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国家工程技术图书馆
2022年11月29日
摘要: 血红素加氧酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)催化血红素(heme)降解,生成胆绿素(biliverdin,BV),一氧化碳(carbon monoxide,CO)和亚铁离子(ferrous iron,Fe2+)。研究证实在哺乳动物中,HO-1为诱导型,在大多数组织内呈低水平表达,当受到血红素、高氧... 展开 血红素加氧酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)催化血红素(heme)降解,生成胆绿素(biliverdin,BV),一氧化碳(carbon monoxide,CO)和亚铁离子(ferrous iron,Fe2+)。研究证实在哺乳动物中,HO-1为诱导型,在大多数组织内呈低水平表达,当受到血红素、高氧、缺氧、热休克、内毒素、过氧化氢、细胞因子、紫外线、重金属和NO等诱导剂诱导时,会大量表达,具有抗炎抗氧化、抗凋亡、抗增生效应。另外,HO-1/CO系统对低氧缺血性脑损伤,心血管疾病,内分泌系统疾病以及其他一些疾病具有防护作用。那么植物中HO-1有什么功能呢?植物中HO-1/CO系统是否也具有类似动物中的功能呢? 本实验根据NCBI数据库公布的部分NtHO-1基因的mRNA序列(AF473906.1),提取三生烟草(Nicotiana tabacum L.cv.Samsun NN)总RNA,翻转录成cDNA后,运用Race法扩增到NtHO-1基因完整的蛋白编码(CDS)序列,构建NtHO-1基因超量表达载体以及NtHO-1-RNAi表达载体和NtHO-1-VIGS表达载体,通过农杆菌侵染介导,叶盘法培育NtHO-1基因超量表达、NtHO-1-RNAi幼苗以及NtHO-1-VIGS植株,温室生长2个月左右后,对T0代株系进行抗旱性、抗病性测定,结果显示与对照株系和沉默株系相比,NtHO-1基因超量表达株系,显著提高了烟草的抗旱性,而且NtHO-1-RNAi株系的抗旱性最差。干旱胁迫下,对抗旱相关物质含量进行测定,数据显示NtHO-1基因超量表达株系相关物质含量最高;NtHO-1-VIGS株系与对照株系相比,抗旱性也减弱,这些数据暗示NtHO-1基因参与了植物耐旱胁迫的生理过程。汁液摩擦法接种烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus; TMV)进行抗性检测,数据显示NtHO-1基因超量表达株系与对照和NtHO-1-RNAi株系相比发病减弱。RT-RCR发现NtHO-1基因超量表达株系叶片中PR(l)a、PR(l)b基因表达水平高于对照组和NtHO-1-RNAi组,暗示NtHO-1基因可能通过调控抗病相关基因来抗御TMV的侵染。T0代转基因烟草温室培养收种后,对T0代种子萌发进行耐盐性实验,在100mM NaCL胁迫下,NtHO-1基因超量表达株系种子萌发率最高,明显高于其他株系,5天后测量发芽种子根长和芽长,同样也是超量表达株系最长,并且RNAi株系最短,初步得到结论:NtHO-1基因超量表达缓解了盐胁迫对烟草种子萌发和根芽生长的抑制。实验还发现无环境胁迫正常生长情况下,超量表达株系幼苗生长要明显好过对照株系,因此NtHO-1基因对烟草生长有可能具有调控作用。有报道称HO-1很有可能和CO作为一个系统来发挥作用,因此我们对三种环境胁迫下CO的含量进行了测定,发现CO含量均有所升高,且NtHO-1基因超量表达株系中CO含量最高,并且在种子萌发实验试验中,NtHO-1基因超量表达株系种子在CO清除剂或HO-1抑制剂存在下,种子萌发率下降,根长芽长也缩短,暗示CO可能参与了HO-1调控的抗御缓解胁迫对烟草危害的过程。 收起
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