HO-1-CO信號系統(tǒng)參與H2S、β-CD-hemin和H2誘導的黃瓜不定根發(fā)生.pdf

1、我們前文的研究發(fā)現(xiàn)，血紅素加氧酶-1/一氧化碳(heme oxygenase-1/carbonmonoxide，HO-1/CO)信號系統(tǒng)能作為一個下游信號系統(tǒng)在生長素誘導黃瓜不定根發(fā)生過程中起著重要的調控作用(Xuan et al.2008)。
　　 硫化氫(hydrogen sulfide，H2S)是一種新型的內源性氣體信號分子。本研究為驗證HO-1是否參與H2S誘導的不定根的發(fā)生，用H2S供體NaHS、HO-1誘導劑hemi

2、n和HO-1抑制劑鋅原卟啉（zinc protoporphyrin，ZnPP）并與HO-1產物CO、膽紅素(bilirubin，BR)和Fe2+組合使用，處理清除生長素的黃瓜外植體。結果顯示，NaHS產生了類似于氯化血紅素(hemin)的誘導效應;為了進一步實驗證實NaHS產生的H2S或HS-而非其他分解產物具有促進作用，采用各種含硫鈉鹽處理外植體，發(fā)現(xiàn)這些物質均無促進作用;外源的H2S能上調黃瓜HO-1轉錄本(CsHO1)和蛋白水平，

3、還能上調負責HO-1/CO系統(tǒng)誘導黃瓜不定根發(fā)生的靶基因，包括CsDNAJ-1和CsCDPK1/5，最終促進不定根的發(fā)生;ZnPP顯著抑制上述過程，30％飽和度的CO水溶液卻能部分緩解這些抑制過程;H2S清除劑亞?；撬幔╤ypotaurine，HT）卻不影響hemin和CO誘導的黃瓜不定根發(fā)生。上述結果表明HO-1參與了H2S誘導的黃瓜不定根發(fā)生。
　　 在苜蓿幼苗根部，β-環(huán)糊精-氯化血紅素包合物（β-cyclodextrin

4、-hemin，CDH）通過調控HO-1基因的表達來對抗鎘誘導的氧化傷害和毒性。本文進一步驗證CDH是否產生激素類似反應。結果顯示，CDH和HO-1誘導劑hemin都能上調CsHO1的表達并促進黃瓜不定根的發(fā)生;HO-1抑制劑ZnPP能阻斷CDH的誘導反應，而30％飽和度的CO水溶液卻能恢復，表明CDH的作用對HO-1是專一性的;進一步分子實驗證明CDH誘導的HO-1參與不定根發(fā)生與其調控包括CsDNAJ-1和CsCDPK1/5等靶基因的

5、表達有關，上述誘導效應能被ZnPP抑制但能進一步被CO所恢復;Ca2+螯合劑乙二醇雙四乙酸[ethylene glycol-bis(2-aminoethylether)-N,N，N'，N'-tetraacetic acid,EGTA]和Ca2+通道抑制劑氯化鑭（lanthanum chloride，LaCl3）不僅能減弱CDH對黃瓜不定根發(fā)生的誘導，還能下調上述三個靶基因的表達;抗氧化劑抗壞血酸(ascorbicacid，AsA)不能產

6、生與CDH相似的誘導不定根發(fā)生的反應?？傊?，CDH在誘導黃瓜不定根發(fā)生的過程中的作用可能是通過HO-1依賴機制和鈣信號產生的。
　　 近年來，大量研究表明，氫氣(hydrogen，H2)在動物體和臨床上是一種治療性的抗氧化劑;然而，在植物體中，H2的生理作用和作用機制卻未有報道。本文通過藥理學、分子生物學的方法來驗證H2是否能誘導不定根的發(fā)生，并且HO-1是否參與其中。結果顯示，與hemin類似，50％飽和度的飽和富氫水能誘導清