸还原酶突变体和一氧化氮合酶突变体)与拟南芥野生型相比,对盐表现出更强的敏感性,且外源褪黑素可以缓解盐胁迫对野生型拟南芥幼苗生长的抑制,但是对nia1/2和noa1突变体却影响甚微,这可能是由于重建氧化还原稳态或SOS信号传导失败所引起的。总之,通过使用药理学、分子生物学和遗传学实验,我们得出结论,NO作为下游信号分子参与褪黑素提高植物耐盐性。2.盐胁迫可以诱导苜蓿MsSNAT表达褪黑素含量的上升。把苜蓿MsSNAT克隆并转到拟南芥,实验发现转转MsSNAT拟南芥耐盐性强于野生型,表现在缓解盐胁迫对拟南芥主根生长的抑制和减少盐胁迫对拟南芥叶绿素的损伤,且内源褪黑素含量高于野生型。总之,药理学、分子生物学和遗传学实验,我们得出结论,MsSNAT可能是植物响应非生物胁迫的一个关键因子,它可以调节植物体内褪黑素的合成。