H2S信號在白菜應對冷脅迫過程中的生理作用.pdf

1、硫化氫（H2S）作為第三種氣體信號分子，近年來被人們廣泛地關注和研究。其最先在動物中被證實有著諸多的作用，不論是在心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)或是其他系統(tǒng)中均發(fā)揮著重要的生理功能。隨著對H2S研究的不斷深入，其在植物生長發(fā)育及響應脅迫過程中的重要功能被逐一證實。目前，植物體內H2S生成最主要的研究對象為L/D-半胱氨酸脫巰基酶LCD、DCD和O-乙酰絲氨酸裂解酶家族中的DES1。研究發(fā)現(xiàn)H2S在植物萌發(fā)、根形態(tài)的建成等多個生長發(fā)育階段

2、均有著重要的作用，并且植物在應對干旱、重金屬等多種脅迫時，體內H2S含量會有所增加，以提高植物對脅迫的抵御能力。本文主要研究冷脅迫下白菜（Brassica rapa var. pekinensis）幼苗體內H2S產(chǎn)生和變化及外源H2S對冷脅迫下白菜幼苗生長的影響，以加深對植物響應冷脅迫生理機制的理解。
　　本研究主要內容包括：⑴隨著4℃低溫脅迫時間的逐漸延長，白菜幼苗受到的生長抑制愈發(fā)顯著，其株高和葉寬顯著降低。隨著幼苗受到脅迫程

3、度的逐步增加，體內抗氧化酶活性也在逐漸升高，以應對由于低溫引起的活性氧升高。冷脅迫誘導后，白菜內源H2S主要生成酶編碼基因LCD、DCD和DES1表達水平極顯著上調，并且伴隨H2S產(chǎn)率及幼苗體內H2S含量均顯著增加，暗示二者之間存在著潛在緊密聯(lián)系。⑵在冷脅迫條件下，外源 H2S預處理的白菜幼苗地上部分高度、葉寬和相對含水量等指標均比對照表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢；且經(jīng)過H2S預處理后光合色素含量大幅升高，光合速率顯著提升，光合作用中部分捕光蛋白、鐵

4、氧還蛋白和硫氧還蛋白編碼基因表達量同時顯著上調。可見，生理濃度H2S預處理可通過誘導上調白菜幼苗光合作用相關基因表達量和提升凈光合速率，提高其光合作用強度，進而促進冷脅迫下白菜幼苗的生長。⑶冷脅迫下，外源H2S預處理的白菜幼苗體內滲透調節(jié)物質脯氨酸、可溶性糖的含量顯著升高，且H2O2含量、MDA含量和蛋白質羰基化（PCO）水平顯著降低，即H2S預處理后白菜幼苗受到的氧化脅迫減弱，但在冷脅迫后抗氧化酶（SOD、POD、CAT和 APX）活