外源NO对NaCl胁迫下M26幼苗养分吸收、蔗糖代谢和氮代谢的影响

李凯　马利萍　杨天一　张满让

摘 要 以苹果砧木M26组培苗为试验材料，采用营养液栽培，研究叶片喷施不同浓度NO供体硝普钠（SNP）对NaCl胁迫下幼苗矿质营养元素的吸收以及蔗糖代谢和氮代谢的影响，以期为增强M26幼苗的耐盐性研究提供参考。结果表明：外源NO能够有效缓解NaCl胁迫对M26幼苗养分吸收以及蔗糖代谢和氮代谢的负面影响，总体上以200 μmol·L-1 SNP的喷施效果最佳。外源NO处理不仅能够有效提升NaCl胁迫下幼苗对氮、磷和钾的吸收，而且提高了幼苗的蔗糖代谢水平，表现为进一步提高SPS和SS的活性以及MdSPS6和MdSuSy2的表达水平，并且AI和NI的活性也得到提高，同时也有效改善了幼苗的氮代谢能力，表现为提高了NR、GS和GDH的活性与硝态氮的含量，降低了铵态氮的含量，使铵毒害降低，并且也上调了MdNR和MdNIR的表达。可见，外源NO可在一定程度上缓解NaCl胁迫对M26幼苗造成的伤害，从而提高幼苗的耐盐性，促进幼苗生长。

关键词 苹果砧木；盐胁迫；一氧化氮；蔗糖代谢；氮代谢

苹果（Malus domestica Borkh.）属于蔷薇科苹果属多年生落叶果树，是当今世界上栽培历史最悠久、栽培面积最广和产量最大的经济类果树作物之一，也是食用价值和经济价值都非常高的果树类型，在帮助农民脱贫致富、提升农村经济状况以及促进中国乡村振兴等方面都起到了无法替代的作用[1]。苹果是通过嫁接进行无性繁殖的果树，砧木作为树体的基础部分，对树体的影响尤为重要，因此探究苹果砧木对逆境的抵抗能力和适应能力，对苹果产业发展具有重要意义[2]。

盐胁迫作为影响植物生长和发育的主要非生物胁迫之一，会对植物的新陈代谢产生不利影响[3]。植物对盐胁迫的感受性很强，在盐胁迫初期，植物会受到离子毒害和渗透胁迫等初级伤害，而高浓度或者长时间的盐害则会对植物产生次级伤害，比如氧化胁迫和营养胁迫。植物自身也已进化出一系列抗逆机制，比如离子外排和区隔化、加速合成和积累渗透调节物质、气孔关闭、抗氧化系统的增强等，但这些应对方式都是以抑制植物生长发育为代价的，比如地上地下部的生长势均降低、光合作用受到抑制、多种酶活性降低、生物膜的不可逆伤害，甚至是生理生化代谢过程的紊乱等[4-5]。

NO作为植物体内一种重要的小分子信号物质，其调控功能几乎贯穿植物的整个生长发育过程，并且在植物的信号调控中具有广泛性、多样性和复杂性的特点[6]。大量研究表明，外源NO可在植物的多个代谢途径以多种不同方式对非生物胁迫产生缓解作用，包括植物生长[7]、光合作用[8]、渗透调节和活性氧代谢[9]等，但目前外源NO处理对盐胁迫下苹果砧木幼苗的养分吸收、蔗糖代谢以及氮代谢等代谢过程的研究较少。本研究以苹果砧木M26脱毒组培苗为试验材料，通过营养液培养的方法探讨外源喷施不同浓度的NO供体硝普钠（SNP）对M26幼苗NaCl胁迫下养分吸收、蔗糖代谢以及氮代谢过程的缓解效应，系统阐明NaCl胁迫下外源NO缓解苹果属植物幼苗的作用机制，为今后NO在苹果种植方面的应用提供理论依据，也为优势砧木推广提供了相应的理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试验设计

选取长势相对一致且生长状况良好的苹果砧木M26脱毒组培苗，待幼苗长至6～8片真叶时，用自来水清洗并去除幼苗根部的基质和杂质后，移至装有1/2 Hoagland营养液的水培箱进行培养（表1），并用H3PO4或KOH将pH调至  6.5±0.2。水培箱底部和侧边均用黑色不透光塑料膜包裹，以保证黑暗状态，幼苗用水培定植棉固定于2 cm厚的泡沫板上，并用氧气泵进行20   min·h-1的O2供应，营养液每3 d更换1次。幼苗培养和处理过程于西北农林科技大学科研温室内完成，全程采用自然光照和水帘降温。预培养15 d后进行处理，盐胁迫处理使用NaCl按营养液体积比例称量并溶解于营养液，NO处理使用供体硝普钠（SNP）对幼苗进行叶片喷施并喷至滴水为止，每2 d喷施1次，由于SNP见光和久置易分解，所以SNP于夜间避光喷施并现用现配。试验共设7个处理，分别为：1/2 Hoagland营养液+蒸馏水（CK）、1/2 Hoagland营养液+120    mmol·L-1 NaCl+蒸馏水（T1）、1/2 Hoagland营养液+120 mmol·L-1 NaCl+50   μmol·L-1 SNP（T2）、1/2 Hoagland营养液+120   mmol·L-1 NaCl+100 μmol·L-1 SNP（T3）、  1/2 Hoagland营养液+120 mmol·L-1 NaCl+150 μmol·L-1 SNP（T4）、  1/2 Hoagland营养液+120 mmol·L-1 NaCl+200 μmol·L-1 SNP（T5）、1/2 Hoagland营养液+120   mmol·L-1 NaCl+300 μmol·L-1 SNP（T6），其中CK和T1处理组喷施蒸馏水作为对照，方法同喷施SNP处理组。处理期间每2 d更换1次处理液，处理  12 d后采集样品用于测定各项指标。

