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干旱是制约植物正常生长发育的重要环境因素。种子萌发是植物生长的开始,禾谷类种子糊粉层细胞程序性死亡是种子萌发的关键事件,因此,凡是影响糊粉层细胞程序性死亡的因子皆对禾谷类种子的萌发造成影响。血红素加氧酶(Heme oxygenase, HO)是动植物体中血红素分解代谢过程中的限速酶,催化降解血红素生成胆绿素、一氧化碳和亚铁离子。植物体HO具有诱导不定根和侧根发生,调节气孔关闭,缓解非生物胁迫所致的氧化伤害等功能。一氧化氮(NO)是一种植物生长调节物质,可参与植物的生长、发育和种子萌发及应对胁迫响应和细胞程序性死亡(Programmed cell death, PCD)等过程。本研究以水稻(Oryza sativa L.)品种‘Ⅱ优128’种子为材料,通过药理学、细胞形态学、解剖学、生物化学与分子生物学等结合染色方法及显微技术研究HO-1调控干旱胁迫下萌发水稻种子糊粉层细胞程序性死亡发生的机制。研究表明,干旱胁迫及外源赤霉素(gibberellin, GA)均抑制萌发水稻种子糊粉层HO-1基因表达及酶活水平的上升,缩短细胞死亡进程；而HO-1诱导剂高铁血红素(Hematin, Ht)与NO供体硝普钠(sodium nitroprus side, SNP)则缓解GA诱导的干旱胁迫下水稻糊粉层HO-1活性的下降,同时HO-1诱导剂也有效地减缓GA诱导的HO-1基因表达量的下降,延迟GA诱导的干旱胁迫下糊粉层PCD的发生。此外,采用激光扫描共聚焦显微镜结合NO特异荧光标记的研究证实,Ht与SNP可以增加萌发水稻种子糊粉层细胞内源NO的含量,并且,HO-1对NO的效应被HO-1抑制剂所逆转,而NO专一性清除剂则有效地阻断HO-1和NO的效应,由此断定HO-1作用于NO的上游,通过NO的介导参与GA诱导的干旱下萌发水稻种子糊粉层PCD的发生。