小麦TaLCD基因的克隆及其对渗透胁迫的调节作用

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张扬, 刘华杰, 薛瑞丽, 李海霞, 李华^,^*河南农业大学生命科学学院, 郑州 450002

Cloning of Wheat TaLCD Gene and Its Regulation on Osmotic Stress

Yang Zhang, Huajie Liu, Ruili Xue, Haixia Li, Hua Li^,^*College of Life Sciences, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China

通讯作者: * E-mail: lihuahnnd@163.com

责任编辑: 白羽红
收稿日期:2019-06-14接受日期:2019-11-5网络出版日期:2020-03-01

基金资助:

国家自然科学基金(31501238)
国家重点研发计划(No.2017YFD0300408)

Corresponding authors: * E-mail: lihuahnnd@163.com
Received:2019-06-14Accepted:2019-11-5Online:2020-03-01

摘要
半胱氨酸脱巯基酶(CDes)可催化降解半胱氨酸(Cys)生成硫化氢(H₂S)。通过克隆小麦(Triticum aestivum)中的L-半胱氨酸脱巯基酶基因TaLCD, 并将其在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中过表达, 探讨TaLCD对渗透胁迫条件下种子萌发和根系生长的影响, 并分析其对干旱胁迫的调节作用。结果显示, 盐胁迫条件下, TaLCD过表达植株种子萌发率显著高于野生型; 甘露醇处理条件下, TaLCD过表达植株的根长也显著高于野生型, 且TaLCD过表达显著提高植株抗旱性。此外, TaLCD过表达植株对ABA更加敏感, ABA处理下TaLCD过表达植株的种子萌发率及根长均显著低于野生型。干旱胁迫下, TaLCD过表达植株胁迫响应基因(COR47、RD29A、RAB18和RD22)及ABA信号途径相关基因(NCED3、HAB1、HAB2、ABI1、ABI2和ABF2)的表达水平均显著高于野生型。因此推测, TaLCD增强植株抗旱和抗盐能力可能依赖于ABA信号途径。
关键词： TaLCD;渗透胁迫;ABA;萌发和生长

Abstract

Cysteine desulphydrase (CDes) can degrade cysteine (Cys) to form hydrogen sulfide (H₂S). In this study, L-cysteine desulphydrase TaLCD from wheat (Triticum aestivum) was cloned and overexpressed in Arabidopsis thaliana. The effects of TaLCD on seed germination and root growth under osmotic stress in TaLCD overexpressing plants were examined, and the response to drought stress was also investigated. The results showed that, the seed germination rate of TaLCD overexpressing plants under salt treatment was remarkably higher than the wild type (WT), and the root length of TaLCD overexpressing plants was obviously longer when exposed to mannitol. Moreover, overexpression of TaLCD distinctly increased plant drought resistance. In addition, TaLCD overexpressing plants were more sensitive to ABA, with decreased seed germination rate and root length under ABA treatment. Furthermore, the expression of stress-responsive genes (COR47, RD29A, RAB18 and RD22) and ABA signaling pathway-related genes (NCED3, HAB1, HAB2, ABI1, ABI2 and ABF2) was significantly higher in TaLCD overexpressing plants than that in WT under drought stress. These results suggest that TaLCD enhances the drought and salt tolerance of plants possibly by ABA signaling pathway.

Keywords：TaLCD;osmotic stress;ABA;germination and growth

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引用本文
张扬, 刘华杰, 薛瑞丽, 李海霞, 李华. 小麦TaLCD基因的克隆及其对渗透胁迫的调节作用. 植物学报, 2020, 55(2): 137-146 doi:10.11983/CBB19109
Zhang Yang, Liu Huajie, Xue Ruili, Li Haixia, Li Hua. Cloning of Wheat TaLCD Gene and Its Regulation on Osmotic Stress. Chinese Bulletin of Botany, 2020, 55(2): 137-146 doi:10.11983/CBB19109

人类认识和研究硫化氢(H₂S)已有300多年的历史。长期以来, 高浓度H₂S常因抑制线粒体细胞色素氧化酶C的活性被认为是毒性物质。但近年来的研究显示, H₂S同一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)一样可作为信号分子调节植物的生长发育。例如, 外源H₂S可促进气孔关闭(García-Mata and Lamattina, 2010; 侯智慧等, 2011); 提高大豆(Glycine max)、玉米(Zea mays)、小麦(Triticum aestivum)和豌豆(Pisum sativum)的发芽率与生长速率(Dooley et al., 2013); 调节根系发育(Jia et al., 2015); 介导植物衰老(Zhang et al., 2011)。此外, H₂S还能响应各种生物和非生物胁迫。例如, NaHS (H₂S供体)可缓解铜、铝和铬等重金属胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长的抑制效应(Zhang et al., 2008, 2010a, 2010b); 缓解大麦(Hordeum vulgare)铝中毒现象(Chen et al., 2013); 增强烟草(Nicotiana tabacum)悬浮细胞在高温胁迫下的存活率及生长能力(Li et al., 2012); 提高苜蓿(Medicago sativa)种子萌发时的耐盐性(Wang et al., 2012); 增强狗牙根(Cynodon dactylon)对盐胁迫、渗透胁迫及低温的抗性(Shi et al., 2013); 缓解小麦干旱胁迫(Li et al., 2015)。

植物体内源H₂S主要由半胱氨酸脱巯基酶(cysteine desulphydrase, CDes)催化降解半胱氨酸(Cys)生成。CDes在植物中主要有2种类型: 以L-Cys为底物的L-半胱氨酸脱巯基酶(LCD)和以D-Cys为底物的D-半胱氨酸脱巯基酶(DCD)。LCD和DCD均能催化降解半胱氨酸产生H₂S, DCD主要定位在细胞质, LCD存在于叶绿体和线粒体中(Guo et al., 2016)。CDes对植物生长发育及非生物胁迫响应具有重要调节作用。例如, 在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21中过表达拟南芥D/LCDes基因, 能增强BL21对Cd的耐受性, 减少H₂O₂和丙二醛(MDA)的产生(Shen et al., 2012)。拟南芥双突变体lcd/dcd比野生型对干旱更敏感(Jin et al., 2013; Shi et al., 2015), 而AtD/LCDes过表达植株具有较强的抗旱性(Shi et al., 2015)。LCD基因诱导表达可增强拟南芥对Cr⁶⁺胁迫的抗性; 相反, lcd突变体对Cr⁶⁺更敏感(Fang et al., 2017)。

众多研究显示, H₂S参与ABA信号转导途径。在蚕豆(Vicia faba)、拟南芥及洋凤仙(Impatiens walleriana)中的研究表明, H₂S促进干旱胁迫下的气孔关闭过程可能通过调节ABC转运体参与依赖ABA的信号途径。在aba3和abi1突变体中, AtLCD基因表达水平降低, 内源H₂S含量减少, 而ABA受体基因在atlcd突变体中上调表达, 在NaHS (H₂S供体)处理后下调表达(Jin et al., 2013)。拟南芥突变体lcd气孔开度显著大于野生型, 对干旱胁迫更加敏感。而NaHS可促进aba3和abi1突变体的气孔关闭, ABA诱导的气孔关闭在lcd突变体中有所减弱(Jin et al., 2013)。H₂S对小麦干旱胁迫的缓解作用也部分依赖于ABA信号途径, 干旱胁迫下, NaHS可调节ABA信号途径相关基因表达(Li et al., 2017), 诱导小麦叶片中ABA合成及活化相关基因表达, 根中ABA合成及代谢相关基因上调表达(Ma et al., 2016)。

H₂S在植物中的生理功能已得到广泛研究, 但主要是通过H₂S供体、H₂S清除剂或H₂S合成抑制剂等外源物质进行研究, 而内源H₂S的遗传学研究较少。CDes是植物内源H₂S产生的主要来源, 在拟南芥中已克隆到D-和L-CDes, 并对其相关功能进行鉴定。而后, 油菜(Brassica napus)中的LCD也被克隆(Xie et al., 2013)。但对小麦中H₂S产生基因CDes的研究尚无报道。本研究通过克隆小麦LCD基因, 进而探讨其对干旱和盐胁迫的调节作用及对ABA信号的响应。

1 材料与方法

1.1 材料培养及处理

以小麦(Triticum aestivum L.)洛旱6号(LH-6)为实验材料。取小麦种子, 用5% H₂O₂消毒3分钟, 清水冲洗5次, 蒸馏水浸泡4-6小时, 然后将种子放在湿润的滤纸上催芽。2天后将其移至1/4Hoagland营养液中培养, 培养温度为25°C/20°C (白天/黑夜), 14小时光照/ 10小时黑暗, 相对湿度为70%。14天后将小麦转移至含20% PEG6000和200 mmol∙L^-1NaCl的营养液中继续培养。分别于0、3、6、12和24小时取样分析, 以正常培养作为对照。

拟南芥种子经表面消毒灭菌后, 播种到含0、50、100、150、200 mmol∙L^-1 NaCl及0.5、1.0 μmol∙L^-1 ABA的1/2MS培养基上, 4°C放置3天后, 在22°C/ 20°C、16小时光照/8小时黑暗条件下生长, 4天后统计发芽率, 10天后测量根长。将拟南芥种子播种到1/2MS培养基上, 正常生长4天后, 将其转移到含150和200 mmol∙L^-1甘露醇的1/2MS培养基上继续生长, 10天后测定根长。