1.2 测定项目及方法

1.2.1 矿质元素含量的测定 氮、磷和钾含量的提取采用浓H2SO4-H2O2消煮法：准确称取烘干后的0.1 g叶片组织于消煮管底部，每个处理设置3个平行样，做好标记，加5 mL浓H2SO4（AR，98%），摇匀后在消煮炉上先小火加热（需放在通风橱中），缓慢升温至270 ℃后，用胶头滴管向消煮管底部滴加2～3滴H2O2，然后摇匀，每15 min滴加1次，当消煮管内的溶液呈无色或清亮后，再加热15 min以除去消煮管中剩余的H2O2。冷却后，将反应液定容至100 mL，顛倒混匀后分装到10 mL离心管中待测。使用AA3连续流动分析仪（AA3; SEAL Analytical，Norderstedt，Germany）测定氮和磷元素的含量，使用火焰分光光度计（M410; Sherwood Scientific，Cambridge，UK）测定钾元素的含量。

1.2.2 蔗糖代谢和氮代谢相关酶和物质的测定 蔗糖磷酸合成酶（SPS）和蔗糖合成酶（SS）活性的测定参照Schrader等[10]的方法，中性转化酶（NI）和酸性转化酶（AI）活性的测定参考Huang等[11]的方法，硝酸还原酶（NR）活性的测定参照Bressler等[12]的方法，谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸脱氢酶（GDH）的活性根据前人的研究进行测定[13]，一氧化氮（NO）的含量参考Peng等[14]的方法进行测定，铵态氮和硝态氮的含量参考Zhu等[15]的方法测定。

1.2.3 相关基因表达量的测定 使用改良的CTAB法提取幼苗新叶组织的总RNA[16]，总RNA浓度使用Nano Drop 2000c 分光光度计（Thermo Fisher Science Inc.America）进行测定，并用琼脂糖凝胶电泳检测所提取RNA的完整性和纯度。使用TaKaRa PrimeScriptTM RT Reagent试剂盒进行反转录，具体操作按照试剂盒说明书进行。

使用SYBR PreMix Ex TaqⅡ（Takara，京都，日本）试剂盒在QuantStudio5定量仪上进行qRT-PCR反应，所有引物见表2。10 μL的反应体系包括5 μL的SYBR○R  Premix Ex TaqTM Ⅱ   2×，各0.5 μL的上、下游引物，1 μL的cDNA和3 μL的ddH2O。反应程序的设置参数为：95 ℃的预变性3 min，94 ℃的变性15 s，60 ℃的退火  20 s，72 ℃的延伸20 s，设置40次循环，最后使用2-ΔΔCt的方法计算基因的表达量，并对每个样本进行3次独立的生物学重复。

2 结果与分析

2.1 外源NO对钠盐胁迫下M26幼苗矿质元素含量的影响

从表3可以看出，在NaCl处理下，M26幼苗叶片N、P和K元素的含量均有显著下降，相比于CK处理分别降低48.06%、36.52%和  35.53%。一定浓度的SNP喷施后，不同处理组N、P和K元素的含量表现出不同程度的上升趋势。从N元素的含量来看，相比于T1处理，T4、T5和T6 3个处理的提升最为明显，且幅度相似，分别显著增加43.55%、44.99%和47.77%，T3处理也有较大幅度的提升，T2处理则较T1处理无显著变化；对于P元素含量来说，与N的含量相似，也表现为T4、T5和T6 3个处理较T1处理的提升幅度最大，分别增加42.48%、39.82%和  36.28%；从K元素的含量来看，T5处理较T1处理的增加幅度最大，为31.64%，T3和T4两个处理相比于T1处理也均有显著提升，分别升高  18.29%和22.42%，T2和T6处理较T1处理提升幅度较小，无显著差异。以上结果表明，NaCl处理显著抑制了幼苗对N、P和K 3种矿质营养元素的吸收，而一定浓度SNP的使用有助于缓解盐胁迫对幼苗的养分吸收状况，并以150和200 μmol·L-1的SNP改善效果最佳。

