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血红素加氧酶(heme oxygenase, HO)和过氧化氢(hydrogen peroxide, H2O2)是植物信号传导系统的重要组成。以前的研究发现,HO-1及其产物CO介导了生长素诱导的侧根发生；同时,H202参与生长素诱导的不定根发生也有相关报道。但是,没有直接的证据表明,H2O2参与生长素诱导的侧根发生；另外,HO-1和H2O2在生长素诱导的侧根发生中的相互关系还有待研究。本论文研究表明：1.HY1参与NAA诱导的侧根发生。在四种编码拟南芥血红素加氧酶的基因冲,血红素加氧酶-1(HYl)是最重要的调节侧根发生的基因。正常生长条件下,HY1突变体hy1-100与野生型相比侧根发生减少,而另外三种HO突变体(ho2, ho3, ho4)与野生型表型一致。同时,HO-1诱导剂haemin和一氧化碳(CO)供体CORM-2均能够明显诱导拟南芥侧根的形成。生长素NAA能够诱导HYl基因表达和侧根的形成,此效应被HO-1专一性抑制剂锌原卟啉(zinc protoporphyrin IX, Znpp)所抑制。另外,相较于野生型,hy1-100对NAA处理不敏感,侧根形成较少。2.H202介导NAA诱导的HY1表达及侧根发生。添加过氧化氢(H202)清除剂ascorbic acid (AsA)和dimethylthiourea (DMTU)能够逆转NAA对HYl基因表达和侧根形成的诱导效应,表明H202参与了NAA诱导的HYl及侧根发生的信号转导过程。外源H202处理可明显诱导HYl基因表达和侧根形成,此效应同样可以被Znpp阻断；而且与野生型相比,hy1-100减少了对H202的响应。这些结果表明NAA诱导的HYl基因表达和侧根的形成是依赖于H202的产生。3.NAA诱导的H202产生及侧根发生需要HY1的参与。Haemin与NAA类似,可诱导H202产生及侧根发生；而Znpp可以显著抑制NAA诱导的H202产生以及随后的侧根发生。CORM-2同样可以诱导H202产生及侧根发生,且此效应对DMTU敏感。以上结果表明NAA诱导的H202也需要HY1及其产物CO的参与。4.进一步的实验显示,H202与CORM-2均可以阻断NPA对侧根原基的抑制效应,并且以与NAA类似的方式调节与侧根发生相关的细胞周期基因的表达,证明H202与CO在侧根早期发育中起重要的作用。综上,我们运用遗传学、药理学和分子生物学的方法表明,HY1和H202的互作参与了生长素诱导的拟南芥侧根发生。