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过氧化氢（H2O2）是活性氧（ROS）中最稳定的一种分子,在植物气孔开闭、根向重力性生长、细胞程序性死亡等过程中有重要作用。外源H2O2处理拟南芥种子,对种子的萌发及根的生长有抑制作用,根的向重力性也受到了很大影响并且诱导非向重力性生长。根对重力的感知及向重力性生长是根生长发育的关键步骤,该过程主要受到生长素的调控,那么外源H2O2是否通过影响抗氧化系统、重力感知、生长素运输及其相关细胞内信号、乙烯含量等因素,从而导致根的生长异常。故本实验通过组织染色、荧光标记、免疫组织化学、实时定量PCR等方法,试图探究以上现象的机制,所取得的主要结果如下:1.在植物种子萌发过程中,经外源H2O2处理拟南芥种子后,种子萌发及根的生长受到抑制作用,根的向重力性生长受到影响并发生弯曲现象。用不同浓度H2O2处理,发现4mMH2O2对初生根向重力性、生长抑制作用最明显,同时发生根弯曲的生长。并且在36小时之内随着处理时间的增加,萌发率不断降低,处理36小时达到最低（43.5%）。2.通过实时定量PCR对过氧化氢生成及清除系统中的关键基因的相对表达水平进行检测,发现外源H2O2影响了植物体内抗氧化系统,超氧化物歧化酶（SOD1）、抗坏血酸过氧化物酶（4PX1）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPX1）、过氧化氢酶（C4T3）等相关基因表达均有不同程度的上调,以维持细胞内H2O2浓度的相对平衡。3.经过根尖淀粉体的组织染色,以及淀粉合成、水解及转化过程中关键基因的相对表达水平进行比对,发现外源H2O2处理使植物初生根小柱细胞中淀粉体转化为其他非糖物质,导致淀粉体缺失,因而向重力性受到影响。4.利用钙离子荧光探针对根尖钙离子进行组织定位,发现外源H2O2影响钙离子在植物根部组织及细胞内的分布,根弯曲部位内侧钙离子浓度高于外侧,并且细胞液泡内钙离子浓度增加。5.通过对PINs蛋白荧光标记,发现外源H2O2影响了 PINs蛋白在细胞膜表面的极性分布,PIN1及PIN2蛋白定位由极性的分布于细胞膜一端转变为细胞膜各个方向均匀分布。6.生长素的免疫荧光标记及DR5-GFP组织表达结果显示,外源H2O2影响植物根部生长素分布,根弯曲内侧浓度高于外侧。细胞内生长素细胞通路信号分子基因相对表达量分析结果表明,细胞内生长素信号分子活性受到影响,ABP1、TTR1、AUX1等基因的相对表达水平均有上调。7.对乙烯合成途径中关键基因ACC合成酶（ACS）、ACC氧化酶（4CO）相对表达水平分析发现,外源H2O2增加了其相对表达水平,影响乙烯的合成。这些实验结果表明:经过外源H2O2处理,根尖淀粉体被转化为其他非糖物质,致使重力感知出现问题,从而影响细胞内钙离子的分布,随后PINs蛋白的组织及细胞极性分布受到影响,最终导致生长素的组织分布发生变化,因而引起初生根生长发生弯曲现象。以上研究揭示了外源H2O2与细胞内抗氧化系统、重力感受、生长素的运输及细胞内信号、乙烯合成等之间的关系,对进一步研究H2O2在植物向重力性生长中的信号分子作用有重要意义。