2.2 外源NO对钠盐胁迫下M26幼苗蔗糖代谢的影响

2.2.1 蔗糖代谢酶的活性 由图1可知，NaCl处理提高了M26幼苗叶片的SPS和SS的活性，相比于CK分别增加28.45%和13.90%，并且显著降低了AI和NI的活性，较CK分别下降  23.11%和11.18%。喷施一定浓度的SNP后，幼苗叶片SPS、SS、AI和NI活性相比于T1处理总体上均呈现出上升趋势，但程度不同。对于SPS的活性来说，T4、T5和T6 3个处理较T1处理提升幅度最明显，分别增加了41.97%、  46.54%和  42.24%，T3处理也有显著提升，较T1处理增加  23.35%；对于SS活性，相比于T1处理，T5和T6两个处理分别提升22.77%和24.67%，增幅显著，T4处理较T1处理也显著提升15.33%；从AI活性来看，相比于T1处理，各浓度SNP的处理总体变化幅度较小，以T5和T6处理的提升最显著，分别提高19.09%和  17.10%，其余3个处理无显著差异；与AI相似，各浓度SNP喷施处理的NI活性相比于T1处理提升有限，波动幅度更小，但也存在显著性变化，以T5和T6处理的提升幅度较大，分别增加  6.51%和6.91%，其余3个处理则较T1处理无显著提升。以上分析表明，NaCl处理影响了蔗糖代谢关键酶的活性，而200和300 μmol·L-1 SNP的喷施明显提高了幼苗的蔗糖代谢水平。

2.2.2 蔗糖代谢相关基因的表达 由图2可知，相比于CK处理，NaCl处理12 d后MdSPS6、MdSuSy2和MdSUT1的表达均呈现出不同程度的上调，其中MdSuSy2和MdSUT1上调显著，MdSPS6上调程度不明显，而MdNINV2的表达受到显著抑制，说明NaCl胁迫下幼苗通过转录水平调控蔗糖的代谢；相比于NaCl处理，200 μmol·L-1   SNP的喷施处理则不同程度地上调了MdSPS6、MdSuSy2和MdNINV2的表达，而MdSUT1的表达水平显著下调，说明外源NO的使用在基因的转录水平上对蔗糖代谢进行了  调控。

2.3 外源NO对钠盐胁迫下M26幼苗氮代谢的影响

2.3.1 氮代谢相关物质的含量 由图3可知，在NaCl处理下，M26幼苗叶片的硝态氮含量大幅降低，比CK处理显著下降48.43%，而铵态氮和NO的含量出现不同程度的升高，其中铵态氮的含量提升幅度较大，为93.39%，差异显著，而NO含量与CK处理相比无显著差异。一定浓度SNP的喷施后，3种物质的含量呈现出不同的变化趋势，且不同浓度处理间的作用效果不同，其中各浓度SNP处理组叶片的硝态氮和NO含量均表现出不同程度的上升趋势，而铵态氮含量则相反。从硝态氮含量来看，相比于T1处理，T5和T6处理的提升幅度最明显，分别达到了67.60%和  63.86%，T4处理的提升幅度较小，为31.59%，T2和T3处理的作用效果不显著；对于NO含量，不同浓度SNP的处理相比于T1处理均有显著升高的趋势，但总体来看波动较小，以T3、T4和T5 3个处理提升效果最为明显，分别较T1处理增加了27.66%、26.27%和27.66%，T2和T6处理提升幅度较小，但也差异显著，分别提高  14.58%和19.91%；与上述两种物质的趋势相反，不同浓度SNP处理的铵态氮含量相比于T1处理总体上呈现出逐渐降低的趋势，并以T5和T6處理的降幅最大，较T1处理分别降低  37.91%和42.17%，其余3个处理较T1处理也有显著下降的趋势，降幅分别为19.70%、  30.43%和  26.85%。可以看出，NaCl处理显著抑制了幼苗的氮素同化能力，一定浓度的SNP处理改善了NaCl胁迫对幼苗氮代谢的抑制程度，提高了幼苗的氮代谢水平。

2.3.2 氮代谢酶的活性 由图4可知，在NaCl处理下，M26幼苗叶片NR、GS和GDH的活性均受到明显抑制，分别较CK处理降低  46.30%、56.63%和48.60%。一定浓度SNP的喷施后，相比于T1处理，大多数处理的NR、GS和GDH活性呈现出回升趋势，但不同浓度的作用不同。对于NR活性来说，可以看出，T5处理的提升幅度最显著，相比于T1处理增加68.88%，T6处理较T1处理也提升50.10%，其余3个处理相比于T1处理也有小幅提升，但不显著；对于GS活性，则是T5和T6两个处理较T1处理的提升幅度最大，分别达到93.66%和95.07%，T3和T4处理相比于T1处理也显著提升48.42%和76.59%，T2处理的作用不显著；从GDH的活性来看，相比于T1处理，T4处理的提升幅度最显著，达到84.17%，且除T2处理外其余处理也均有显著提升，较T1处理分别增加49.98%、70.82%和  45.42%。从上述分析可以看出，NaCl处理显著抑制了幼苗叶片3种氮代谢酶的活性，而适宜浓度的SNP处理在一定程度上缓解了这种抑制，并以200 μmol·L-1的SNP浓度改善效果最佳。

