硫化氢与植物激素交叉调控种子萌发的机理研究

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Puzzling600
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种子萌发是植物生命周期至关重要的起始阶段,关系着植株后续生长,也决定着作物最终产量,因此一直都是植物学领域的研究热点,人们不断地从各种角度探究其调控机理。硫化氢(Hydrogen sulfide,H2S)作为具有广谱效应的信号分子,也被报道在种子萌发阶段发挥作用。但目前多数研究重点关注的是H2S如何缓解非生物胁迫对种子萌发的抑制,而对于正常生长条件下H2S,特别是内源H2S对种子萌发的调控机制尚不清晰。据此,我们以拟南芥种子为研究材料,初步研究发现外源H2S对于种子萌发具有双重效应,低浓度硫氢化钠(Na HS)处理对种子萌发有明显的促进,而高浓度Na HS处理则显著抑制。同时,我们还证明硫代谢途径与H2S调控种子萌发过程相关,其中半胱氨酸通过提高H2S的产生促进种子萌发。并且H2S调控的种子萌发可能不依赖于活性氧的变化。接着,我们发现植物激素参与H2S对种子萌发的调控,低浓度Na HS与脱落酸(ABA)和生长素(IAA)相拮抗,高浓度Na HS与赤霉素(GA)、乙烯(ETH)、油菜素甾醇(BR)、细胞分裂素(CTK)和水杨酸(SA)相拮抗调控种子萌发。进一步研究表明,外源H2S可能是通过调控相关基因的表达,改变种子内源激素的合成、代谢及信号转导过程,从而影响种子萌发。此外,我们还初步探究了植物激素对内源H2S的调控,发现在萌发的不同阶段,ABA和ETH与H2S存在相互调控,GA、BR、CTK和SA可能作用于H2S上游。本研究着重关注了种子萌发过程中,H2S在m RNA层面对植物激素的影响,为完善种子萌发的调控机理以及H2S的相互作用网络提供了新的见解,具有一定的理论价值。
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