过氧化氢参与调控拟南芥根部向水性的研究

王 宇, 韩 毅

(合肥工业大学 食品与生物工程学院,安徽 合肥 230601)

0 引 言

干旱是地球上最严重的非生物胁迫之一,严重影响作物生长及产量,导致农业经济巨大的损失[1]。植物的根系是最先感受到干旱的,而干旱会对植物根系造成无法挽回的损伤[2]。植物的根系会避开土壤中缺水干旱的地方,自发地向水势高的区域生长,这是植物根系的向水性(hydrotropism)生长[3-5]。但是植物的向水性调控网络目前还不清楚,因此寻找该调控网络的关键信号分子能够大大丰富植物抗旱的机制。

活性氧通常在植物细胞体内作为细胞反应的调节分子,参与植物的生长发育和向性生长等活动过程的调节[6]。而过氧化氢(H2O2)作为细胞产生的一种活性氧,是动植物细胞响应各种应激反应的重要信号分子,也是植物在受到各种生物和非生物胁迫下的重要信号分子。H2O2对于感知逆境信号,激活植物下游防御系统来应对环境胁迫起着至关重要的作用,而且还能够传导调控一系列胁迫应答[7]。H2O2是否参与植物根部向水性的调控尚不清楚。

为了探究H2O2信号和植物根部向水性之间的关系,本研究采用代谢H2O2的2个关键酶的拟南芥突变体,分别为过氧化氢酶(catalase)突变体cat2和抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase)突变体apx1。通过放大H2O2的信号,研究胁迫环境下H2O2信号和向水性之间的相关性。为了模拟干旱胁迫,本研究采用山梨醇(sorbitol)配置渗透胁迫培养基，模拟干旱胁迫下水势的差别。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验材料

实验所使用的拟南芥种子均购自美国拟南芥种子中心,拟南芥(Arabidopsisthliana)哥伦比亚野生型(Col-0),过氧化氢酶2(cat2)缺失突变体和抗坏血酸过氧化物酶(apx1)突变体。……