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氢气促进植物不定根形成的机制
作者:admin    发布于:2019-06-15 08:43    文字:【 】【 】【
        氢气生物学效应的研究已经成为国际研究热点,中国学者在氢气生物学效应方面有突出的贡献,众多医学研究学者参与了这一研究,目前已经发表相关SCI论文超过100篇,占国际这一领域的几乎50%。在氢气植物生理效应研究方面,中国学者的贡献是独一无二的,到目前为止,来自南京农业大学和中国科学院华南植物园的5篇相关SCI研究论文,先后从氢气提高植物抗逆能力,提高抗氧化酶,促进内源性氢气产生,促进生长素相关受体基因表达等方面作出突出贡献,奠定了氢气植物效应研究的基础,为氢气生物学效应机制的研究提供了新的研究表型。最近南京农业大学再发论文,阐述氢气可能通过一氧化碳信号系统参与植物不定根形成的调节。研究论文最近在线发表于Journal ofPlant Physiology。
        氢气是一种内源性植物活性分子。尽管氢气曾经被认为属于生物学惰性气体,最近的大量研究提示氢气作为一种抗氧化剂可治疗多种动物疾病,并协助植物对抗环境应激。但是,氢气对植物根的形态模式是否可以调节仍不清楚。本研究中,来自南京农业大学的学者,用氢气水作用于黄瓜外植体,观察氢气的植物生理性作用,分析氢气在促进不定根形成过程中可能依赖的信号传导通路。研究结果显示,50%饱和度的氢气水溶液可以模拟氯化血红素的作用,氯化血红素是一氧化碳合成酶(血红素加氧酶1)的诱导剂,血红素加氧酶1在植物不定根形成过程中发挥关键作用。进一步研究发现,氢气的上述效应可以被N-1-naphthylphtalamic acid(一种生长素转运体抑制剂)阻断。氢气处理后黄瓜外植体血红素加氧酶1基因表达和蛋白水平均上调,氢气可诱导生长素信号和不定根形成相关基因的表达,这些基因包括CsDNAJ-1, CsCDPK1/5, CsCDC6,CsAUX22B样, CsAUX22D样都和血红素加氧酶1关系密切,血红素加氧酶1阻断剂锌卟啉可影响上述基因表达。上述作用可以被一氧化碳反转,进一步确定了血红素加氧酶1/一氧化碳在氢气诱导效应中作用的特异性。但另外一种著名的抗氧化物质维生素C对不定根形成没有影响,这提示氢气的效应可能和氧化还原平衡没有关系。总之,上述结果暗示氢气水诱导不定根至少部分通过血红素加氧酶1/一氧化碳信号系统介导。研究说明氢气可作为植物根发生的理想诱导剂
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