2.3.3 氮代谢相关基因的表达 从图5可以看出，对CK、T1和T5 3个处理幼苗叶片的部分氮代谢酶基因进行实时定量表达分析，结果显示，在NaCl胁迫12 d后，相比于CK处理，T1处理显著抑制MdNR和MdNIR的表达，而MdGS1和MdGDH2的表达量则呈现出不同程度的提高，并且MdGS1上调显著，说明NaCl胁迫抑制幼苗转录层面的氮代谢水平，SNP的喷施对MdNR和MdNIR的表达水平有所改善，尤其是MdNIR的上调明显，而MdGS1和MdGDH2均出现显著下调。

3 讨  论

3.1 外源NO对钠盐胁迫下M26幼苗矿质元素含量的影响

作为植物生长发育最重要的3种矿质营养元素，氮、磷和钾几乎在植物所有的组织结构、代谢过程以及能量利用等方面发挥着不可或缺的作用[17-18]。本研究发现，NaCl胁迫导致M26幼苗叶片的N、P和K的含量显著下降，这与唐晓倩等[19]研究结果一致，说明盐胁迫会阻碍幼苗对养分的吸收，这可能是因为NaCl胁迫下细胞内部的Cl-和Na+骤然增多，导致细胞对NO-3、H2PO-4和K+产生竞争排斥，进而严重影响植物对N、P和K吸收和利用[20]；适宜浓度SNP的使用促进了幼苗对N、P和K的吸收，且不同浓度的改善效果不同，但总体上呈现出上升趋势，并以150和200 μmol·L-1 SNP的改善效果最佳，这与张倩等[21]的研究结果类似，说明外源NO可以促进植物对N、P和K 3种矿质营养元素的吸收，这可能是因为NO提高了盐胁迫下生物膜的稳定性，从而促进离子的稳态，使幼苗体内的养分平衡得以维持。

3.2 外源NO对钠盐胁迫下M26幼苗蔗糖代谢的影响

蔗糖代谢是植物光合碳代谢的重要组成部分，作为蔗糖合成和分解的催化剂，蔗糖代谢酶直接调控植物体内蔗糖含量的变化[22]。大量研究表明，在盐胁迫条件下，植物细胞内SPS和合成方向SS的活性会显著提高，为抵抗盐胁迫而合成和积累更多的蔗糖，AI和NI的合成则受到抑制，以此来避免更多的蔗糖被分解，从而维持细胞膨压，促进植物的正常生长[23-24]。但也有一些研究发现，盐胁迫不仅提高了SPS和SS的活性，而且AI和NI的活性也显著增加[25]，这可能是因为不同物种响应盐胁迫时蔗糖代谢酶的调控作用不同。本研究发现，NaCl处理显著提高了M26幼苗叶片的SPS和SS活性，而AI和NI的活性则有小幅下降，说明盐害影响了幼苗的蔗糖代谢水平，而一定浓度NO的使用不仅进一步提高了SPS和SS的活性，而且也增强了AI和NI的活性，这说明NO不仅促进了蔗糖的合成和积累，而且也有效地促进了体内多余蔗糖的分解，提高了幼苗在盐胁迫条件下的蔗糖代谢的整体水平，进而减轻NaCl胁迫对幼苗的伤害。在高等植物的蔗糖代谢中，关键酶的活性会受到pH和基因转录水平的调控。此外，蔗糖转运蛋白（SUT）也称蔗糖-H+共转运蛋白，是一种生物膜结合蛋白，具有蔗糖转运能力，广泛存在于植物的各个器官中，是光合产物蔗糖在体内源库间运输的重要参与者，其表达水平与器官间蔗糖的分配密切相关[26-27]。SUT也参与植物抵御渗透胁迫的过程，研究表明，拟南芥中AtSUC2和AtSUC4的表达水平在盐害和冷害條件下会出现显著提高的趋势[28]。大量研究发现，逆境胁迫会通过影响编码酶基因的表达而间接调节蔗糖代谢酶活性的变化，通过不同程度的蔗糖合成和分解来抵御胁迫[29]。本研究发现，NaCl处理不同程度地上调了幼苗叶片MdSPS6、MdSuSy2和MdSUT1的表达，下调了MdNINV2的表达，这与陈秀玉[30]的研究结果类似，说明在NaCl胁迫下植株自身通过调节蔗糖相关代谢酶基因的差异性表达，促进了细胞对蔗糖的合成和积累，提高了蔗糖的转运效率，以此来抵御渗透伤害；200 μmol·L-1 SNP的喷施处理使MdSPS6和MdSuSy2的表达水平得到进一步提高，说明外源NO的使用不仅对关键酶的活性有促进作用，而且也通过促进相关转录因子调控来提高蔗糖代谢水平，进而促进幼苗的生长发育进程。

