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科研進(jìn)展
昆明植物所解析一氧化氮與過氧化氫信號參與植物化感響應(yīng)過程中的內(nèi)在機(jī)制 文章來源:青高所昆明部 | 發(fā)布時間:2014-02-13 | 作者:胡向陽 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 一氧化氮與過氧化氫都是重要的信號分子發(fā)揮諸多的生理學(xué)效應(yīng), 越來越多的證據(jù)表明這兩類信號分子也參與植物的生長發(fā)育, 抗病反應(yīng)以及諸多的非生物脅迫過程, 它們介導(dǎo)植物生理學(xué)效應(yīng)的內(nèi)在分子機(jī)理也是當(dāng)前植物生理學(xué)研究的熱點(diǎn)。化感作用(Allelopathy)是指一種生物產(chǎn)生一種或多種化學(xué)成分以影響其他生物生長、生存與繁殖的生物學(xué)現(xiàn)象。植物化感作用已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)有近二千多年,但是其內(nèi)在分子機(jī)制一直缺少深入的研究。由于植物化感作用的理論和實(shí)踐能實(shí)現(xiàn)農(nóng)林業(yè)的持續(xù)發(fā)展和達(dá)到對自然資源的保護(hù),近年植物化感作用已成為科學(xué)研究的前沿之一。 化合物p-Hydroxybenzoic acid (pHBA)是一類廣泛存在的具用化感效應(yīng)的化合物,土壤中的pHBA能夠明顯的抑制某些植物的生長發(fā)育。中國科學(xué)院昆明植物研究所胡向陽研究組的博士生關(guān)艷龍利用模式植物擬南芥為材料,發(fā)現(xiàn)極低濃度的pHBA就能夠明顯地抑制擬南芥根系的正常伸長,并在根系中伴隨著大量的一氧化氮與過氧化氧的產(chǎn)生;藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)表明pHBA誘導(dǎo)的一氧化氮與過氧化氫都可以被一氧化氮與過氧化氫合成酶特異性抑制劑所抑制,并且這些抑制劑處理可以進(jìn)一步加重pHBA對擬南芥根系化感抑制作用;遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)表明與野生型擬南芥相比, pHBA處理不能在一氧化氮與過氧化氫相關(guān)突變體中有效誘導(dǎo)一氧化氮與過氧化氫的產(chǎn)生,并且pHBA處理加重這些突變體根系化感抑制作用,但是外源附加低濃度的一氧化氮與過氧化氮可以部分削弱pHBA處理對這些突變體的抑制作用。進(jìn)一步結(jié)合藥理學(xué)與遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)室表明擬南芥響應(yīng)pHBA 處理化感作用過程中,一氧化氮可能作用于過氧化氫的上游。 該研究結(jié)果以“Nitric Oxide and Hydrogen Peroxide as the important signals mediate the allelopathic response of Arabidopsis to pHydroxybenzoic acid ”為題發(fā)表在植物生理專業(yè)期刊Physiologia Plantarum 雜志,論文鏈接http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24502504. 該研究項(xiàng)目得到云南省中青年學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人后備人才項(xiàng)目(No.2012HB041)與自然基金委項(xiàng)目(No. 31170256)資助。 化合物pHBA處理抑制野生型擬南芥(左)與過氧化氫合成缺陷突變體(rboh D/F)根系伸長 化合物pHBA處理抑制野生型擬南芥(左)與一氧化氮合成相關(guān)缺陷突變體(noa1)根系伸長
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