硫化氢对植物根系生长及组蛋白去乙酰化酶的影响

doi:10.15933/j.cnki.1004-3268.2022.02.007

摘要/Abstract

摘要： 硫化氢（H2S）对植物根系生长有调控作用，为了解H2S调控植物根长与表观遗传调控的相关性，采用不同浓度外源NaHS（H2S 供体）处理拟南芥和小麦，检测H2S 对二者根长、组蛋白去乙酰化酶（HDACs）活性及相关基因表达的影响。结果表明，外源H2S处理均可抑制拟南芥和小麦主根生长，诱导HDACs活性，调控HDACs基因表达。在拟南芥中，AtHDA2、AtHDA7、AtHDA8、AtHDA14 表达受50 μmol/L NaHS处理抑制，150 μmol/L NaHS 处理可特异性诱导AtHDA5、AtHDA6、AtHDA19 和AtSRT1 的表达，但NaHS处理对AtHDT1、AtHDT2、AtHDT3 和AtHDT4 的表达无显著影响。在小麦中，TaHDA9和TaHDA19均受100 μmol/L NaHS 处理显著诱导表达，TaHDA20 在200 μmol/L NaHS 处理下显著上调表达，而TaHDA2、TaHDA6、TaHDA8、TaHDA18、TaSRT2、TaHDT1 和TaHDT2 均在100、200 μmol/L NaHS处理下显著下调表达，50~400 μmol/L NaHS对TaHDA14 和TaHDT3 的表达均有抑制作用。值得注意的是，HDACs家族中HDA2 表达对H2S的响应在拟南芥和小麦中均随H2S浓度增加呈先降低后升高的趋势，HDA19 表达随H2S浓度增加均呈先升高后降低的趋势。综上，H₂S可能通过调节HDACs基因表达介导植物根系
生长。

关键词: 小麦, 拟南芥, 硫化氢, 根长, 组蛋白去乙酰化酶

Abstract:

Hydrogen sulfide（H₂S） regulates plant root growth.In order to further understand the correlation between H₂S regulation of plant taproot growth and epigenetic regulation，we treated Arabidopsis thaliana and wheat with different concentrations of exogenous NaHS（H₂S donor）.The effects of H2S on root length，histone deacetylases（HDACs） activity and related gene expression were investigated.The results showed that exogenous H₂S treatment could inhibit the growth of taproots，induce the activity of HDACs and regulate the expression of HDACs gene in Arabidopsis and wheat.In Arabidopsis thaliana，the expressions of AtHDA2，AtHDA7，AtHDA8 and AtHDA14 were inhibited by 50 μmol/L NaHS treatment，and the expressions of AtHDA5，AtHDA6，AtHDA19 and AtSRT1 were specifically induced by 150 μmol/L NaHS treatment. However，NaHS treatment had no significant effect on the expression of AtHDT1，AtHDT2，AtHDT3 and AtHDT4.In wheat，TaHDA9 and TaHDA19 were significantly induced by 100 μmol/L NaHS，and TaHDA20 was significantly up‑regulated by 200 μmol/L NaHS.However，TaHDA2，TaHDA6，TaHDA8，TaHDA18，TaSRT2，TaHDT1 and TaHDT2 were significantly down‑regulated under 100 and 200 μmol/L NaHS treatments.The expressions of TaHDA14 and TaHDT3 were inhibited by 50—400 μmol/L of NaHS.It was noteworthy that the expression of HDA2 in the HDACs family decreased first and then increased with the increase of H₂S concentration，and the expression of HDA19 increased first and then decreased with the increase of H₂S concentration in Arabidopsis and wheat.In conclusion，H₂S may mediate plant root growth by regulating the expression of HDACs genes.

Key words: Wheat, Arabidopsis, Hydrogen sulfide, Root length, Histone deacetylase

中图分类号:

Q945

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图/表 5

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