3.3 外源NO对钠盐胁迫下M26幼苗氮代谢的影响

作为植物初生代谢中最关键的代谢途径之一，氮代谢对植物的生长发育有着非常重要的影响，但氮代谢对盐害十分敏感，在盐胁迫条件下，植物对氮的吸收、同化和利用都会受到严重影响[31-32]，尤其是对于氮代谢中的关键酶类，在盐胁迫的伤害下，氮代谢酶的活性会受到抑制，造成氮代谢紊乱[33]。大量研究表明，盐胁迫会通过抑制关键氮代谢酶的活性和促进铵态氮的积累来对植物造成伤害[34]。本研究发现，NaCl胁迫显著抑制了M26幼苗叶片NR的活性，造成硝态氮含量降低，导致硝态氮的吸收和同化水平降低，同时GS和GDH的活性也明显受到抑制，说明NaCl胁迫抑制了两种铵态氮的同化途径，使铵态氮积累增多，进而对细胞产生铵毒害，这与辛正琦等[35]的研究结果类似。研究表明，外源NO可以通过改善植物体内的氮代谢途径来缓解逆境对植物造成的胁迫伤害[36]。本研究发现，一定浓度SNP的喷施缓解了NaCl胁迫对M26幼苗氮代谢的抑制情况，主要表现为NR、GS和GDH的活性升高，铵态氮的含量显著增加，同时硝态氮和NO含量也呈现出增加趋势，这与代欢欢等[37]的研究结果相似，说明NO可能通过提高对植物硝态氮的同化来促进氮代谢循环的正常运行，同时诱导GS/GOGAT和GDH两个途径对铵态氮的同化，以减少铵态氮对幼苗的毒害，促进氮代谢的正常运行。与蔗糖代谢相同，氮代谢进程中关键酶的活性也受其合成和编码基因转录的调控。大量研究表明，逆境条件不仅会使氮代谢关键酶的活性明显降低，使硝态氮和铵态氮同化程度减弱，而且氮素同化关键酶基因的表达程度亦下降[38-39]。本研究表明，NaCl胁迫显著降低了MdNR和MdNIR的表达水平，并使MdGS1和MdGDH2的表达明显上调，说明NaCl胁迫不仅会抑制M26幼苗氮代谢酶活性，而且也引发基因转录水平的变化，同时植株自身也会通过转录水平的变化来降低铵的毒害，而200 μmol·L-1 SNP的喷施处理则增加了MdNR和MdNIR的表达水平，并使MdGS1和MdGDH2的表达量明显下调，这与黄洁[40]的研究结果类似，可能是因为外源NO参与了M26幼苗对NaCl胁迫下的信号转导过程，为氮素的吸收和同化提供了正常的微环境，促进了氮代谢关键酶基因的表达，增强了关键酶的活性，进而降低NaCl胁迫对植株的  伤害。

4 结  论

在NaCl胁迫下，叶面喷施NO可以有效促进M26幼苗对矿质营养元素氮、磷和钾的吸收，并能够提高幼苗的蔗糖代谢水平，降低铵态氮对幼苗的毒害作用，增强幼苗对氮素的同化能力和氮代谢活跃程度，从而缓解NaCl胁迫对幼苗生长的抑制作用，对提高M26幼苗的耐盐性有明显效果。不同浓度SNP对NaCl胁迫下M26幼苗的缓解效果不同，本研究结果表明，总体上以200 μmol·L-1 SNP的缓解效果最佳。

参考文献 Reference：

［1]刘 荣，刘清国，范建新，等.果树抗寒性生理生化及分子机理研究进展[J].分子植物育种，2017，15（5）：2028-2034.

LIU R，LIU Q G，FAN J X，et al.Research advances in the cold-resistance physiology biochemistry and molecular mechanism in fruit crops[J].Molecular Plant Breeding，2017，15（5）：2028-2034.

[2]韩晓毓，张林森，王俊峰，等.不同苹果矮化砧木导水特性与水通道蛋白基因表达对干旱胁迫的响应[J].西北农业学报，2015，24（10）：109-117.

HAN X Y，ZHANG L S，WANG J F，et al.Responses of hydraulics characteristic and aquaporin expression of several apple dwarf rootstocks in responses to drought stress[J].Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica，2015，  24（10）：109-117.

[3]MOCHIZUKI N，TANAKA R，GRIMM B，et al.The cell biology of tetrapyrroles： a life and death struggle[J].Trends in Plant Science，2010，15（9）：488-498.

