血红素加氧酶介导盐诱导的番茄幼苗侧根发生及其与过氧化氢的关系

摘要

血红素加氧酶（Heme oxygenase）在哺乳动物的细胞生存扣稳定有着广泛的生物学作用。最近研究表明HO参与调节植物抵抗盐害、诱导气孔关闭、缓解重金属胁迫和促进不定根发生等过程。
　　 为了探查HO在盐诱导的侧根发生中的作用，本文研究了内源HO的变化以及对侧根发生的影响和相关的信号通路。结果发现NaCl对侧根的诱导呈浓度依赖方式，并促进番茄幼苗根部HO的转录水平、蛋白表达及活性。为了进一步验证HO是否参与了盐诱导的侧根发生过程，本文采用了HO-1专一性抑制剂ZnPP和活性诱导剂Hemin对番茄幼苗侧根发生进行了分析，发现ZnPP能够逆转5 mM NaCl对侧根发生及HO表达的诱导作用；而Hemin能恢复25 mM NaCl对侧根发生及HO活性的抑制作用。进一步的研究还发现，NaCl通过上调细胞周期基因LeCYCD3；1、LeCDKA1、LeCYCA2；1和LeCYCA3；1，以及下调LeKRP2的转录来促进侧根的发生，而ZnPP则能起逆转作用。上述结果表明HO参与了盐诱导的侧根发生，并与其对细胞周期基因的表达有关。
　　 此外，本文还研究了H2O2在盐诱导的番茄侧根发生中的作用。荧光检测发现盐诱导的番茄幼苗根部的H2O2能被其清除剂CAT和DMTU清除，进而逆转盐对侧根发生的诱导作用；CAT和DMTU还能够显著逆转盐对HO基因转录、蛋白表达及活性的诱导；用外源的H2O2模拟内源H2O2水平的结果发现，其以浓度依赖效应显著促进根部H2O2荧光的产生和侧根发生；H2O2对HO基因转录、蛋白表达及活性的诱导具浓度依赖效应，并通过上调LeCYCD3；1和LeCDKA1的转录并抑制KRP2的转录来促进侧根发生，而ZnPP则能阻断上述效应，从而暗示在盐诱导的侧根发生中H2O2是HO的上游信号分子。
　　 综合以上的实验结果，我们提出在番茄侧根发育进程中可能存在着一条信号转导通路，即NaCl→H2O2→HO→侧根发生。

目录

文摘

英文文摘

缩略词表

第一章 文献综述

一 侧根的发生概述

1 侧根发生与激素的关系

2 侧根发生的分子机理

二 植物遭受非致死胁迫的形态学效应

1 SIMR效应的定义及种类

2 SIMR的信号转导

三 H2O2作为信号分子参与调节植物的生理过程

四 HO参与植物发育和抗逆过程

五 本研究的目的和内容

第二章 血红素加氧酶介导盐诱导的番茄幼苗侧根发生及其与过氧化氢的关系

一 材料与方法

1-1 材料培养

1-2 化学试剂

1-3 HO的活性检测

1-4 HO-1的Western-blot分析

1-5 过氧化氢荧光强度测定

1-6 半定量RT-PCR分析

1-7 蛋白、基因和H2O2荧光强度相对表达量分析

1-8 统计分析

二 结果分析

2-1 氯化钠以浓度依赖性方式促进番茄幼苗侧根发生

2-2 HO-1的抑制剂ZnPP和诱导剂Hemin分别逆转5和25 mM NaCl对番茄幼苗侧根及HO表达的影响

2-3 ZnPP逆转5 mM NaCl诱导的细胞周期基因表达

2-45 mM NaCl诱导的侧根发生需要H2O2的参与

2-5 NaCl、CAT和DMTU共处理对HO的诱导作用

2-6 H2O2诱导侧根发生具有浓度依赖效应

2-7 ZnPP逆转H2O2诱导的细胞周期基因表达

三 讨论

3-1 HO参与了盐诱导的前茄幼曲侧根发生过程

3-2 HO参与了盐诱导的细胞周期基因上调表达及侧根发生

3-3 盐对番茄幼苗侧根的诱导作用与H2O2有关

3-4 H2O2与HO在盐诱导的侧根发生中的关系

参考文献

致 谢