在酸性土壤中Al胁迫抑制了植物的正常成长。细胞壁作为与Al接触的原初屏障，在水稻对铝胁迫的响应中扮演着重要的角色。木质素是细胞次生壁的重要组成部分，Al胁迫下根尖细胞壁木质素含量在多种植物中表现出不同程度的增加，加剧细胞壁硬化，抑制根的伸长。在这一过程中细胞壁如何感知和适应Al胁迫，其调控机制并不清楚。NO作为植物体内关键的信号分子，能够参与多种胁迫的防御机制，NO同样能够缓解水稻遭受的铝胁迫，那么NO缓解铝胁迫的机制中对木质素的代谢是否具有调控作用还不得而知。本实验以Al耐性有明显差异的两个水稻品种为材料，研究了Al胁迫下NO对木质素代谢、活性氧代谢、细胞壁组分变化的影响以及NO起作用的信号转导途径。具体的研究结果如下:　　(1)以耐Al水稻日本晴和Al敏感水稻浙辐802为材料，研究Al胁迫下两个水稻品种中木质素和活性氧的代谢规律。结果表明，木质素含量随着Al浓度升高显著增加，50μmol/L Al处理下日本晴和浙辐802中木质素含量较Al单独处理分别增加了37.5％和47.9％。50μmol/L Al处理24 h后日本晴和浙辐802的根尖H2O2、O2-、丙二醛含量比对照组分别增加了46.7％和57.1％，15.4％和36.8％，50.4％和38.6％，抗氧化酶活性也显著升高。表明Al诱导木质素积累，促进活性氧产生，激活了细胞内的抗氧化系统。Al胁迫下添加外源H2O2处理，根尖木质素含量显著高于对照组。而添加活性氧清除剂DTT（二硫苏糖醇）能有效地缓解Al胁迫诱导的木质素含量的升高，日本晴和浙辐802根尖木质素含量分别下降了20.7％和41.0％。说明Al胁迫导致的氧化胁迫是木质素积累的直接原因。　　(2)为了研究NO对Al胁迫诱导的木质素和活性氧产生的调控作用，本实验用日本晴和浙辐802两个水稻品种，在Al处理下外源添加NO供体（亚硝基铁氰化钠，SNP）以及NO清除剂(cPTIO)测定木质素及活性氧含量。结果显示，日本晴和浙辐802的根相对伸长率在SNP+Al处理时比单Al处理升高了21.4％和42.2％，根尖Al含量降低了44.5％和45.3％，木质素含量下降了43.3％和25.3％，说明外源NO能够缓解水稻遭受的Al胁迫，减量调节木质素积累。外源添加NO，根尖细胞壁的H2O2、O2-以及丙二醛含量均显著低于对照，同时日本晴和浙辐802中SOD、POD活性分别升高了78.9％和34.0％、25.5％和70.9％。这表明NO能够通过提高抗氧化酶活性，降低活性氧含量来减量调节木质素的积累。　　(3)采用日本晴和浙辐802作为实验材料，通过添加布雷菲尔德菌素A(BFA)探究细胞壁组分在水稻耐Al中的作用以及NO对细胞壁组分合成的调控作用。结果显示，Al+BFA处理时日本晴和浙辐802的根相对伸长率比Al处理分别下降了46.4％和50.6％，根尖Al含量上升了145.7％和114.0％，表明细胞壁在缓解Al胁迫过程中起着重要的作用。SNP+Al能够缓解Al胁迫，但BFA+SNP+Al处理时水稻根相对伸长率以及根尖Al含量与BFA+Al处理无明显差异，表明细胞壁组分在NO缓解水稻Al胁迫过程中起着重要的作用。SNP+Al处理组中日本晴和浙辐802细胞壁果胶的含量分别Al处理下降了35.7％和48.3％，半纤维素1、2含量与Al处理相比无明显差异。同时SNP+Al处理细胞壁中羟基、羰基、氨基等活泼官能团均大幅上升。这些活泼官能团极易被氧化，因此能够降低细胞遭受氧化胁迫的程度。说明NO能够通过调控细胞壁组分以及细胞壁官能团抵抗Al胁迫及Al胁迫诱导的氧化胁迫。　　(4)通过添加CDPK(钙依赖蛋白)和MAPK(促分裂原活化蛋白)抑制剂，探究Al胁迫下NO调控水稻根尖细胞壁耐Al的信号转导途径。结果显示，W7+Al和PD98059+Al处理下，日本晴的根相对伸长率比Al处理降低了39.4％和54.3％，浙辐802中降低了20.5％和34.1％，日本晴的根尖Al含量比Al处理升高了341.7％和150.7％、浙辐802中升高了296.1％和113.1％，说明抑制CDPK和MAPK蛋白的产生会加剧水稻的Al胁迫。Al+W7处理下日本晴和浙辐802根尖的NO含量比Al处理下降了21.7％和6.59％，Al+PD98059处理使NO含量分别上升8.21％和7.30％，加入W7后日本晴和浙辐802中H2O2含量分别下降了47.3％和45.6％，加入PD98059后日本晴和浙辐802中H2O2含量分别下降了26.8％和40.7％，说明CDPK能够促进NO和H2O2的合成，MAPK蛋白能促进H2O2的合成。由以上结果推断，Al胁迫首先激活CDPK系统，调控NO含量，然后对其下游的MAPK信号蛋白以及H2O2进行活化，进而激活细胞内的抗氧化系统，抵抗Al胁迫诱导的氧化胁迫，减少木质素的积累，最大程度降低Al对根伸长的抑制。