[4]TURAN S，TRIPATHY B C.Salt-stress induced modulation of chlorophyll biosynthesis during de-etiolation of rice seedlings[J].Physiologia Plantarum，2015，153（3）： 477-491.

[5]张 娅，施树倩，李亚萍，等.不同盐胁迫下小麦叶片渗透性调节和叶绿素荧光特性[J].应用生态学报，2021，32（12）：4381-4390.

ZHANG Y，SHI SH Q，LI Y P，et al.Osmotic regulation and chlorophyll fluorescence characteristics in leaves of wheat seedlings under different salt stresses[J].Chinese Journal of Applied Ecology，2021，32（12）：4381-4390.

[6]张玲玲，吴 丹，赵子捷，等.植物一氧化氮信号分子的研究进展[J].植物学报，2017，52（3）：337-345.

ZHANG L L，WU D，ZHAO Z J，et al.Research progress in nitric oxide signaling molecule in plants[J].Chinese Bulletin of Botany，2017，52（3）：337-345.

[7]劉建新，王金成，王瑞娟，等.干旱胁迫下一氧化氮对燕麦幼苗生长和生理特性的影响[J].中国草地学报，2015，37（2）：41-45.

LIU J X，WANG J CH，WANG R J，et al.Effects of nitric oxide on growth and physiological characteristics of oat seedlings under drought stress[J].Chinese Journal of Grassland，2015，37（2）：41-45.

[8]LIU S，DONG Y，XU L，et al.Effects of foliar applications of nitric oxide and salicylic acid on salt-induced changes in photosynthesis and antioxidative metabolism of cotton seedlings[J].Plant Growth Regulation，2014，73（1）：67-78.

[9]XING H，TAN L，AN L，et al.Evidence for the involvement of nitric oxide and reactive oxygen species in osmotic stress tolerance of wheat seedlings： inverse correlation between leaf abscisic acid accumulation and leaf water loss[J].Plant Growth Regulation，2004，42（1）：61-68.

[10]SCHRADER S，SAUTER J J.Seasonal changes of sucrose-phosphate synthase and sucrose synthase activities in poplar wood （Populus×canadensis Moench ‘robusta） and their possible role in carbohydrate metabolism[J].Journal of Plant Physiology，2002，159（8）：833-843.

[11]HUANG Y W，NIE Y X，WAN Y Y，et al.Exogenous glucose regulates activities of antioxidant enzyme，soluble acid invertase and neutral invertase and alleviates dehydration stress of cucumber seedlings[J].Scientia Horticulturae，2013，162： 20-30.

[12]BRESSLER S L，AHMED S I.Detection of glutamine synthetase activity in marine phytoplankton： optimization of the biosynthetic assay[J].Marine Ecology Progress，1984，14： 207-217.

[13]DING F，HU Q，WANG M，et al.Knockout of SLSBPASE suppresses carbon assimilation and alters nitrogen metabolism in tomato plants[J].International Journal of Molecular Sciences，2018，19（12）：4046.

[14]PENG X，ZHU L，GUO J，et al.Enhancing biocompatibility and neuronal anti-inflammatory activity of polymyxin B through conjugation with gellan gum[J].International Journal of Biological Macromolecules，2020，147：734-740.

[15]ZHU F Y，CHEN M X，CHAN W L，et al.SWATH-MS quantitative proteomic investigation of nitrogen starvation in arabidopsis reveals new aspects of plant nitrogen stress responses[J].Journal of Proteomics，2018，187：161-170.

[16]GAMBINO G，PERRONE I，GRIBAUDO I.A rapid and effective method for RNA extraction from different tissues of grapevine and other woody plants[J].Phytochemical Analysis，2008，19（6）：520-525.

[17]GUNES A，INAL A，ALPASLAN M，et al.Salicylic acid induced changes on some physiological parameters symptomatic for oxidative stress and mineral nutrition in maize （Zea mays L.） grown under salinity[J].Journal of Plant Physiology，2007，164（6）：728-736.

[18]劉正祥，张华新，杨秀艳，等.NaCl胁迫下沙枣幼苗生长和阳离子吸收、运输与分配特性[J].生态学报，2014，34（2）：326-336.

LIU ZH X，ZHANG H X，YANG X Y，et al.Growth，and cationic absorption，transportation and allocation of elaeagnus angustifolia seedlings under NaCl stress[J].Acta Ecologica Sinica，2014，34（2）：326-336.

[19]唐晓倩，白应飞，刘广亮，等.NaCl胁迫对侧柏幼苗生长及矿质离子吸收和分配的影响[J].西北农林科技大学学报（自然科学版），2018，46（9）：60-66.

TANG X Q，BAI Y F，LIU G L，et al.Effects of NaCI stress on growth and mineral ions absorption and distribution of Platycladus orientalis seedlings[J].Journal of Northwest A & F University （Natural Science Edition），2018，46（9）：60-66.