1.2 TaLCD克隆、载体构建及转化

从NCBI下载水稻(Oryza sativa) LCD (XM015757751.2)的CDS序列, 将此序列与NCBI中小麦EST序列进行同源比对, 获得同源性较高的EST序列, 然后将得到的ESTs在PRABI (http://doua.prabi.fr/software/cap3)拼接成更长的基因序列, 并使用NCBI的ORF Finder工具对基因的CDS区和氨基酸序列进行预测, 最终得到小麦LCD基因的ORF全长。根据获得的ORF序列设计引物LCD-F (5°-ATGGCGTCGATGGCGTC-3°), LCD-R (5°-TCAAGCCAGAGCTTCTTGCTTC-3°)。以洛旱6号小麦cDNA为模板进行PCR扩增, 得到目的基因片段。分别使用DNAMAN、MEGA 6.0 (Tamura et al., 2011)和SMART (Letunic et al., 2015)软件对目的片段进行同源比对, 构建进化树并进行蛋白结构域分析。

根据测序获得的LCD序列, 在5°和3°端引物分别加上NcoI和BglII限制性内切酶位点并再次进行PCR扩增。PCR扩增产物通过NcoI和BglII限制性内切酶位点连接到pCAMBIA1301载体上, 以获得TaLCD过表达载体。通过农杆菌介导法将TaLCD转入拟南芥, 获得转基因植株。本研究所用转基因植株均为T₃代纯合体。

1.3 种子萌发和根长测定

在培养基旁放置标尺并拍照, 随后将图片导入Photoshop 7.0软件。对种子萌发率进行统计。使用标尺工具进行根长测定。每组处理至少设3次重复。

1.4 L-半胱氨酸脱巯基酶活性测定

L-半胱氨酸脱巯基酶活性测定参照Jin等(2013)的方法。取0.1 g样品, 用液氮研磨后加入到含0.9 mL 20 mmol∙L^-1 Tris-HCl (pH8.0) EP管中, 4°C、12 000 ×g离心10分钟, 取上清用于检测。1 mL反应体系包括: 1.0 mmol∙L^-1 L-半胱氨酸, 2.5 mmol∙L^-1DTT, 100 mmol∙L^-1 Tris-HCl (pH 8.0)和200 μL上清液。37°C反应30分钟后加入100 μL 30 mmol∙L^-1 FeCl₃(溶于1.2 mmol∙L^-1 HCl)和100 μL 20 mmol∙L^-1 N,N-二甲基-对苯二胺(溶于7.2 mol∙L^-1 HCl)终止反应。在波长670 nm处测定吸光值, 通过Na₂S制作酶活标准曲线。

1.5 失水率测定及抗旱性鉴定

拟南芥在1/2MS培养基中培养7天后转移至蛭石:营养土(3:1, v/v)的土壤中继续培养14天。选取完全展开的莲座叶(每个重复至少15个叶片), 放在铺有滤纸的开盖培养皿上, 称取叶片鲜重, 然后将平皿和叶片放回之前的生长环境中, 每隔1小时进行称重, 连续记录8小时, 最后计算失水率。同时, 取干旱处理2小时的叶片用于胁迫响应基因及ABA信号途径相关基因表达分析。

拟南芥生长3周后停止浇水。干旱处理21天后拍照并观察记录其抗旱性。

1.6 qRT-PCR分析

用Trizol试剂提取总RNA, 使用PrimeScriptTMRT reagent Kit with gDNA Eraser (Takara)试剂盒合成cDNA。Real time-PCR分析参照Li等(2015, 2017)的方法。引物序列见表1。以Actin2作为内参基因。

Table 1
表1
表1qRT-PCR分析所用引物
Table 1Primers used for qRT-PCR analysis

Gene name	Primer sequences
Gene name	Forward (5'-3')	Reverse (5'-3')
TaDCD	GAGGAAGGACGGAAGCCATAT	TCAGGGTCATCGCAAACAGAG
TaLCD	TCCATTACGCCTACGGAGCAG	CAAGCCGGACCTTACGACCA
ABF2	ATCAGAAGGGATAGGGAAGAGTAAT	TTGGTCTGCCGTGAATATCTGT
HAB1	GTGTTCTCGCCATGTCTAGGTC	CTATTTCGCAGACTTCTTGGTTG
HAB2	GCAGAAGTCCTTATTGCGAGTC	CTCAGAAGTTGCCACCTCCATA
ABI1	TGACGGCTGTGAAGAGAGTA	CCATCTCACACGCTTCTTCA
ABI2	ATTCAGACCATTCACTGACCCTC	GCTCCGTCGCCAGAACAAG
NCED3	TGGCTTCTTTCACGGCAAC	ACAACAATGGCGGGAGAGTTT
COR47	GAGGTTACGGATCGTGGAT	GAGCTGTTGGATCGGTGA
RAB18	ATGGCGTCTTACCAGAACCGTCCA	TACCCTTGGCCACCTGATCC
RD29A	GTTACTGATCCCACCAAAGAAGA	GGAGACTCATCAGTCACTTCCA
RD22	AGGGCTGTTTCCACTGAGG	CACCACAGATTTATCGTCAGACA
Actin2	TACCCGATGGGCAAGTCA	TGCTCATACGGTCAGCGATA

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1.7 数据分析

所有定量结果均为至少3次重复的平均值±标准误(SE)。使用SPSS软件进行数据统计分析和差异显著性检验(P<0.05)。

2 结果与讨论

2.1 TaLCD基因克隆

通过同源比对、克隆, 我们获得了TaLCD基因CDS序列全长1 416 bp, 编码471个氨基酸残基(图1A), 定位于小麦3B染色体上, 与粗山羊草(Aegilops tauschii)、二穗短柄草(Brachypodium distachyon)、谷子(Setaria italica)和短花药野生稻(O. brachyantha)中的LCD基因均具有较高的同源性, 其同源性分别为99.45%、88.32%、84.13%和81.63% (图1B)。蛋白结构域分析表明, TaLCD具有Aminotran_5结构域(图1C), 与拟南芥LCD蛋白结构域相似(Papenbrock et al., 2007)。

图1

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图1TaLCD序列分析

(A) 小麦中LCD氨基酸序列与其它4个物种(粗山羊草、二穗短柄草、谷子和短花药野生稻)中LCD序列同源比对; (B) 5个物种间LCD进化树分析; (C) TaLCD的结构示意图, 黑框表示Aminotran_5结构域。
Figure 1Sequence analysis of TaLCD

(A) Comparison of the derived amino acid sequences of TaLCD in Triticum aestivum with other 4 species (Aegilops tauschii, Brachypodium distachyon, Setaria italica, and Oryza brachyantha); (B) Phylogenetic analysis of LCD in five species; (C) Schematic structures of TaLCD, black box indicates Aminotran_5 domain.

2.2 TaLCD在PEG及盐胁迫下的表达

小麦生长14天后, 将其转移至含20% PEG6000和200 mmol∙L^-1 NaCl营养液中培养0-24小时, 对叶片中TaLCD转录水平及酶活水平进行分析。结果显示, TaLCD基因的转录表达在盐胁迫条件下先上升后下降, 在PEG处理条件下呈下降趋势(图2A, B), 但TaLCD酶活水平在NaCl处理下呈上升趋势, 在PEG处理下则先上升后下降(图2C, D)。由此可知, NaCl和PEG可调节TaLCD的表达, 但可能存在转录后调控机制。

图2

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图2NaCl和PEG处理下小麦TaLCD的表达及酶活变化

(A) NaCl处理下TaLCD的表达; (B) PEG处理下TaLCD的表达; (C) NaCl处理下TaLCD酶活变化; (D) PEG处理下TaLCD酶活变化。* 表示差异显著(P<0.05)。
Figure 2The expression of TaLCD and enzyme activity of TaLCD in wheat under NaCl and PEG treatments

(A) The expression of TaLCD under NaCl treatment; (B) The expression of TaLCD under PEG treatment; (C) The enzyme activity of TaLCD under NaCl treatment; (D) The enzyme activity of TaLCD under PEG treatment. * indicate significant differences (P<0.05).

2.3 TaLCD过表达植株的鉴定

为了对TaLCD基因进行功能鉴定, 我们将TaLCD转入拟南芥, 获得TaLCD过表达植株。从TaLCD过表达株系中随机选取4个株系进行鉴定, 发现TaLCD过表达株系中TaLCD基因表达水平远高于野生型(野生型中未检测到TaLCD的表达) (图3A, B)。我们选取其中2个株系(3-4和12-4)对其酶活水平进行分析, 发现TaLCD过表达株系中LCD酶活在正常条件下与野生型无显著差异; 但在NaCl胁迫条件下, TaLCD过表达株系中LCD酶活显著高于野生型(图3C)。因此, 上述实验结果表明TaLCD可能存在转录后调控。后续实验选取株系3-4和12-4作为研究材料, 分别命名为OX-LCD-1和OX-LCD-2。

图3

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图3TaLCD转基因拟南芥植株中TaLCD的表达及酶活

(A) RT-PCR; (B) qRT-PCR; (C) NaCl处理下TaLCD的酶活变化。Marker: DNA分子量标准; WT: 野生型; 2-8、3-4、5-5和12-4: TaLCD转基因株系; * 表示差异显著(P<0.05)。
Figure 3Expression of TaLCD and enzyme activity of TaLCD in transgenic Arabidopsis

(A) RT-PCR; (B) qRT-PCR; (C) Enzyme activity of TaLCD under NaCl treatment. Marker: DNA marker; WT: Wild type; 2-8, 3-4, 5-5, and 12-4: TaLCD transgenic lines; * indicate significant differences (P<0.05).

