中文摘要：

鉴于一氧化氮(NO)作为信号分子在细胞极性生长中的关键作用和重要意义，本项目拟以茶树（Camellia sinensis L.）花粉管为材料，用不同浓度的NO释放剂、清除剂和一氧化氮合酶(NOS)抑制剂分别处理一定时间后，采用细胞生物学方法和手段，利用激光共聚焦显微镜、荧光分光光度计、电子顺磁共振仪、非损伤微测系统、显微注射以及透射电镜等仪器，研究信号分子NO在茶树花粉管中的定位和定量，NO对茶树花粉管胞外钙离子内流和胞内钙离子浓度梯度的影响，以及花粉管极性生长过程中的微丝骨架聚合状态、囊泡转运动态及分布模式、细胞壁构建和花粉管超微结构变化，并通过cGMP相关的专一性药剂(鸟苷酸环化酶抑制剂；磷酸二酯酶抑制剂)的处理，探讨NO在花粉管中起作用的可能信号传递途径。本项目将为人们从分子生物学水平研究NO调控茶树花粉管极性生长的机制提供理论依据，为茶树种质资源创新和应用提供科学参考。

结论摘要：

一氧化氮（NO）作为重要的信号分子，参与植物生长发育过程中的各种胁迫，还参与调控花粉管定向等细胞极性生长，但关于NO参与非生物胁迫调节细胞极性生长机理的研究鲜有报道。本项目以茶树花粉管为对象，结合NO释放剂、NO清除剂和哺乳动物NOS抑制剂，探讨了NO通过cGMP信号途径参与低温抑制茶树花粉萌发和花粉管伸长的机制。主要研究结果如下低温对茶树花粉萌发和花粉管伸长具有明显的抑制作用。NO释放剂DEA NONOate增强低温对花粉萌发和花粉管生长的抑制作用；NO合酶（NOS）抑制剂L-NNA和NO清除剂cPTIO减弱低温对花粉萌发和花粉管生长的抑制作用。利用CSLM、EPR和血红素法测定花粉管中NO含量及释放量，结果显示，低温培养的花粉管内NO含量明显高于常温中的NO含量。常温和低温下，L-NNA和cPTIO处理均可以显著抑制NO含量，DEA NONOate则能够增加NO含量。结果表明，NO作为负调节因子参与低温抑制花粉管生长。利用EPR和血红素法测定花粉管中NOS-like的活性，结果显示，低温显著促进花粉管中NOS-like的活性。上述结果表明，参与低温抑制花粉管生长的NO来源于NOS-like活性。本文利用ODQ抑制鸟苷酸环化酶（GCs）的活性，减少cGMP的含量，利用Viagra抑制磷酸二酯酶（PDEs），增加cGMP含量，利用HPLC法测定花粉管中cGMP含量。结果显示，ODQ降低花粉管中cGMP含量，同时减弱低温和NO对花粉的萌发率和花粉管生长的抑制作用。此外，利用茚三酮法测定茶树花粉管中脯氨酸（Pro）含量，低温和外源NO释放剂可以提高花粉管内Pro的含量，而L-NNA或cPTIO培养的花粉管中Pro的含量下降。ODQ处理降低花粉管中Pro含量并且逆转了低温及DEA NONOate诱导的Pro含量上升，Viagra处理促进了花粉中Pro的上升并且减弱了低温下cPTIO或L-NNA对花粉管内Pro的降低作用。综上所述，花粉管中依赖NOS-like的NO通过cGMP信号途径调节花粉管中脯氨酸含量，从而参与低温对花粉萌发和花粉管生长的抑制过程。最后，本项目利用CLSM，研究发现低温胁迫下，花粉管顶端Ca2+浓度梯度被破坏。关于低温胁迫下，NO-cGMP信号途径抑制茶树花粉管生长与胞内外Ca2+和Pro的作用机制有待进一步研究。