[20]TUNA A L，KAYA C，ASHRAF M，et al.The effects of calcium sulphate on growth，membrane stability and nutrient uptake of tomato plants grown under salt stress[J].Environmental and Experimental Botany，2007，  59（2）：173-178.

[21]张 倩，贺明荣，陈为峰，等.外源一氧化氮与水杨酸对盐胁迫下小麦幼苗生理特性的影响[J].土壤学报，2018，  55（5）：1254-1263.

ZHANG Q，HE M R，CHEN W F，et al.Effects of extraneous nitric oxide and salicylic acid on physiological properties of wheat seedlings under salt stress[J].Acta Pedologica Sinica，2018，55（5）：1254-1263.

[22]胡瑞芳，姜 慧，李玥莹.蔗糖代谢相关酶的研究进展[J].北方园艺，2012（1）：167-170.

HU R F，JIANG H，LI Y Y.Research advance on sucrose synthesize enzymes[J].Northern Horticulture，2012（1）：167-170.

[23]KHELIL A，MENU T，RICARD B.Adaptive response to salt involving carbohydrate metabolism in leaves of a salt-sensitive tomato cultivar[J].Plant Physiology and Biochemistry，2007，45（8）：551-559.

[24]马文静.外源NO对干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗苯丙烷类代谢及miRNA调控的影响[D].兰州：甘肃农业大学，2019.

MA W J.Effects of exogenous nitric oxide onphenylpropanoid metabolism and regulation of miRNAs in alfalfa seedlings under drought stress[D].Lanzhou：Gansu Agricultural University，2019.

[25]贾向阳，种培芳，陆文涛，等.叶施NO对NaCl胁迫下红砂幼苗叶片和根系中氮代谢酶及营养物质的影响[J].西北植物学报，2020，40（10）：1722-1731.

JIA X Y，ZHONG P F，LU W T，et al.Effect of foliar-spraying nitric oxide on the nitrogen metabolism enzyme activities and nutrients in leaves and roots of Reaumuria soongorica seedlings under nacl stress[J].Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica，2020，40（10）：1722-1731.

[26]GU J，ZENG Z，WANG Y，et al.Transcriptome analysis of carbohydrate metabolism genes and molecular regulation of sucrose transport gene LoSUT on the flowering process of developing oriental hybrid lily ‘SorbonneBulb[J].International Journal of Molecular Sciences，2020，21（9）： 3092.

[27]王 潔，蔡昱萌，张 楠，等.植物蔗糖转运蛋白表达的调控因素与分子机制[J].生物技术通报，2021，37（3）：115-124.

WANG J，CAI Y M，ZHANG N，et al.Regulatory factors and molecular mechanism of sucrose transporters  expressions in plant[J].Biotechnology Bulletin，2021，  37（3）：115-124.

[28]GONG X，LIU M，ZHANG L，et al.Arabidopsis  AtSUC2 and AtSUC4，encoding sucrose transporters，are required for abiotic stress tolerance in an ABA-dependent pathway[J].Physiologia Plantarum，2015，153（1）：119-136.

[29]丁 菲.低温胁迫下与茶树糖代谢相关基因的克隆与表达[D].合肥：安徽农业大学，2012.

DING F.Cloning and expression of genes related toglycometabolism in tea plant（Camellia sinensis （L.）O. Kuntze） under low temperature[D].Hefei：Anhui Agricultural University，2012.

[30]陈秀玉.外源海藻糖对盐胁迫下番茄糖代谢影响的研究[D].天津：天津大学，2019.

CHEN X  Y.Effect of exogenous trehalose on sugar metabolism response to salt stress in tomato seedlings[D].Tianjin：Tianjin  University，2012.

[31]CAI H，ZHOU Y，XIAO J，et al.Overexpressed glutamine synthetase gene modifies nitrogen metabolism and abiotic stress responses in rice[J].Plant Cell Reports，2009，28（3）：527-537.

[32]王新磊，吕新芳.氮代谢参与植物逆境抵抗的作用机理研究进展[J].广西植物，2020，40（4）：583-591.

WANG X L，L  X F.Research progress on mechanism of nitrogen metabolism involved in plant stress resistance[J].Guihaia，2020，40（4）：583-591.

[33]GUO L，LU Y，BAO S，et al.Carbon and nitrogen metabolism in rice cultivars affected by salt-alkaline stress[J].Crop and Pasture Science，2021，72（5）：372-382.

[34]刘雅青.外源SAM对盐胁迫下黄瓜幼苗缓解效果及生理机制的影响[D].山西晋中：山西农业大学，2019.

LIU Y Q.Effects of exogenous SAM on the  alleviation  and physiological mechanism of cucumber  seedlings under salt stress[D].Jinzhong Shanxi： Shanxi Agricultural University，2019.

[35]辛正琦，代欢欢，辛余凤，等.盐胁迫下外源2，4-表油菜素内酯对颠茄氮代谢及TAs代谢的影响[J].作物学报，2021，47（10）：2001-2011.