2.4 TaLCD促进盐胁迫下种子萌发

研究表明, NaCl可抑制种子萌发, 在50、100、150和200 mmol·L^-1NaCl处理下, 野生型种子的萌发率分别为对照组的94.7%、80.7%、70.6%和32.9%, 而TaLCD过表达株系的萌发率显著高于野生型。OX- LCD-1在50、100、150和200 mmol·L^-1 NaCl处理下的萌发率分别为野生型的96.2%、91.4%、78.9%和47.3%, OX-LCD-2在50、100、150和200 mmol·L^-1 NaCl处理下的萌发率分别为野生型的97.2%、92.8%、84.9%和51.8% (图4)。

图4

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图4NaCl处理对TaLCD转基因拟南芥种子萌发率的影响

WT: 野生型; OX-LCD-1和OX-LCD-2: 转基因株系; * 表示差异显著(P<0.05)。
Figure 4Seed germination rate of Arabidopsis lines expressing TaLCD under different concentrations of NaCl treatment

WT: Wild type; OX-LCD-1 and OX-LCD-2: Transgenic lines; * indicate significant differences (P<0.05).

2.5 TaLCD促进甘露醇胁迫下根系生长

甘露醇胁迫可抑制根系生长。在150和200 mmol∙L^-1甘露醇处理下, 野生型的根长分别为对照组的74.0%和58.6%, 而TaLCD过表达株系OX-LCD-1和OX-LCD- 2的根长分别为对照组的87.5%、78.7%和88.2%、76.9% (图5), 表明TaLCD过表达显著缓解了甘露醇对根系生长的抑制作用。

图5

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图5不同浓度甘露醇处理下TaLCD转基因拟南芥的根长

(A) 表型变化(Bars=1 cm); (B) 根长变化数据统计。WT: 野生型; OX- LCD-1和OX-LCD-2: 转基因株系; * 表示差异显著(P<0.05)。
Figure 5Root growth of Arabidopsis lines expressing TaLCD under different concentrations of mannitol treatment

(A) Phenotype of root growth (Bars=1 cm); (B) Root elongation measurements. WT: Wild type; OX-LCD-1 and OX-LCD-2: Transgenic lines; * indicate significant differences (P<0.05).

2.6 TaLCD过表达提高植株抗旱性

正常培养条件下, 野生型与TaLCD过表达株系的生长表型相似, 但干旱处理21天后TaLCD过表达株系与野生型相比呈现较强抗旱性(图6A), 且TaLCD过表达植株的叶片失水率也显著低于野生型(图6B)。由此可知, TaLCD过表达植株较强的抗旱性与其叶片较低的失水率有关。

图6

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图6TaLCD转基因拟南芥的抗旱性

(A) 生长3周的野生型(WT)、OX-LCD-1和OX-LCD-2植株在干旱处理后的表型(Bars=2 cm); (B) 叶片失水率
Figure 6Drought resistance of Arabidopsis lines expressing TaLCD

(A) Phenotype of three week-old wild type (WT), OX-LCD-1 and OX-LCD-2 plants after drought treatment (Bars=2 cm); (B) Leaf water loss

2.7 TaLCD过表达植株对ABA更敏感

与野生型相比, TaLCD过表达植株的种子萌发对ABA更加敏感(图7)。ABA处理显著抑制了TaLCD过表达植株的种子萌发, 0.5 μmol∙L^-1 ABA处理下, 过表达株系OX-LCD-1和OX-LCD-2的种子萌发率均只有野生型的69.2%; 1.0 μmol∙L^-1 ABA处理下, OX-LCD-1和OX-LCD-2的种子萌发率分别为野生型的57.1%和60.3% (图7A, B)。

TaLCD过表达植株根的生长也对ABA敏感。OX- LCD-1和OX-LCD-2的根长在0.5 μmol∙L^-1 ABA处理下分别是野生型的86.9%和62.0%, 在1.0 μmol∙L^-1 ABA处理下分别是野生型的57.1%和60.3% (图7C, D)。

图7

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图7不同浓度ABA处理下TaLCD转基因拟南芥的种子萌发率及生长状况

(A) 生长10天后的表型(Bars=1 cm); (B) 培养4天后的种子萌发率; (C) 生长10天后的根长表型(Bars=0.4 cm); (D) 生长10天后的根长。WT: 野生型; ABA: 脱落酸; * 表示差异显著(P<0.05)。
Figure 7Seed germination and growth of Arabidopsis lines expressing TaLCD under different concentrations of ABA treatment

(A) Phenotype on the 10^th day (Bars=1 cm); (B) Seed germination rate after 4 d incubation; (C) Phenotype of root growth on the 10^th day (Bars=0.4 cm); (D) Root length on the 10^th day. WT: Wild type; ABA: Abscisic acid; * indicate significant differences (P<0.05).

2.8 TaLCD诱导胁迫响应基因及ABA信号途径相关基因的表达

ABA介导植物干旱胁迫响应, 而TaLCD过表达可提高植株的耐旱性, 且TaLCD过表达植株对ABA更加敏感。因此, 我们检测了干旱胁迫响应基因及ABA信号途径相关基因在TaLCD过表达植株中的表达情况。结果表明, 胁迫响应基因COR47、RD29A、RAB18 和RD22被干旱诱导, 且在TaLCD过表达植株中的表达显著高于野生型(图8A-D)。其次, 干旱胁迫下ABA合成(NCED3)、转导(HAB1、HAB2、ABI1和ABI2)及响应(ABF2)相关基因在TaLCD过表达植株中的表达也显著高于野生型(图8E-J)。

图8

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图8干旱胁迫对TaLCD转基因拟南芥中胁迫响应基因及ABA信号途径相关基因表达的影响

(A)-(D) 胁迫响应基因; (E)-(J) ABA信号途径相关基因。WT: 野生型; OX-LCD-2: 转基因株系
Figure 8The expression of stress response genes and ABA signaling related genes in Arabidopsis lines expressing TaLCD under drought stress

(A)-(D) Stress response genes; (E)-(J) ABA signaling related genes. WT: Wild type; OX-LCD-2: Transgenic lines

2.9 讨论

H₂S作为气体信号分子, 在植物响应非生物胁迫中发挥重要调控作用。研究显示, NaHS (H₂S供体)可促进盐胁迫下苜蓿种子的萌发(Wang et al., 2012), 促进水分胁迫下玉米种子的萌发和生长(单长卷和周岩, 2011), 缓解干旱对小麦的氧化伤害(Li et al., 2015), 提高草莓(Fragaria ananassa)和狗牙根对渗透胁迫的耐受性(Christou et al., 2013; Shi et al., 2013)。此外, 拟南芥中内源H₂S合成基因(AtLCD和AtDCD)的表达受干旱胁迫诱导, 其表达模式与干旱相关的转录因子(如DREB2A、DREB2B、CBF4和RD29A)非常相似(Jin et al., 2011), 且AtLCD和AtDCD过表达植株对干旱和盐胁迫的抗性均显著高于野生型(Shi et al., 2015)。由此表明, H₂S可显著调节植物的渗透胁迫。

Li等(2015)和Ma等(2016)的研究显示, 外源H₂S可显著缓解小麦干旱胁迫。小麦中内源H₂S产生基因是否具有相似的功能值得探讨。因此, 我们克隆了小麦TaLCD基因并转化拟南芥, 获得TaLCD过表达植株。在干旱和盐胁迫下, TaLCD的转录水平和酶活水平均发生变化, 但变化趋势不一致(图2)。对TaLCD过表达植株的鉴定分析表明, 正常培养条件下TaLCD过表达植株中LCD酶活与野生型相当, 而在盐胁迫下TaLCD过表达植株中LCD酶活显著高于野生型(图3)。由此推测, TaLCD可能介导渗透胁迫响应, 但存在转录后水平的调控。对TaLCD过表达植株的研究证实了TaLCD对渗透胁迫的调节功能, TaLCD过表达可促进盐和干旱胁迫下的种子萌发(图4)及根系生长(图5), 增强植株的抗旱性(图6)。

ABA可调节种子萌发和根系生长, 并响应多种逆境胁迫。大量研究显示, H₂S介导ABA信号途径。H₂S的合成抑制剂可显著抑制ABA诱导的蚕豆气孔关闭(刘菁等, 2011)。NaHS处理可以减小aba3和abi1突变体的气孔开度, 而ABA对lcd突变体气孔关闭的作用减弱(Jin et al., 2013)。NaHS预处理可调节小麦ABA信号途径中相关基因的表达(Li et al., 2017)。ABA受体相关基因在小麦叶片和根中均受H₂S诱导上调表达(Ma et al., 2016)。本研究显示, TaLCD过表达增强了对ABA的敏感性, ABA处理下, TaLCD过表达植株的种子萌发率及根长均显著低于野生型(图7)。由此表明, TaLCD参与调控ABA信号途径。ABA被公认为一种胁迫激素, 在植物干旱及盐胁迫中发挥重要作用。而TaLCD过表达可显著提高植株的抗旱及抗盐性, 且TaLCD过表达对ABA更敏感。干旱胁迫下, 胁迫响应基因及ABA信号途径相关基因在TaLCD过表达植株中都显著高于野生型(图8)。由此推测, TaLCD可能通过介导ABA信号途径调节植株的抗旱和抗盐性, 但具体机制有待深入研究。

参考文献原文顺序
文献年度倒序
文中引用次数倒序
被引期刊影响因子

[1]

侯智慧, 刘菁, 侯丽霞, 李希东, 刘新 ( 2011). H₂S可能作为H₂O₂的下游信号介导茉莉酸诱导的蚕豆气孔关闭
植物学报 46, 396-406.

