一氧化氮在褪黑素介导的缓解铬毒性方面发挥作用，这种作用体现在Nostoc muscorum ATCC 27,893和Anabaena sp. PCC 7120的生长、光系统II（PS II）光化学过程以及氧化应激的减轻上

《Physiology and Molecular Biology of Plants》：Nitric oxide involved in melatonin-mediated amelioration of chromium toxicity on growth, PS II photochemistry and oxidative stress in Nostoc muscorum ATCC 27,893 and Anabaena sp. PCC 7120

铬胁迫下蓝细菌褪黑素与一氧化氮协同缓解氧化损伤及促进光合代谢研究。

　　

摘要

本文研究了褪黑素（0.8 μM MT）和一氧化氮（10 μM SNP，NO供体）在铬（120 μM Cr）胁迫下对两种蓝藻Nostoc muscorum ATCC 27,893和Anabaena sp. PCC 7120的信号传导行为。铬胁迫对测试菌株的生长、胞外多糖的产生、色素含量、氧气产量以及光系统II（PS II）的光化学性质产生了显著的负面影响。在铬积累过量的情况下，酶类抗氧化剂（SOD、CAT、POD和GST）无法将氧化生物标志物SOR、H₂O₂和丙二醛的浓度维持在正常范围内。光系统II的光化学参数（F_V/F_M、Psi_o、Phi_Eo、PI_ABS和Fv/Fo）以及能量通量（ABS/RC、TRo/RC、ETo/RC和DIo/RC）和细胞表面形态（SEM）都受到了显著干扰。外源施用的褪黑素和一氧化氮单独或联合使用显著缓解了蓝藻的氧化应激，从而显著提高了其生长、光合作用和胞外多糖的水平，且联合使用的效果更为明显。这种效果可能是由于褪黑素和一氧化氮增强了酶类抗氧化剂的活性，降低了氧化生物标志物的水平，并显著减少了铬的积累。扫描电子显微镜（SEM）观察显示，铬诱导了蓝藻细胞表面的变形，而在褪黑素和一氧化氮的作用下，这种变形得到了显著恢复。一氧化氮清除剂（PTIO）及其生物合成抑制剂（L-NAME）的应用表明，一氧化氮对于褪黑素调节蓝藻中铬毒性的作用至关重要。总之，现有研究结果表明，褪黑素和一氧化氮可以协同作用，提高生物肥料Nostoc muscorum ATCC 27,893和Anabaena sp. PCC 7120在铬污染农田中的生存能力，从而支持可持续农业的发展。