一酸化窒素前処理はインド産マスタードの種子発芽を促進し、銅による光合成阻害を緩和する

Nitric Oxide Pre-Treatment Advances Seed Germination and Alleviates Copper-Induced Photosynthetic Inhibition in Indian Mustard.

• Bilal A Rather
• Iqbal R Mir
• Asim Masood
• Naser A Anjum
• Nafees A Khan

抄録

本研究では、一酸化窒素(NO)がインドからし菜( L.)の種子の発芽と光合成に及ぼす銅の悪影響を軽減する効果を検証した。種子をニトロプルシドナトリウム(SNP; NOドナー)で前処理したところ，発芽率が大幅に改善され，Cuによる酸化ストレスも軽減された。しかし、NOが存在しない場合、Cuの方が種子の発芽率を低下させた。NOの存在は抗酸化防御システム（グルタチオン還元酵素、アスコルビン酸ペルオキシダーゼ、スーパーオキサイドディスムターゼ）を強化し、それによってCu処理種子の脂質過酸化、HO含有量の減少、チオバルビツール酸反応性物質の減少を維持した。また，NO前処理種子はアミラーゼ活性が高く，種子の発芽率も向上した。また，銅ストレス下でのNOの効果は，NO前処理種子を起源とする植物にも見られ，NO前処理の役割は，種子の光合成能力の向上に反映されていた。 全体として，NO前処理は種子の発芽率を向上させるだけでなく，成長した苗にもその効果をもたらし，光合成や生育の向上を示した。NOの前処理の作用に関与する潜在的なメカニズムは、NOが介在する抗酸化防御システムの大幅な強化とCuが原因の酸化ストレスパラメータの減少が含まれています。

This investigation tested the efficiency of nitric oxide (NO) in alleviation of Cu-induced adverse impacts on seed germination and photosynthesis in Indian mustard ( L.). Pre-treatment of seeds with sodium nitroprusside (SNP; NO donor) significantly improved the seed germination rate and also alleviated Cu-accrued oxidative stress. However, in the absence of NO, Cu caused a higher reduction in seed germination rate. The presence of NO strengthened the antioxidant defense system (glutathione reductase, ascorbate peroxidase, and superoxide dismutase) and thereby sustained the lower lipid peroxidation, reduced HO content, and thiobarbituric acid reactive substances in Cu-exposed seeds. NO pre-treated seeds also retained a higher amylase activity and exhibited an improved seed germination rate. This effect of NO under Cu stress was also seen in plants originated from the NO pre-treated seeds, where the role of NO pre-treatment was reflected in the improved photosynthetic potential of . Overall, NO pre-treatment not only improved the germination rate in seeds but also carried its effects in the grown seedlings evidenced as improved photosynthesis and growth. Potential mechanisms involved in the action of NO pre-treatment included NO-mediated significant strengthening of the antioxidant defense system and decreases in Cu-caused oxidative stress parameters.