[本文引用: 1]

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H₂S可能作为H₂O₂的下游信号介导茉莉酸诱导的蚕豆气孔关闭
1
2011

... 人类认识和研究硫化氢(H₂S)已有300多年的历史.长期以来, 高浓度H₂S常因抑制线粒体细胞色素氧化酶C的活性被认为是毒性物质.但近年来的研究显示, H₂S同一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)一样可作为信号分子调节植物的生长发育.例如, 外源H₂S可促进气孔关闭(García-Mata and Lamattina, 2010; 侯智慧等, 2011); 提高大豆(Glycine max)、玉米(Zea mays)、小麦(Triticum aestivum)和豌豆(Pisum sativum)的发芽率与生长速率(Dooley et al., 2013); 调节根系发育(Jia et al., 2015); 介导植物衰老(Zhang et al., 2011).此外, H₂S还能响应各种生物和非生物胁迫.例如, NaHS (H₂S供体)可缓解铜、铝和铬等重金属胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长的抑制效应(Zhang et al., 2008, 2010a, 2010b); 缓解大麦(Hordeum vulgare)铝中毒现象(Chen et al., 2013); 增强烟草(Nicotiana tabacum)悬浮细胞在高温胁迫下的存活率及生长能力(Li et al., 2012); 提高苜蓿(Medicago sativa)种子萌发时的耐盐性(Wang et al., 2012); 增强狗牙根(Cynodon dactylon)对盐胁迫、渗透胁迫及低温的抗性(Shi et al., 2013); 缓解小麦干旱胁迫(Li et al., 2015). ...

H₂S介导ABA诱导蚕豆气孔运动的生理机制研究
1
2011

... ABA可调节种子萌发和根系生长, 并响应多种逆境胁迫.大量研究显示, H₂S介导ABA信号途径.H₂S的合成抑制剂可显著抑制ABA诱导的蚕豆气孔关闭(刘菁等, 2011).NaHS处理可以减小aba3和abi1突变体的气孔开度, 而ABA对lcd突变体气孔关闭的作用减弱(Jin et al., 2013).NaHS预处理可调节小麦ABA信号途径中相关基因的表达(Li et al., 2017).ABA受体相关基因在小麦叶片和根中均受H₂S诱导上调表达(Ma et al., 2016).本研究显示, TaLCD过表达增强了对ABA的敏感性, ABA处理下, TaLCD过表达植株的种子萌发率及根长均显著低于野生型(图7).由此表明, TaLCD参与调控ABA信号途径.ABA被公认为一种胁迫激素, 在植物干旱及盐胁迫中发挥重要作用.而TaLCD过表达可显著提高植株的抗旱及抗盐性, 且TaLCD过表达对ABA更敏感.干旱胁迫下, 胁迫响应基因及ABA信号途径相关基因在TaLCD过表达植株中都显著高于野生型(图8).由此推测, TaLCD可能通过介导ABA信号途径调节植株的抗旱和抗盐性, 但具体机制有待深入研究. ...

外源硫化氢对水分胁迫下玉米种子萌发和生长的影响
1
2011

... H₂S作为气体信号分子, 在植物响应非生物胁迫中发挥重要调控作用.研究显示, NaHS (H₂S供体)可促进盐胁迫下苜蓿种子的萌发(Wang et al., 2012), 促进水分胁迫下玉米种子的萌发和生长(单长卷和周岩, 2011), 缓解干旱对小麦的氧化伤害(Li et al., 2015), 提高草莓(Fragaria ananassa)和狗牙根对渗透胁迫的耐受性(Christou et al., 2013; Shi et al., 2013).此外, 拟南芥中内源H₂S合成基因(AtLCD和AtDCD)的表达受干旱胁迫诱导, 其表达模式与干旱相关的转录因子(如DREB2A、DREB2B、CBF4和RD29A)非常相似(Jin et al., 2011), 且AtLCD和AtDCD过表达植株对干旱和盐胁迫的抗性均显著高于野生型(Shi et al., 2015).由此表明, H₂S可显著调节植物的渗透胁迫. ...

Hydrogen sulfide alleviates aluminum toxicity in barley seedlings
1
2013

... 人类认识和研究硫化氢(H₂S)已有300多年的历史.长期以来, 高浓度H₂S常因抑制线粒体细胞色素氧化酶C的活性被认为是毒性物质.但近年来的研究显示, H₂S同一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)一样可作为信号分子调节植物的生长发育.例如, 外源H₂S可促进气孔关闭(García-Mata and Lamattina, 2010; 侯智慧等, 2011); 提高大豆(Glycine max)、玉米(Zea mays)、小麦(Triticum aestivum)和豌豆(Pisum sativum)的发芽率与生长速率(Dooley et al., 2013); 调节根系发育(Jia et al., 2015); 介导植物衰老(Zhang et al., 2011).此外, H₂S还能响应各种生物和非生物胁迫.例如, NaHS (H₂S供体)可缓解铜、铝和铬等重金属胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长的抑制效应(Zhang et al., 2008, 2010a, 2010b); 缓解大麦(Hordeum vulgare)铝中毒现象(Chen et al., 2013); 增强烟草(Nicotiana tabacum)悬浮细胞在高温胁迫下的存活率及生长能力(Li et al., 2012); 提高苜蓿(Medicago sativa)种子萌发时的耐盐性(Wang et al., 2012); 增强狗牙根(Cynodon dactylon)对盐胁迫、渗透胁迫及低温的抗性(Shi et al., 2013); 缓解小麦干旱胁迫(Li et al., 2015). ...

Hydrogen sulfide induces systemic tolerance to salinity and non-ionic osmotic stress in strawberry plants through modification of reactive species biosynthesis and transcriptional regulation of multiple defence pathways
1
2013

... H₂S作为气体信号分子, 在植物响应非生物胁迫中发挥重要调控作用.研究显示, NaHS (H₂S供体)可促进盐胁迫下苜蓿种子的萌发(Wang et al., 2012), 促进水分胁迫下玉米种子的萌发和生长(单长卷和周岩, 2011), 缓解干旱对小麦的氧化伤害(Li et al., 2015), 提高草莓(Fragaria ananassa)和狗牙根对渗透胁迫的耐受性(Christou et al., 2013; Shi et al., 2013).此外, 拟南芥中内源H₂S合成基因(AtLCD和AtDCD)的表达受干旱胁迫诱导, 其表达模式与干旱相关的转录因子(如DREB2A、DREB2B、CBF4和RD29A)非常相似(Jin et al., 2011), 且AtLCD和AtDCD过表达植株对干旱和盐胁迫的抗性均显著高于野生型(Shi et al., 2015).由此表明, H₂S可显著调节植物的渗透胁迫. ...

Increased growth and germination success in plants following hydrogen sulfide administration
1
2013

... 人类认识和研究硫化氢(H₂S)已有300多年的历史.长期以来, 高浓度H₂S常因抑制线粒体细胞色素氧化酶C的活性被认为是毒性物质.但近年来的研究显示, H₂S同一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)一样可作为信号分子调节植物的生长发育.例如, 外源H₂S可促进气孔关闭(García-Mata and Lamattina, 2010; 侯智慧等, 2011); 提高大豆(Glycine max)、玉米(Zea mays)、小麦(Triticum aestivum)和豌豆(Pisum sativum)的发芽率与生长速率(Dooley et al., 2013); 调节根系发育(Jia et al., 2015); 介导植物衰老(Zhang et al., 2011).此外, H₂S还能响应各种生物和非生物胁迫.例如, NaHS (H₂S供体)可缓解铜、铝和铬等重金属胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长的抑制效应(Zhang et al., 2008, 2010a, 2010b); 缓解大麦(Hordeum vulgare)铝中毒现象(Chen et al., 2013); 增强烟草(Nicotiana tabacum)悬浮细胞在高温胁迫下的存活率及生长能力(Li et al., 2012); 提高苜蓿(Medicago sativa)种子萌发时的耐盐性(Wang et al., 2012); 增强狗牙根(Cynodon dactylon)对盐胁迫、渗透胁迫及低温的抗性(Shi et al., 2013); 缓解小麦干旱胁迫(Li et al., 2015). ...

The Ca ²⁺/CaM2- binding transcription factor TGA3 elevates LCD expression and H₂S production to bolster Cr ⁶⁺ tolerance in Arabidopsis
1
2017

... 植物体内源H₂S主要由半胱氨酸脱巯基酶(cysteine desulphydrase, CDes)催化降解半胱氨酸(Cys)生成.CDes在植物中主要有2种类型: 以L-Cys为底物的L-半胱氨酸脱巯基酶(LCD)和以D-Cys为底物的D-半胱氨酸脱巯基酶(DCD).LCD和DCD均能催化降解半胱氨酸产生H₂S, DCD主要定位在细胞质, LCD存在于叶绿体和线粒体中(Guo et al., 2016).CDes对植物生长发育及非生物胁迫响应具有重要调节作用.例如, 在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21中过表达拟南芥D/LCDes基因, 能增强BL21对Cd的耐受性, 减少H₂O₂和丙二醛(MDA)的产生(Shen et al., 2012).拟南芥双突变体lcd/dcd比野生型对干旱更敏感(Jin et al., 2013; Shi et al., 2015), 而AtD/LCDes过表达植株具有较强的抗旱性(Shi et al., 2015).LCD基因诱导表达可增强拟南芥对Cr⁶⁺胁迫的抗性; 相反, lcd突变体对Cr⁶⁺更敏感(Fang et al., 2017). ...

