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胡杨(Populus euphratica Oliv.)是我国西北干旱盐碱的荒漠和戈壁地带唯一能够形成森林的高大乔木树种。在固定沙丘、农田林网建设方面胡杨更具有不可替代的作用。胡杨具有很强的抗盐性,然而其潜在的应用价值还远没有得到开发利用。近年来,关于胡杨耐盐机制的研究已经越来越受到人们的关注,并且在抗盐性及其生理生化和分子基础研究上取得了一定成果,包括整株水平和细胞水平上的离子平衡调控以及抗氧化调控机制。但是,在细胞水平上抗氧化防御调控的信号机制及其与离子平衡之间的关系目前仍不清楚。本文采用胡杨(Populus euphratica Olive)愈伤细胞和盐敏感的群众杨(Populus pupularis 35-44’, P. popularis)愈伤细胞作为实验材料,比较研究了不同抗盐性的杨树细胞在盐胁迫下K+/Na＋平衡和抗氧化酶活性的差异,以及信号分子过氧化氢(H202)和一氧化氮(NO)的响应差异。重点讨论了两种杨树的信号响应模式对其抗盐性的作用,并进一步提出了胡杨细胞在盐胁迫下调控抗氧化平衡的信号调控途径。具体实验结果如下：(1)与对照相比,150mmol NaCl处理6,12以及24小时后发现胡杨和群众杨细胞的细胞活力,K＋积累以及10/Na+比均有下降,但群众杨细胞的下降幅度远高于胡杨细胞。同时,两种杨树细胞的电解质外渗率和Na+积累则显著升高,且群众杨细胞的升高幅度远高于胡杨细胞。盐胁迫上调了胡杨细胞的抗氧化酶(SOD、CAT、APX、GR)活性,但显著降低了群众杨细胞的抗氧化酶活性。研究结果说明在相同程度的盐胁迫条件下,胡杨细胞的抗盐能力明显强于群众杨细胞。(2) 150mmol NaCl处理后胡杨细胞能够迅速产生H2O2,在20分钟时达到峰值,随后迅速下降,并在整个盐胁迫过程中维持较高的水平。相似,胡杨细胞能够迅速产生NO。而群众杨细胞内的NO产物在盐胁迫下没有明显变化,而H202水平则随处理时间呈上升趋势。(3)通过药理学实验发现,NaCl胁迫诱导NO和H2O2产物的增加能够做为胁迫信号分子调控胡杨细胞的K+/Na+平衡和抗氧化平衡。(4)用胞外Ca2＋螯合剂EGTA、Na+/H+ antiporter的抑制剂Amiloride以及H＋-ATPase抑制剂Vanadate处理胡杨细胞后发现盐诱导的胡杨细胞抗氧化酶活性明显下降,这说明胞内Ca2＋信号、Na+/H+ antiporter和H+-ATPase在盐胁迫下也参与调控胡杨细胞的抗氧化平衡。因此,根据本研究的实验结果和本课题组之前的研究结果,提出了胡杨细胞在盐胁迫下抗氧化防御调控的信号机制。