HO-1-CO信號(hào)系統(tǒng)參與H2S、β-CD-hemin和H2誘導(dǎo)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(hào)系統(tǒng)能作為一個(gè)下游信號(hào)系統(tǒng)在生長(zhǎng)素誘導(dǎo)黃瓜不定根發(fā)生過(guò)程中起著重要的調(diào)控作用(Xuan et al.2008)。
　　 硫化氫(hydrogen sulfide，H2S)是一種新型的內(nèi)源性氣體信號(hào)分子。本研究為驗(yàn)證HO-1是否參與H2S誘導(dǎo)的不定根的發(fā)生，用H2S供體NaHS、HO-1誘導(dǎo)劑hemi

2、n和HO-1抑制劑鋅原卟啉（zinc protoporphyrin，ZnPP）并與HO-1產(chǎn)物CO、膽紅素(bilirubin，BR)和Fe2+組合使用，處理清除生長(zhǎng)素的黃瓜外植體。結(jié)果顯示，NaHS產(chǎn)生了類似于氯化血紅素(hemin)的誘導(dǎo)效應(yīng);為了進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證實(shí)NaHS產(chǎn)生的H2S或HS-而非其他分解產(chǎn)物具有促進(jìn)作用，采用各種含硫鈉鹽處理外植體，發(fā)現(xiàn)這些物質(zhì)均無(wú)促進(jìn)作用;外源的H2S能上調(diào)黃瓜HO-1轉(zhuǎn)錄本(CsHO1)和蛋白水平，

3、還能上調(diào)負(fù)責(zé)HO-1/CO系統(tǒng)誘導(dǎo)黃瓜不定根發(fā)生的靶基因，包括CsDNAJ-1和CsCDPK1/5，最終促進(jìn)不定根的發(fā)生;ZnPP顯著抑制上述過(guò)程，30％飽和度的CO水溶液卻能部分緩解這些抑制過(guò)程;H2S清除劑亞?；撬幔╤ypotaurine，HT）卻不影響hemin和CO誘導(dǎo)的黃瓜不定根發(fā)生。上述結(jié)果表明HO-1參與了H2S誘導(dǎo)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(guò)調(diào)控HO-1基因的表達(dá)來(lái)對(duì)抗鎘誘導(dǎo)的氧化傷害和毒性。本文進(jìn)一步驗(yàn)證CDH是否產(chǎn)生激素類似反應(yīng)。結(jié)果顯示，CDH和HO-1誘導(dǎo)劑hemin都能上調(diào)CsHO1的表達(dá)并促進(jìn)黃瓜不定根的發(fā)生;HO-1抑制劑ZnPP能阻斷CDH的誘導(dǎo)反應(yīng)，而30％飽和度的CO水溶液卻能恢復(fù)，表明CDH的作用對(duì)HO-1是專一性的;進(jìn)一步分子實(shí)驗(yàn)證明CDH誘導(dǎo)的HO-1參與不定根發(fā)生與其調(diào)控包括CsDNAJ-1和CsCDPK1/5等靶基因的

5、表達(dá)有關(guān)，上述誘導(dǎo)效應(yīng)能被ZnPP抑制但能進(jìn)一步被CO所恢復(fù);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(duì)黃瓜不定根發(fā)生的誘導(dǎo)，還能下調(diào)上述三個(gè)靶基因的表達(dá);抗氧化劑抗壞血酸(ascorbicacid，AsA)不能產(chǎn)

6、生與CDH相似的誘導(dǎo)不定根發(fā)生的反應(yīng)。總之，CDH在誘導(dǎo)黃瓜不定根發(fā)生的過(guò)程中的作用可能是通過(guò)HO-1依賴機(jī)制和鈣信號(hào)產(chǎn)生的。
　　 近年來(lái)，大量研究表明，氫氣(hydrogen，H2)在動(dòng)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(jī)制卻未有報(bào)道。本文通過(guò)藥理學(xué)、分子生物學(xué)的方法來(lái)驗(yàn)證H2是否能誘導(dǎo)不定根的發(fā)生，并且HO-1是否參與其中。結(jié)果顯示，與hemin類似，50％飽和度的飽和富氫水能誘導(dǎo)清