论文摘要
血红素加氧酶（Heme oxygenase, HO）催化降解血红素产生胆绿素、亚铁离子和一氧化碳。大量的研究表明HO在植物新陈代谢和防护反应中具有重要作用。已有报道大豆中血红素加氧酶的表达受UV-B辐射的诱导,并且具有抗氧化的作用,然而具体的作用机制却不明确。本文研究了拟南芥HO在响应UV-B辐射中的作用。拟南芥中存在四个HO基因,包括HY1, HO2, HO3和HO4。为了确定这四个HO基因在应对UV-B胁迫中的作用,我们以鲜重和主根伸长为指标,比较了拟南芥野生型与HO的四种突变体hy1-100, ho2, ho3和ho4对UV-B的敏感性。结果显示,hy1-100突变体对UV-B更加敏感。而且,UV-B处理后HYl基因表达显著上调,而HO2, HO3和HO4 mRNA只有微弱增加。进一步采用ho2/ho3, ho2/ho4, ho3/ho4和ho2/ho3/ho4突变体为材料,研究结果显示H02,H03和H04并不参与UV-B耐性。UV-B（280-315 nm）是太阳光的正常组分之一。植物的生长发育需要太阳光,因此不可避免地遭受UV-B辐射的影响。然而,生物体已经进化出抵御UV-B伤害的保护机制,其中最主要的机制之一是合成能够吸收UV光的化合物。进一步研究发现,与野生型拟南芥相比,hy1-100突变体中类黄酮和花青素含量显著下降；当受到UV-B辐射时,野生型中类黄酮和花青素含量显著增加,而hy1-100突变体中只有微弱增加。采用qRT-PCR分析类黄酮化合物合成基因表达结果显示,hy1-100中UV-B诱导的类黄酮化合物基因的表达受到一定程度的抑制。进一步的qRT-PCR及Western blot分析证明,在正常生长条件或UV-B辐射条件下,与野生型相比,hy1-100突变体中类黄酮合成途径的关键酶查尔酮合酶（CHS）在转录本水平和蛋白质水平均受到一定程度的抑制；相反,HYl催化反应的底物CO供体CORM-2缓解了UV-B辐射引起的hy1-100突变体鲜重和叶绿素含量的下降,并且增加了类黄酮及花青素的含量。总之,通过分子生物学和遗传学的手段,本文的研究结果暗示HO-1是拟南芥响应UV-B辐射信号转导中的重要组分之一,其保护作用与诱导类黄酮化合物积累有关。