XIN ZH  Q，DAI H H，XIN Y F，et al.Effects of exogenous 2，4-Epibrassinolide on nitrogen metabolism and TAs metabolism of Atropa belladonna L. under NaCl stress[J].Acta Agronomica Sinica，2021，47（10）：2001-2011.

[36]曹 慧，王孝威，邹岩梅，等.外源NO对水分胁迫下平邑甜茶幼苗中几种氮代谢酶的影响[J].园艺学报，2009，  36（6）：781-786.

CAO H，WANG X W，ZOU Y M，et al.Effects of exogenous nitric oxide on the several enzymes of nitrogen metabolism in Malus hupehensis （Pamp.） Rehd.seedlings under water stress[J].Acta Horticulturae Sinica，2009，36（6）：781-786.

[37]代欢欢，杨 怡，山雨思，等.盐胁迫下外源NO对颠茄氮代谢及次生代谢调控的研究[J].中国中药杂志，2020，  45（2）：321-330.

DAI H  H，YANG Y，SHAN Y S，et al.Nitrogen metabolism and secondary metabolism regulation of atropa belladonna by exogenous NO under NaCl stress[J].China Journal of Chinese Materia Medica，2020，45（2）：321-330.

[38]HUANG L，LI M，ZHOU K，et al.Uptake and metabolism of ammonium and nitrate in response to drought stress in Malus prunifolia[J].Plant Physiology and Biochemistry，2018，127：185-193.

[39]赵 琪.干旱条件下不同砧木苹果幼苗养分吸收利用差异及机理研究[D].陕西杨凌：西北农林科技大学，2019.

ZHAO Q.Differences and mechanism of nutrient absorption and utilization of apple on different rootstocks under drought conditions[D].Yangling Shaanxi：Northwest A&F University，2019.

[40]黃 洁.盐胁迫对水稻氮代谢的影响及一氧化氮的调控作用[D].杭州：中国农业科学院，2020.

HUANG J.Effects of salt stress on nitrogen metabolism in rice and the regulating pathway of nitric oxide[D].Hangzhou：Chinese Academy of Agricultural Sciences，2020.

Effects of  Exogenous NO Application on Nutrient Uptake，Sucrose Metabolism and Nitrogen Netabolism in M26 Seedlings under NaCl Stress

LI Kai，MA Liping，YANG Tianyi and ZHANG Manrang

Abstract In this study，M26 tissue culture seedlings of apple rootstock were used as experimental materials，we used nutrient solution cultivation to investigate the effects of leaf spraying with different concentrations of NO donor sodium nitroprusside （SNP） on the uptake of mineral nutrients，sucrose metabolism，and nitrogen metabolism of seedlings under NaCl stress.The findings provide a foundational resource for enhancing the salt tolerance of M26 seedlings.The results showed that exogenous NO effectively alleviated the effects of NaCl stress on nutrient uptake，sucrose and nitrogen metabolism in M26 seedlings，with the best overall effect of 200 μmol·L-1 SNP spraying.Exogenous NO not only effectively enhanced the uptake of N，P and K by seedlings，but also increased the level of sucrose metabolism in seedlings.This enhancement was confirmed by increased activities of SPS and SS，as well as heightened expression levels of MdSPS6and MdSuSy， the activities of AI and NI also was also increased.It improved the nitrogen metabolism of seedlings，increasing NR，GS，and GDH activity，and nitrate nitrogen content while reducing ammonium nitrogen content.thus mitigating ammonium toxicity.It also upregulated the expression of  MdNR and MdNIR.In conclusion，the exogenous NO can alleviate the damage caused by NaCl stress to M26 seedlings to a certain extent，thereby improving the salt tolerance of seedlings and promoting seedling growth.

Key words Apple rootstock; Salt stress; Nitric oxide; Sucrose metabolism; Nitrogen metabolism

Received2022-04-22Returned 2022-09-08

Foundation item Baoji Comprehensive Experiment Station of National Apple Industry Technology System （No.MRS-28）.

First author LI Kai，male，master student.Research area： fruit tree cultivation breeding and physiological ecology.E-mail： lk463721167@163.com

Corresponding   author ZHANG  Manrang，male，Ph.D，professor，doctoral supervisor.Research area： fruit tree molecules，physiological cultivation and pest and disease control.E-mail： mrz@nwafu.edu.cn

（责任编辑：郭柏寿 Responsible editor：GUO Baishou）

收稿日期：2022-04-22修回日期：2022-09-08

基金项目：国家苹果产业技术体系宝鸡综合试验站（MRS-28）。

第一作者：李 凯，男，硕士研究生，从事果树栽培育种和生理生态研究。E-mail： lk463721167@163.com

通信作者：张满让，男，博士，教授，博士生导师，主要从事果树分子、生理栽培和病虫害防治等研究。E-mail： mrz@nwafu.edu.cn