Hydrogen sulphide, a novel gasotransmitter involved in guard cell signaling
1
2010

... 人类认识和研究硫化氢(H₂S)已有300多年的历史.长期以来, 高浓度H₂S常因抑制线粒体细胞色素氧化酶C的活性被认为是毒性物质.但近年来的研究显示, H₂S同一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)一样可作为信号分子调节植物的生长发育.例如, 外源H₂S可促进气孔关闭(García-Mata and Lamattina, 2010; 侯智慧等, 2011); 提高大豆(Glycine max)、玉米(Zea mays)、小麦(Triticum aestivum)和豌豆(Pisum sativum)的发芽率与生长速率(Dooley et al., 2013); 调节根系发育(Jia et al., 2015); 介导植物衰老(Zhang et al., 2011).此外, H₂S还能响应各种生物和非生物胁迫.例如, NaHS (H₂S供体)可缓解铜、铝和铬等重金属胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长的抑制效应(Zhang et al., 2008, 2010a, 2010b); 缓解大麦(Hordeum vulgare)铝中毒现象(Chen et al., 2013); 增强烟草(Nicotiana tabacum)悬浮细胞在高温胁迫下的存活率及生长能力(Li et al., 2012); 提高苜蓿(Medicago sativa)种子萌发时的耐盐性(Wang et al., 2012); 增强狗牙根(Cynodon dactylon)对盐胁迫、渗透胁迫及低温的抗性(Shi et al., 2013); 缓解小麦干旱胁迫(Li et al., 2015). ...

Hydrogen sulfide: a versatile regulator of environmental stress in plants
1
2016

... 植物体内源H₂S主要由半胱氨酸脱巯基酶(cysteine desulphydrase, CDes)催化降解半胱氨酸(Cys)生成.CDes在植物中主要有2种类型: 以L-Cys为底物的L-半胱氨酸脱巯基酶(LCD)和以D-Cys为底物的D-半胱氨酸脱巯基酶(DCD).LCD和DCD均能催化降解半胱氨酸产生H₂S, DCD主要定位在细胞质, LCD存在于叶绿体和线粒体中(Guo et al., 2016).CDes对植物生长发育及非生物胁迫响应具有重要调节作用.例如, 在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21中过表达拟南芥D/LCDes基因, 能增强BL21对Cd的耐受性, 减少H₂O₂和丙二醛(MDA)的产生(Shen et al., 2012).拟南芥双突变体lcd/dcd比野生型对干旱更敏感(Jin et al., 2013; Shi et al., 2015), 而AtD/LCDes过表达植株具有较强的抗旱性(Shi et al., 2015).LCD基因诱导表达可增强拟南芥对Cr⁶⁺胁迫的抗性; 相反, lcd突变体对Cr⁶⁺更敏感(Fang et al., 2017). ...

Hydrogen sulfide modulates actin-dependent auxin transport via regulating ABPs results in changing of root development in Arabidopsis
1
2015

... 人类认识和研究硫化氢(H₂S)已有300多年的历史.长期以来, 高浓度H₂S常因抑制线粒体细胞色素氧化酶C的活性被认为是毒性物质.但近年来的研究显示, H₂S同一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)一样可作为信号分子调节植物的生长发育.例如, 外源H₂S可促进气孔关闭(García-Mata and Lamattina, 2010; 侯智慧等, 2011); 提高大豆(Glycine max)、玉米(Zea mays)、小麦(Triticum aestivum)和豌豆(Pisum sativum)的发芽率与生长速率(Dooley et al., 2013); 调节根系发育(Jia et al., 2015); 介导植物衰老(Zhang et al., 2011).此外, H₂S还能响应各种生物和非生物胁迫.例如, NaHS (H₂S供体)可缓解铜、铝和铬等重金属胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长的抑制效应(Zhang et al., 2008, 2010a, 2010b); 缓解大麦(Hordeum vulgare)铝中毒现象(Chen et al., 2013); 增强烟草(Nicotiana tabacum)悬浮细胞在高温胁迫下的存活率及生长能力(Li et al., 2012); 提高苜蓿(Medicago sativa)种子萌发时的耐盐性(Wang et al., 2012); 增强狗牙根(Cynodon dactylon)对盐胁迫、渗透胁迫及低温的抗性(Shi et al., 2013); 缓解小麦干旱胁迫(Li et al., 2015). ...

Hydrogen sulfide improves drought resistance in Arabidopsis thaliana
1
2011

... H₂S作为气体信号分子, 在植物响应非生物胁迫中发挥重要调控作用.研究显示, NaHS (H₂S供体)可促进盐胁迫下苜蓿种子的萌发(Wang et al., 2012), 促进水分胁迫下玉米种子的萌发和生长(单长卷和周岩, 2011), 缓解干旱对小麦的氧化伤害(Li et al., 2015), 提高草莓(Fragaria ananassa)和狗牙根对渗透胁迫的耐受性(Christou et al., 2013; Shi et al., 2013).此外, 拟南芥中内源H₂S合成基因(AtLCD和AtDCD)的表达受干旱胁迫诱导, 其表达模式与干旱相关的转录因子(如DREB2A、DREB2B、CBF4和RD29A)非常相似(Jin et al., 2011), 且AtLCD和AtDCD过表达植株对干旱和盐胁迫的抗性均显著高于野生型(Shi et al., 2015).由此表明, H₂S可显著调节植物的渗透胁迫. ...

Hydrogen sulfide interacting with abscisic acid in stomatal regulation responses to drought stress in Arabidopsis
5
2013

... 植物体内源H₂S主要由半胱氨酸脱巯基酶(cysteine desulphydrase, CDes)催化降解半胱氨酸(Cys)生成.CDes在植物中主要有2种类型: 以L-Cys为底物的L-半胱氨酸脱巯基酶(LCD)和以D-Cys为底物的D-半胱氨酸脱巯基酶(DCD).LCD和DCD均能催化降解半胱氨酸产生H₂S, DCD主要定位在细胞质, LCD存在于叶绿体和线粒体中(Guo et al., 2016).CDes对植物生长发育及非生物胁迫响应具有重要调节作用.例如, 在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21中过表达拟南芥D/LCDes基因, 能增强BL21对Cd的耐受性, 减少H₂O₂和丙二醛(MDA)的产生(Shen et al., 2012).拟南芥双突变体lcd/dcd比野生型对干旱更敏感(Jin et al., 2013; Shi et al., 2015), 而AtD/LCDes过表达植株具有较强的抗旱性(Shi et al., 2015).LCD基因诱导表达可增强拟南芥对Cr⁶⁺胁迫的抗性; 相反, lcd突变体对Cr⁶⁺更敏感(Fang et al., 2017). ...

... 众多研究显示, H₂S参与ABA信号转导途径.在蚕豆(Vicia faba)、拟南芥及洋凤仙(Impatiens walleriana)中的研究表明, H₂S促进干旱胁迫下的气孔关闭过程可能通过调节ABC转运体参与依赖ABA的信号途径.在aba3和abi1突变体中, AtLCD基因表达水平降低, 内源H₂S含量减少, 而ABA受体基因在atlcd突变体中上调表达, 在NaHS (H₂S供体)处理后下调表达(Jin et al., 2013).拟南芥突变体lcd气孔开度显著大于野生型, 对干旱胁迫更加敏感.而NaHS可促进aba3和abi1突变体的气孔关闭, ABA诱导的气孔关闭在lcd突变体中有所减弱(Jin et al., 2013).H₂S对小麦干旱胁迫的缓解作用也部分依赖于ABA信号途径, 干旱胁迫下, NaHS可调节ABA信号途径相关基因表达(Li et al., 2017), 诱导小麦叶片中ABA合成及活化相关基因表达, 根中ABA合成及代谢相关基因上调表达(Ma et al., 2016). ...

... 突变体中有所减弱(Jin et al., 2013).H₂S对小麦干旱胁迫的缓解作用也部分依赖于ABA信号途径, 干旱胁迫下, NaHS可调节ABA信号途径相关基因表达(Li et al., 2017), 诱导小麦叶片中ABA合成及活化相关基因表达, 根中ABA合成及代谢相关基因上调表达(Ma et al., 2016). ...

... L-半胱氨酸脱巯基酶活性测定参照Jin等(2013)的方法.取0.1 g样品, 用液氮研磨后加入到含0.9 mL 20 mmol∙L^-1 Tris-HCl (pH8.0) EP管中, 4°C、12 000 ×g离心10分钟, 取上清用于检测.1 mL反应体系包括: 1.0 mmol∙L^-1 L-半胱氨酸, 2.5 mmol∙L^-1DTT, 100 mmol∙L^-1 Tris-HCl (pH 8.0)和200 μL上清液.37°C反应30分钟后加入100 μL 30 mmol∙L^-1 FeCl₃(溶于1.2 mmol∙L^-1 HCl)和100 μL 20 mmol∙L^-1 N,N-二甲基-对苯二胺(溶于7.2 mol∙L^-1 HCl)终止反应.在波长670 nm处测定吸光值, 通过Na₂S制作酶活标准曲线. ...

