随着日趋严重的重金属污染问题,植物重金属胁迫下的毒害作用与应答机制研究越来越受到人们关注。本研究发现,一定剂量的重金属铅可以抑制玉米根的生长,引起玉米根尖细胞活力的下降,同时在铅毒害的玉米根尖细胞中可以检测到TUNEL阳性信号,表明铅可以导致玉米根尖细胞的凋亡。利用一氧化氮和活性氧荧光检测试剂,发现铅的毒害作用伴随有一氧化氮和活性氧的产生。一氧化氮清除剂cPTIO可以减少铅毒害作用下一氧化氮的积累,同时活性氧的产生也减少,根尖细胞中TUNEL阳性信号减弱,铅诱导的玉米根尖细胞凋亡程度有所缓解。生化测定表明：与一氧化氮清除剂cPTIO的作用相反,一氧化氮供体可以增加铅胁迫下过氧化氢和超氧阴离子的积累,增强了铅对玉米根生长的抑制作用。利用钙离子荧光探针Fluo-3/AM对玉米根铅胁迫过程中的钙离子进行测定,发现铅引发了细胞内钙离子的快速下降,未发现钙离子的瞬时升高。添加外源钙离子后,胞内钙离子浓度短暂升高,同时,外源钙离子可以缓解铅对于玉米根生长的抑制作用。本实验的研究结果表明：玉米根尖应答铅胁迫过程中所产生的一氧化氮促进了活性氧的进一步积累,加剧了根尖细胞的凋亡。另外,作为一种重要的信号分子,玉米根尖细胞内钙离子在铅胁迫下浓度下降,外源钙离子对铅胁迫下植物的生长抑制具有明显的缓解效应。本文对重金属铅胁迫下植物应答的信号过程提供了线索,为缓解重金属铅污染提供了一定的理论基础。