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血红素加氧酶1与过氧化氢的互作介导生长素诱导的拟南芥侧根发生

2020-12-29阅读(389)

血红素加氧酶1与过氧化氢的互作介导生长素诱导的拟南芥侧根发生

论文摘要

血红素加氧酶（heme oxygenase, HO）和过氧化氢（hydrogen peroxide, H2O2）是植物信号传导系统的重要组成。以前的研究发现,HO-1及其产物CO介导了生长素诱导的侧根发生；同时,H202参与生长素诱导的不定根发生也有相关报道。但是,没有直接的证据表明,H2O2参与生长素诱导的侧根发生；另外,HO-1和H2O2在生长素诱导的侧根发生中的相互关系还有待研究。本论文研究表明：1.HY1参与NAA诱导的侧根发生。在四种编码拟南芥血红素加氧酶的基因冲,血红素加氧酶-1（HYl）是最重要的调节侧根发生的基因。正常生长条件下,HY1突变体hy1-100与野生型相比侧根发生减少,而另外三种HO突变体（ho2, ho3, ho4）与野生型表型一致。同时,HO-1诱导剂haemin和一氧化碳（CO）供体CORM-2均能够明显诱导拟南芥侧根的形成。生长素NAA能够诱导HYl基因表达和侧根的形成,此效应被HO-1专一性抑制剂锌原卟啉（zinc protoporphyrin IX, Znpp）所抑制。另外,相较于野生型,hy1-100对NAA处理不敏感,侧根形成较少。2.H202介导NAA诱导的HY1表达及侧根发生。添加过氧化氢（H202）清除剂ascorbic acid （AsA）和dimethylthiourea （DMTU）能够逆转NAA对HYl基因表达和侧根形成的诱导效应,表明H202参与了NAA诱导的HYl及侧根发生的信号转导过程。外源H202处理可明显诱导HYl基因表达和侧根形成,此效应同样可以被Znpp阻断；而且与野生型相比,hy1-100减少了对H202的响应。这些结果表明NAA诱导的HYl基因表达和侧根的形成是依赖于H202的产生。3.NAA诱导的H202产生及侧根发生需要HY1的参与。Haemin与NAA类似,可诱导H202产生及侧根发生；而Znpp可以显著抑制NAA诱导的H202产生以及随后的侧根发生。CORM-2同样可以诱导H202产生及侧根发生,且此效应对DMTU敏感。以上结果表明NAA诱导的H202也需要HY1及其产物CO的参与。4.进一步的实验显示,H202与CORM-2均可以阻断NPA对侧根原基的抑制效应,并且以与NAA类似的方式调节与侧根发生相关的细胞周期基因的表达,证明H202与CO在侧根早期发育中起重要的作用。综上,我们运用遗传学、药理学和分子生物学的方法表明,HY1和H202的互作参与了生长素诱导的拟南芥侧根发生。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 缩略词表
  • 第一章 文献综述
  • 第一节 侧根
  • 1 简介
  • 2 侧根发育过程
  • 3 生长素与侧根发生
  • 4 周期基因
  • 第二节 过氧化氢
  • 1 简介
  • 2 来源
  • 3 过氧化氢介导的生理过程
  • 3.1 根系发育
  • 3.2 ABA介导的气孔关闭
  • 3.3 Auxin介导的根向地性
  • 3.4 PCD
  • 第三节 血红素加氧酶
  • 1 简介
  • 2 参与胁迫应答
  • 3 参与生长发育
  • 第四节 本研究开展的意义
  • 第二章 材料与方法
  • 1、材料培养
  • 2、试剂
  • 3、RNA的提取和半定量RT-PCR、定量RT-PCR
  • 4、激光共聚焦
  • 2O2含量测定'>5、H2O2含量测定
  • 6、统计分析
  • 第三章 结果与分析
  • 2O2产生和侧根发生'>1、NAA诱导HY1表达、H2O2产生和侧根发生
  • 2、NAA对4种HO基因表达的影响
  • 3、HY1突变体hy1-100对NAA不敏感
  • 4、Haemin和CORM-2对拟南芥侧根的诱导效应
  • 2O2阻断NAA对HY1转录本及侧根形成的诱导效应'>5、清除H2O2阻断NAA对HY1转录本及侧根形成的诱导效应
  • 2O2产生及侧根发生'>6、Rboh参与NAA诱导的H2O2产生及侧根发生
  • 2O2诱导的拟南芥侧根发生'>7、HY1介导H2O2诱导的拟南芥侧根发生
  • 2O2产生及侧根发生'>8、HY1参与NAA诱导的H2O2产生及侧根发生
  • 2O2和CORM-2逆转NPA处理对侧根发生的抑制'>9、H2O2和CORM-2逆转NPA处理对侧根发生的抑制
  • 10、细胞周期基因的变化
  • 第四章 讨论
  • 2O2介导生长素诱导的侧根发生'>一、H2O2介导生长素诱导的侧根发生
  • 二、HY1介导生长素诱导的侧根发生
  • 2O2的互作'>三、生长素信号下HY1与H2O2的互作
  • 四、全文结论
  • 参考文献
  • 研究生期间发表的研究论文
  • 致谢

    • 相关论文文献

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