... ABA可调节种子萌发和根系生长, 并响应多种逆境胁迫.大量研究显示, H₂S介导ABA信号途径.H₂S的合成抑制剂可显著抑制ABA诱导的蚕豆气孔关闭(刘菁等, 2011).NaHS处理可以减小aba3和abi1突变体的气孔开度, 而ABA对lcd突变体气孔关闭的作用减弱(Jin et al., 2013).NaHS预处理可调节小麦ABA信号途径中相关基因的表达(Li et al., 2017).ABA受体相关基因在小麦叶片和根中均受H₂S诱导上调表达(Ma et al., 2016).本研究显示, TaLCD过表达增强了对ABA的敏感性, ABA处理下, TaLCD过表达植株的种子萌发率及根长均显著低于野生型(图7).由此表明, TaLCD参与调控ABA信号途径.ABA被公认为一种胁迫激素, 在植物干旱及盐胁迫中发挥重要作用.而TaLCD过表达可显著提高植株的抗旱及抗盐性, 且TaLCD过表达对ABA更敏感.干旱胁迫下, 胁迫响应基因及ABA信号途径相关基因在TaLCD过表达植株中都显著高于野生型(图8).由此推测, TaLCD可能通过介导ABA信号途径调节植株的抗旱和抗盐性, 但具体机制有待深入研究. ...

SMART: recent updates, new developments and status in 2015
1
2015

... 从NCBI下载水稻(Oryza sativa) LCD (XM015757751.2)的CDS序列, 将此序列与NCBI中小麦EST序列进行同源比对, 获得同源性较高的EST序列, 然后将得到的ESTs在PRABI (http://doua.prabi.fr/software/cap3)拼接成更长的基因序列, 并使用NCBI的ORF Finder工具对基因的CDS区和氨基酸序列进行预测, 最终得到小麦LCD基因的ORF全长.根据获得的ORF序列设计引物LCD-F (5°-ATGGCGTCGATGGCGTC-3°), LCD-R (5°-TCAAGCCAGAGCTTCTTGCTTC-3°).以洛旱6号小麦cDNA为模板进行PCR扩增, 得到目的基因片段.分别使用DNAMAN、MEGA 6.0 (Tamura et al., 2011)和SMART (Letunic et al., 2015)软件对目的片段进行同源比对, 构建进化树并进行蛋白结构域分析. ...

SKP1 is involved in abscisic acid signaling to regulate seed germination, stomatal opening and root growth in Arabidopsis thaliana
1
2012

... 人类认识和研究硫化氢(H₂S)已有300多年的历史.长期以来, 高浓度H₂S常因抑制线粒体细胞色素氧化酶C的活性被认为是毒性物质.但近年来的研究显示, H₂S同一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)一样可作为信号分子调节植物的生长发育.例如, 外源H₂S可促进气孔关闭(García-Mata and Lamattina, 2010; 侯智慧等, 2011); 提高大豆(Glycine max)、玉米(Zea mays)、小麦(Triticum aestivum)和豌豆(Pisum sativum)的发芽率与生长速率(Dooley et al., 2013); 调节根系发育(Jia et al., 2015); 介导植物衰老(Zhang et al., 2011).此外, H₂S还能响应各种生物和非生物胁迫.例如, NaHS (H₂S供体)可缓解铜、铝和铬等重金属胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长的抑制效应(Zhang et al., 2008, 2010a, 2010b); 缓解大麦(Hordeum vulgare)铝中毒现象(Chen et al., 2013); 增强烟草(Nicotiana tabacum)悬浮细胞在高温胁迫下的存活率及生长能力(Li et al., 2012); 提高苜蓿(Medicago sativa)种子萌发时的耐盐性(Wang et al., 2012); 增强狗牙根(Cynodon dactylon)对盐胁迫、渗透胁迫及低温的抗性(Shi et al., 2013); 缓解小麦干旱胁迫(Li et al., 2015). ...

Effect of hydrogen sulfide on D1 protein in wheat under drought stress
4
2015

... 人类认识和研究硫化氢(H₂S)已有300多年的历史.长期以来, 高浓度H₂S常因抑制线粒体细胞色素氧化酶C的活性被认为是毒性物质.但近年来的研究显示, H₂S同一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)一样可作为信号分子调节植物的生长发育.例如, 外源H₂S可促进气孔关闭(García-Mata and Lamattina, 2010; 侯智慧等, 2011); 提高大豆(Glycine max)、玉米(Zea mays)、小麦(Triticum aestivum)和豌豆(Pisum sativum)的发芽率与生长速率(Dooley et al., 2013); 调节根系发育(Jia et al., 2015); 介导植物衰老(Zhang et al., 2011).此外, H₂S还能响应各种生物和非生物胁迫.例如, NaHS (H₂S供体)可缓解铜、铝和铬等重金属胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长的抑制效应(Zhang et al., 2008, 2010a, 2010b); 缓解大麦(Hordeum vulgare)铝中毒现象(Chen et al., 2013); 增强烟草(Nicotiana tabacum)悬浮细胞在高温胁迫下的存活率及生长能力(Li et al., 2012); 提高苜蓿(Medicago sativa)种子萌发时的耐盐性(Wang et al., 2012); 增强狗牙根(Cynodon dactylon)对盐胁迫、渗透胁迫及低温的抗性(Shi et al., 2013); 缓解小麦干旱胁迫(Li et al., 2015). ...

... 用Trizol试剂提取总RNA, 使用PrimeScriptTMRT reagent Kit with gDNA Eraser (Takara)试剂盒合成cDNA.Real time-PCR分析参照Li等(2015, 2017)的方法.引物序列见表1.以Actin2作为内参基因. ...

... H₂S作为气体信号分子, 在植物响应非生物胁迫中发挥重要调控作用.研究显示, NaHS (H₂S供体)可促进盐胁迫下苜蓿种子的萌发(Wang et al., 2012), 促进水分胁迫下玉米种子的萌发和生长(单长卷和周岩, 2011), 缓解干旱对小麦的氧化伤害(Li et al., 2015), 提高草莓(Fragaria ananassa)和狗牙根对渗透胁迫的耐受性(Christou et al., 2013; Shi et al., 2013).此外, 拟南芥中内源H₂S合成基因(AtLCD和AtDCD)的表达受干旱胁迫诱导, 其表达模式与干旱相关的转录因子(如DREB2A、DREB2B、CBF4和RD29A)非常相似(Jin et al., 2011), 且AtLCD和AtDCD过表达植株对干旱和盐胁迫的抗性均显著高于野生型(Shi et al., 2015).由此表明, H₂S可显著调节植物的渗透胁迫. ...

... Li等(2015)和Ma等(2016)的研究显示, 外源H₂S可显著缓解小麦干旱胁迫.小麦中内源H₂S产生基因是否具有相似的功能值得探讨.因此, 我们克隆了小麦TaLCD基因并转化拟南芥, 获得TaLCD过表达植株.在干旱和盐胁迫下, TaLCD的转录水平和酶活水平均发生变化, 但变化趋势不一致(图2).对TaLCD过表达植株的鉴定分析表明, 正常培养条件下TaLCD过表达植株中LCD酶活与野生型相当, 而在盐胁迫下TaLCD过表达植株中LCD酶活显著高于野生型(图3).由此推测, TaLCD可能介导渗透胁迫响应, 但存在转录后水平的调控.对TaLCD过表达植株的研究证实了TaLCD对渗透胁迫的调节功能, TaLCD过表达可促进盐和干旱胁迫下的种子萌发(图4)及根系生长(图5), 增强植株的抗旱性(图6). ...

Transcriptome analysis of drought-responsive genes regulated by hydrogen sulfide in wheat ( Triticum aestivum L.) leaves
3
2017

... 众多研究显示, H₂S参与ABA信号转导途径.在蚕豆(Vicia faba)、拟南芥及洋凤仙(Impatiens walleriana)中的研究表明, H₂S促进干旱胁迫下的气孔关闭过程可能通过调节ABC转运体参与依赖ABA的信号途径.在aba3和abi1突变体中, AtLCD基因表达水平降低, 内源H₂S含量减少, 而ABA受体基因在atlcd突变体中上调表达, 在NaHS (H₂S供体)处理后下调表达(Jin et al., 2013).拟南芥突变体lcd气孔开度显著大于野生型, 对干旱胁迫更加敏感.而NaHS可促进aba3和abi1突变体的气孔关闭, ABA诱导的气孔关闭在lcd突变体中有所减弱(Jin et al., 2013).H₂S对小麦干旱胁迫的缓解作用也部分依赖于ABA信号途径, 干旱胁迫下, NaHS可调节ABA信号途径相关基因表达(Li et al., 2017), 诱导小麦叶片中ABA合成及活化相关基因表达, 根中ABA合成及代谢相关基因上调表达(Ma et al., 2016). ...

... 用Trizol试剂提取总RNA, 使用PrimeScriptTMRT reagent Kit with gDNA Eraser (Takara)试剂盒合成cDNA.Real time-PCR分析参照Li等(2015, 2017)的方法.引物序列见表1.以Actin2作为内参基因. ...

... ABA可调节种子萌发和根系生长, 并响应多种逆境胁迫.大量研究显示, H₂S介导ABA信号途径.H₂S的合成抑制剂可显著抑制ABA诱导的蚕豆气孔关闭(刘菁等, 2011).NaHS处理可以减小aba3和abi1突变体的气孔开度, 而ABA对lcd突变体气孔关闭的作用减弱(Jin et al., 2013).NaHS预处理可调节小麦ABA信号途径中相关基因的表达(Li et al., 2017).ABA受体相关基因在小麦叶片和根中均受H₂S诱导上调表达(Ma et al., 2016).本研究显示, TaLCD过表达增强了对ABA的敏感性, ABA处理下, TaLCD过表达植株的种子萌发率及根长均显著低于野生型(图7).由此表明, TaLCD参与调控ABA信号途径.ABA被公认为一种胁迫激素, 在植物干旱及盐胁迫中发挥重要作用.而TaLCD过表达可显著提高植株的抗旱及抗盐性, 且TaLCD过表达对ABA更敏感.干旱胁迫下, 胁迫响应基因及ABA信号途径相关基因在TaLCD过表达植株中都显著高于野生型(图8).由此推测, TaLCD可能通过介导ABA信号途径调节植株的抗旱和抗盐性, 但具体机制有待深入研究. ...

