缺氧胁迫下一氧化氮的产生及与植物血红蛋白的反应

一氧化氮(NO)是一种活性气体，参与动物、植物和微生物的许多生物过程。这项研究的目的是:检测转基因玉米悬浮细胞培养物和转基因紫花苜蓿根在缺氧条件下是否产生NO，确定在缺氧条件下检测到的NO量与1类血红蛋白是否存在关系，评估NO在组织中的形成和分解途径，确定NO的产生与通气组织的形成是否存在关系。用玉米悬浮细胞培养物和苜蓿根，转化以表达大麦血红蛋白的义链或反义链，来过表达或过表达第一类血红蛋白。低氧胁迫24 h后，玉米细胞中NO含量最高可达500 nmol /g鲜重。低氧条件下，不同细胞系细胞中NO的稳态水平与细胞中的血红蛋白水平成反比。在有氧生长条件下未检测到no的产生。此外，EPR光谱显示，无论是野生型细胞培养物还是转化为过表达血红蛋白的培养物，在低氧暴露的玉米细胞变性样品中都存在亚硝基化血红素复合物。在有氧条件下或处理后的玉米细胞转化中，亚硝基化血红素复合物没有明显的EPR信号特征，以降低血红蛋白表达。光谱数据表明，重组玉米血红蛋白与NO反应生成高铁血红蛋白和NO_3.^-．在低氧玉米悬浮细胞培养中，硝酸盐被证明是NO的前体¹⁵没有_3.^-和EPR光谱，表明在缺氧期间通过硝酸还原酶形成NO。血红蛋白的表达与缺氧条件下的空气表达之间存在反比关系。HB.^-线显示缺氧下通气组织形成的有力证据，而Hb⁺细胞系仅显示轻微的通气组织形成特征的细胞破裂。根尖远端表达的NO水平至少是根尖的5倍。结果表明，NO在低氧胁迫下生长的植物组织中产生，提示1类血红蛋白在调节NO水平方面具有重要作用。