血红素氧合酶（HO）通过维持体内的K+和改变SOS1的表达调节拟南芥的抗盐性
盐胁迫是一个严重的逆境导致农作物减产。通过遗传改造获得抗盐品种是应对盐胁迫的重要选项。盐胁迫导致ROS爆发是一个普遍的特征。最近发现的血红素氧合酶（HO，EC 1.14.99.3）在植物抗氧化网络（清除ROS）中发挥着重要作用。然而，HO的生理机制和下游的靶标还不清楚。
为了解决这个问题，2013年澳大利亚塔斯马尼亚大学（University of Tasmania）的Jayakumar Bose和Sergey Shabala教授与南京农业大学（Nanjing Agricultural University）的沈文飚教授合作，使用非损伤微测技术等方法比较了HO超表达（35S:HY1-1/2/3/4）和缺失功能的突变体（hy-100, ho2, ho3, ho4）拟南芥根在盐处理下离子转运（K+、H+流速，膜电势）和基因表达图谱的差异。在盐胁迫下HO超表达的突变体与缺失功能的突变体相比，根表皮细胞中保留更多的K+（更少的K+外流），更好的膜电势调节能力（维持更多的负电势），更高的H+外流活性。药理学实验表明，在HO超表达突变体中有更高的质膜H+-ATPase活性，进而提供质子驱动力，维持膜电势，保留K+。基因表达分析揭示HO超表达的拟南芥质膜中的H+-ATPase（AHA1/2/3）和Na+/H+反向转运体（SOS1）的转录高表达。
研究认为HO通过调节质膜的H+-ATPase来保留更多的K+以及改变SOS1的转录水平来提高拟南芥的抗盐性。这个工作强调了HO在盐胁迫下植物保K+排Na+的有益作用，在将来抗盐作物育种中HO能作为靶标进行育种的定向改变。
参考文献：Bose J, et al. Haem oxygenase modifies salinity tolerance in Arabidopsis by controlling K+ retention via regulation of the plasma membrane H+-ATPase and by altering SOS1 transcript levels in roots. Journal of Experimental Botany, 2013, 64: 471-481. (2011 IF 5.364)
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图注：100Mm NaCl对不同基因型拟南芥根部H+流速的影响。A图是指NaCl处理后H+的快速变化；B图是指NaCl处理一小时后平均的H+外流。图中正值为内流，负值为外流。
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