Alleviation of drought stress by hydrogen sulfide is partially related to the abscisic acid signaling pathway in wheat
2
2016

... 众多研究显示, H₂S参与ABA信号转导途径.在蚕豆(Vicia faba)、拟南芥及洋凤仙(Impatiens walleriana)中的研究表明, H₂S促进干旱胁迫下的气孔关闭过程可能通过调节ABC转运体参与依赖ABA的信号途径.在aba3和abi1突变体中, AtLCD基因表达水平降低, 内源H₂S含量减少, 而ABA受体基因在atlcd突变体中上调表达, 在NaHS (H₂S供体)处理后下调表达(Jin et al., 2013).拟南芥突变体lcd气孔开度显著大于野生型, 对干旱胁迫更加敏感.而NaHS可促进aba3和abi1突变体的气孔关闭, ABA诱导的气孔关闭在lcd突变体中有所减弱(Jin et al., 2013).H₂S对小麦干旱胁迫的缓解作用也部分依赖于ABA信号途径, 干旱胁迫下, NaHS可调节ABA信号途径相关基因表达(Li et al., 2017), 诱导小麦叶片中ABA合成及活化相关基因表达, 根中ABA合成及代谢相关基因上调表达(Ma et al., 2016). ...

... ABA可调节种子萌发和根系生长, 并响应多种逆境胁迫.大量研究显示, H₂S介导ABA信号途径.H₂S的合成抑制剂可显著抑制ABA诱导的蚕豆气孔关闭(刘菁等, 2011).NaHS处理可以减小aba3和abi1突变体的气孔开度, 而ABA对lcd突变体气孔关闭的作用减弱(Jin et al., 2013).NaHS预处理可调节小麦ABA信号途径中相关基因的表达(Li et al., 2017).ABA受体相关基因在小麦叶片和根中均受H₂S诱导上调表达(Ma et al., 2016).本研究显示, TaLCD过表达增强了对ABA的敏感性, ABA处理下, TaLCD过表达植株的种子萌发率及根长均显著低于野生型(图7).由此表明, TaLCD参与调控ABA信号途径.ABA被公认为一种胁迫激素, 在植物干旱及盐胁迫中发挥重要作用.而TaLCD过表达可显著提高植株的抗旱及抗盐性, 且TaLCD过表达对ABA更敏感.干旱胁迫下, 胁迫响应基因及ABA信号途径相关基因在TaLCD过表达植株中都显著高于野生型(图8).由此推测, TaLCD可能通过介导ABA信号途径调节植株的抗旱和抗盐性, 但具体机制有待深入研究. ...

Characterization of cysteine-degrading and H₂S-releasing enzymes of higher plants—from the field to the test tube and back
1
2007

... 通过同源比对、克隆, 我们获得了TaLCD基因CDS序列全长1 416 bp, 编码471个氨基酸残基(图1A), 定位于小麦3B染色体上, 与粗山羊草(Aegilops tauschii)、二穗短柄草(Brachypodium distachyon)、谷子(Setaria italica)和短花药野生稻(O. brachyantha)中的LCD基因均具有较高的同源性, 其同源性分别为99.45%、88.32%、84.13%和81.63% (图1B).蛋白结构域分析表明, TaLCD具有Aminotran_5结构域(图1C), 与拟南芥LCD蛋白结构域相似(Papenbrock et al., 2007). ...

Cadmium toxicity is alleviated by AtLCD and AtDCD in Escherichia coli
1
2012

... 植物体内源H₂S主要由半胱氨酸脱巯基酶(cysteine desulphydrase, CDes)催化降解半胱氨酸(Cys)生成.CDes在植物中主要有2种类型: 以L-Cys为底物的L-半胱氨酸脱巯基酶(LCD)和以D-Cys为底物的D-半胱氨酸脱巯基酶(DCD).LCD和DCD均能催化降解半胱氨酸产生H₂S, DCD主要定位在细胞质, LCD存在于叶绿体和线粒体中(Guo et al., 2016).CDes对植物生长发育及非生物胁迫响应具有重要调节作用.例如, 在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21中过表达拟南芥D/LCDes基因, 能增强BL21对Cd的耐受性, 减少H₂O₂和丙二醛(MDA)的产生(Shen et al., 2012).拟南芥双突变体lcd/dcd比野生型对干旱更敏感(Jin et al., 2013; Shi et al., 2015), 而AtD/LCDes过表达植株具有较强的抗旱性(Shi et al., 2015).LCD基因诱导表达可增强拟南芥对Cr⁶⁺胁迫的抗性; 相反, lcd突变体对Cr⁶⁺更敏感(Fang et al., 2017). ...

Exogenous application of hydrogen sulfide donor sodium hydrosulfide enhanced multiple abiotic stress tolerance in bermudagrass (Cynodon dactylon(L). Pers.)
2
2013

... 人类认识和研究硫化氢(H₂S)已有300多年的历史.长期以来, 高浓度H₂S常因抑制线粒体细胞色素氧化酶C的活性被认为是毒性物质.但近年来的研究显示, H₂S同一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)一样可作为信号分子调节植物的生长发育.例如, 外源H₂S可促进气孔关闭(García-Mata and Lamattina, 2010; 侯智慧等, 2011); 提高大豆(Glycine max)、玉米(Zea mays)、小麦(Triticum aestivum)和豌豆(Pisum sativum)的发芽率与生长速率(Dooley et al., 2013); 调节根系发育(Jia et al., 2015); 介导植物衰老(Zhang et al., 2011).此外, H₂S还能响应各种生物和非生物胁迫.例如, NaHS (H₂S供体)可缓解铜、铝和铬等重金属胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长的抑制效应(Zhang et al., 2008, 2010a, 2010b); 缓解大麦(Hordeum vulgare)铝中毒现象(Chen et al., 2013); 增强烟草(Nicotiana tabacum)悬浮细胞在高温胁迫下的存活率及生长能力(Li et al., 2012); 提高苜蓿(Medicago sativa)种子萌发时的耐盐性(Wang et al., 2012); 增强狗牙根(Cynodon dactylon)对盐胁迫、渗透胁迫及低温的抗性(Shi et al., 2013); 缓解小麦干旱胁迫(Li et al., 2015). ...

... H₂S作为气体信号分子, 在植物响应非生物胁迫中发挥重要调控作用.研究显示, NaHS (H₂S供体)可促进盐胁迫下苜蓿种子的萌发(Wang et al., 2012), 促进水分胁迫下玉米种子的萌发和生长(单长卷和周岩, 2011), 缓解干旱对小麦的氧化伤害(Li et al., 2015), 提高草莓(Fragaria ananassa)和狗牙根对渗透胁迫的耐受性(Christou et al., 2013; Shi et al., 2013).此外, 拟南芥中内源H₂S合成基因(AtLCD和AtDCD)的表达受干旱胁迫诱导, 其表达模式与干旱相关的转录因子(如DREB2A、DREB2B、CBF4和RD29A)非常相似(Jin et al., 2011), 且AtLCD和AtDCD过表达植株对干旱和盐胁迫的抗性均显著高于野生型(Shi et al., 2015).由此表明, H₂S可显著调节植物的渗透胁迫. ...

Hydrogen sulfide regulates abiotic stress tolerance and biotic stress resistance in Arabidopsis
3
2015

... 植物体内源H₂S主要由半胱氨酸脱巯基酶(cysteine desulphydrase, CDes)催化降解半胱氨酸(Cys)生成.CDes在植物中主要有2种类型: 以L-Cys为底物的L-半胱氨酸脱巯基酶(LCD)和以D-Cys为底物的D-半胱氨酸脱巯基酶(DCD).LCD和DCD均能催化降解半胱氨酸产生H₂S, DCD主要定位在细胞质, LCD存在于叶绿体和线粒体中(Guo et al., 2016).CDes对植物生长发育及非生物胁迫响应具有重要调节作用.例如, 在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21中过表达拟南芥D/LCDes基因, 能增强BL21对Cd的耐受性, 减少H₂O₂和丙二醛(MDA)的产生(Shen et al., 2012).拟南芥双突变体lcd/dcd比野生型对干旱更敏感(Jin et al., 2013; Shi et al., 2015), 而AtD/LCDes过表达植株具有较强的抗旱性(Shi et al., 2015).LCD基因诱导表达可增强拟南芥对Cr⁶⁺胁迫的抗性; 相反, lcd突变体对Cr⁶⁺更敏感(Fang et al., 2017). ...

... 过表达植株具有较强的抗旱性(Shi et al., 2015).LCD基因诱导表达可增强拟南芥对Cr⁶⁺胁迫的抗性; 相反, lcd突变体对Cr⁶⁺更敏感(Fang et al., 2017). ...

