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我们前文的研究发现,血红素加氧酶-1/一氧化碳(heme oxygenase-1/carbon monoxide, HO-1/CO)信号系统能作为一个下游信号系统在生长素诱导黄瓜不定根发生过程中起着重要的调控作用(Xuan et al.2008).硫化氢(hydrogen sulfide, H2S)是一种新型的内源性气体信号分子。本研究为验证HO-1是否参与H2S诱导的不定根的发生,用H2S供体NaHS、HO-1诱导剂hemin和HO-1抑制剂锌原卟啉(zinc protoporphyrin,ZnPP)并与HO-1产物CO、胆红素(bilirubin,BR)和Fe2+组合使用,处理清除生长素的黄瓜外植体。结果显示,NaHS产生了类似于氯化血红素(hemin)的诱导效应；为了进一步实验证实NaHS产生的H2S或HS-而非其他分解产物具有促进作用,采用各种含硫钠盐处理外植体,发现这些物质均无促进作用；外源的H2S能上调黄瓜HO-1转录本(CsHO1)和蛋白水平,还能上调负责HO-1/CO系统诱导黄瓜不定根发生的靶基因,包括CsDNAJ-1和CsCDPK1/5,最终促进不定根的发生；ZnPP显著抑制上述过程,30%饱和度的CO水溶液却能部分缓解这些抑制过程；H2S清除剂亚牛磺酸(hypotaurine, HT)却不影响hemin和CO诱导的黄瓜不定根发生。上述结果表明HO-1参与了H2S诱导的黄瓜不定根发生。在苜蓿幼苗根部,β-环糊精-氯化血红素包合物(β-cyclodextrin-hemin, CDH)通过调控HO-1基因的表达来对抗镉诱导的氧化伤害和毒性。本文进一步验证CDH是否产生激素类似反应。结果显示,CDH和HO-1诱导剂hemin都能上调CsHO1的表达并促进黄瓜不定根的发生；HO-1抑制剂ZnPP能阻断CDH的诱导反应,而30%饱和度的CO水溶液却能恢复,表明CDH的作用对HO-1是专一性的；进一步分子实验证明CDH诱导的HO-1参与不定根发生与其调控包括CsDNAJ-1和CsCDPK1/5等靶基因的表达有关,上述诱导效应能被ZnPP抑制但能进一步被CO所恢复；Ca2+螯合剂乙二醇双四乙酸[ethylene glycol-bis(2-aminoethylether)-N,N,N’,N’-tetraacetic acid, EGTA]和Ca2+通道抑制剂氯化镧(lanthanum chloride)不仅能减弱CDH对黄瓜不定根发生的诱导,还能下调上述三个靶基因的表达；抗氧化剂抗坏血酸(ascorbic acid,AsA)不能产生与CDH相似的诱导不定根发生的反应。总之,CDH在诱导黄瓜不定根发生的过程中的作用可能是通过HO-1依赖机制和钙信号产生的。近年来,大量研究表明,氢气(hydrogen,H2)在动物体和临床上是一种治疗性的抗氧化剂；然而,在植物体中,H2的生理作用和作用机制却未有报道。本文通过药理学、分子生物学的方法来验证H2是否能诱导不定根的发生,并且HO-1是否参与其中。结果显示,与hemin类似,50%饱和度的饱和富氢水能诱导清除生长素的黄瓜不定根的发生,上调CsHO1及其蛋白质水平以及靶基因CsDNAJ-1和CsCDPK1/5的表达。使用HO-1抑制剂ZnPP能阻断H2的诱导反应,而30%饱和度的CO水溶液却能恢复。总之,H2在诱导黄瓜不定根发生的过程中的作用可能是通过HO-1/CO信号系统产生的。