... H₂S作为气体信号分子, 在植物响应非生物胁迫中发挥重要调控作用.研究显示, NaHS (H₂S供体)可促进盐胁迫下苜蓿种子的萌发(Wang et al., 2012), 促进水分胁迫下玉米种子的萌发和生长(单长卷和周岩, 2011), 缓解干旱对小麦的氧化伤害(Li et al., 2015), 提高草莓(Fragaria ananassa)和狗牙根对渗透胁迫的耐受性(Christou et al., 2013; Shi et al., 2013).此外, 拟南芥中内源H₂S合成基因(AtLCD和AtDCD)的表达受干旱胁迫诱导, 其表达模式与干旱相关的转录因子(如DREB2A、DREB2B、CBF4和RD29A)非常相似(Jin et al., 2011), 且AtLCD和AtDCD过表达植株对干旱和盐胁迫的抗性均显著高于野生型(Shi et al., 2015).由此表明, H₂S可显著调节植物的渗透胁迫. ...

MEGA5: molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance, and maximum parsimony methods
1
2011

... 从NCBI下载水稻(Oryza sativa) LCD (XM015757751.2)的CDS序列, 将此序列与NCBI中小麦EST序列进行同源比对, 获得同源性较高的EST序列, 然后将得到的ESTs在PRABI (http://doua.prabi.fr/software/cap3)拼接成更长的基因序列, 并使用NCBI的ORF Finder工具对基因的CDS区和氨基酸序列进行预测, 最终得到小麦LCD基因的ORF全长.根据获得的ORF序列设计引物LCD-F (5°-ATGGCGTCGATGGCGTC-3°), LCD-R (5°-TCAAGCCAGAGCTTCTTGCTTC-3°).以洛旱6号小麦cDNA为模板进行PCR扩增, 得到目的基因片段.分别使用DNAMAN、MEGA 6.0 (Tamura et al., 2011)和SMART (Letunic et al., 2015)软件对目的片段进行同源比对, 构建进化树并进行蛋白结构域分析. ...

Hydrogen sulfide enhances alfalfa ( Medicago sativa) tolerance against salinity during seed germination by nitric oxide pathway
2
2012

... 人类认识和研究硫化氢(H₂S)已有300多年的历史.长期以来, 高浓度H₂S常因抑制线粒体细胞色素氧化酶C的活性被认为是毒性物质.但近年来的研究显示, H₂S同一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)一样可作为信号分子调节植物的生长发育.例如, 外源H₂S可促进气孔关闭(García-Mata and Lamattina, 2010; 侯智慧等, 2011); 提高大豆(Glycine max)、玉米(Zea mays)、小麦(Triticum aestivum)和豌豆(Pisum sativum)的发芽率与生长速率(Dooley et al., 2013); 调节根系发育(Jia et al., 2015); 介导植物衰老(Zhang et al., 2011).此外, H₂S还能响应各种生物和非生物胁迫.例如, NaHS (H₂S供体)可缓解铜、铝和铬等重金属胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长的抑制效应(Zhang et al., 2008, 2010a, 2010b); 缓解大麦(Hordeum vulgare)铝中毒现象(Chen et al., 2013); 增强烟草(Nicotiana tabacum)悬浮细胞在高温胁迫下的存活率及生长能力(Li et al., 2012); 提高苜蓿(Medicago sativa)种子萌发时的耐盐性(Wang et al., 2012); 增强狗牙根(Cynodon dactylon)对盐胁迫、渗透胁迫及低温的抗性(Shi et al., 2013); 缓解小麦干旱胁迫(Li et al., 2015). ...

... H₂S作为气体信号分子, 在植物响应非生物胁迫中发挥重要调控作用.研究显示, NaHS (H₂S供体)可促进盐胁迫下苜蓿种子的萌发(Wang et al., 2012), 促进水分胁迫下玉米种子的萌发和生长(单长卷和周岩, 2011), 缓解干旱对小麦的氧化伤害(Li et al., 2015), 提高草莓(Fragaria ananassa)和狗牙根对渗透胁迫的耐受性(Christou et al., 2013; Shi et al., 2013).此外, 拟南芥中内源H₂S合成基因(AtLCD和AtDCD)的表达受干旱胁迫诱导, 其表达模式与干旱相关的转录因子(如DREB2A、DREB2B、CBF4和RD29A)非常相似(Jin et al., 2011), 且AtLCD和AtDCD过表达植株对干旱和盐胁迫的抗性均显著高于野生型(Shi et al., 2015).由此表明, H₂S可显著调节植物的渗透胁迫. ...

Molecular cloning, characterization, and expression analysis of a novel gene encoding L-cysteine desulfhydrase from Brassica napus
1
2013

... H₂S在植物中的生理功能已得到广泛研究, 但主要是通过H₂S供体、H₂S清除剂或H₂S合成抑制剂等外源物质进行研究, 而内源H₂S的遗传学研究较少.CDes是植物内源H₂S产生的主要来源, 在拟南芥中已克隆到D-和L-CDes, 并对其相关功能进行鉴定.而后, 油菜(Brassica napus)中的LCD也被克隆(Xie et al., 2013).但对小麦中H₂S产生基因CDes的研究尚无报道.本研究通过克隆小麦LCD基因, 进而探讨其对干旱和盐胁迫的调节作用及对ABA信号的响应. ...

Hydrogen sulfide promotes wheat seed germination and alleviates oxidative damage against copper stress
1
2008

... 人类认识和研究硫化氢(H₂S)已有300多年的历史.长期以来, 高浓度H₂S常因抑制线粒体细胞色素氧化酶C的活性被认为是毒性物质.但近年来的研究显示, H₂S同一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)一样可作为信号分子调节植物的生长发育.例如, 外源H₂S可促进气孔关闭(García-Mata and Lamattina, 2010; 侯智慧等, 2011); 提高大豆(Glycine max)、玉米(Zea mays)、小麦(Triticum aestivum)和豌豆(Pisum sativum)的发芽率与生长速率(Dooley et al., 2013); 调节根系发育(Jia et al., 2015); 介导植物衰老(Zhang et al., 2011).此外, H₂S还能响应各种生物和非生物胁迫.例如, NaHS (H₂S供体)可缓解铜、铝和铬等重金属胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长的抑制效应(Zhang et al., 2008, 2010a, 2010b); 缓解大麦(Hordeum vulgare)铝中毒现象(Chen et al., 2013); 增强烟草(Nicotiana tabacum)悬浮细胞在高温胁迫下的存活率及生长能力(Li et al., 2012); 提高苜蓿(Medicago sativa)种子萌发时的耐盐性(Wang et al., 2012); 增强狗牙根(Cynodon dactylon)对盐胁迫、渗透胁迫及低温的抗性(Shi et al., 2013); 缓解小麦干旱胁迫(Li et al., 2015). ...

Hydrogen sulfide alleviated chromium toxicity in wheat
1
2010

... 人类认识和研究硫化氢(H₂S)已有300多年的历史.长期以来, 高浓度H₂S常因抑制线粒体细胞色素氧化酶C的活性被认为是毒性物质.但近年来的研究显示, H₂S同一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)一样可作为信号分子调节植物的生长发育.例如, 外源H₂S可促进气孔关闭(García-Mata and Lamattina, 2010; 侯智慧等, 2011); 提高大豆(Glycine max)、玉米(Zea mays)、小麦(Triticum aestivum)和豌豆(Pisum sativum)的发芽率与生长速率(Dooley et al., 2013); 调节根系发育(Jia et al., 2015); 介导植物衰老(Zhang et al., 2011).此外, H₂S还能响应各种生物和非生物胁迫.例如, NaHS (H₂S供体)可缓解铜、铝和铬等重金属胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长的抑制效应(Zhang et al., 2008, 2010a, 2010b); 缓解大麦(Hordeum vulgare)铝中毒现象(Chen et al., 2013); 增强烟草(Nicotiana tabacum)悬浮细胞在高温胁迫下的存活率及生长能力(Li et al., 2012); 提高苜蓿(Medicago sativa)种子萌发时的耐盐性(Wang et al., 2012); 增强狗牙根(Cynodon dactylon)对盐胁迫、渗透胁迫及低温的抗性(Shi et al., 2013); 缓解小麦干旱胁迫(Li et al., 2015). ...

Hydrogen sulfide acts as a regulator of flower senescence in plants
1
2011

... 人类认识和研究硫化氢(H₂S)已有300多年的历史.长期以来, 高浓度H₂S常因抑制线粒体细胞色素氧化酶C的活性被认为是毒性物质.但近年来的研究显示, H₂S同一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)一样可作为信号分子调节植物的生长发育.例如, 外源H₂S可促进气孔关闭(García-Mata and Lamattina, 2010; 侯智慧等, 2011); 提高大豆(Glycine max)、玉米(Zea mays)、小麦(Triticum aestivum)和豌豆(Pisum sativum)的发芽率与生长速率(Dooley et al., 2013); 调节根系发育(Jia et al., 2015); 介导植物衰老(Zhang et al., 2011).此外, H₂S还能响应各种生物和非生物胁迫.例如, NaHS (H₂S供体)可缓解铜、铝和铬等重金属胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长的抑制效应(Zhang et al., 2008, 2010a, 2010b); 缓解大麦(Hordeum vulgare)铝中毒现象(Chen et al., 2013); 增强烟草(Nicotiana tabacum)悬浮细胞在高温胁迫下的存活率及生长能力(Li et al., 2012); 提高苜蓿(Medicago sativa)种子萌发时的耐盐性(Wang et al., 2012); 增强狗牙根(Cynodon dactylon)对盐胁迫、渗透胁迫及低温的抗性(Shi et al., 2013); 缓解小麦干旱胁迫(Li et al., 2015). ...

Hydrogen sulfide protects soybean seedlings against drought-induced oxidative stress
1
2010

... 人类认识和研究硫化氢(H₂S)已有300多年的历史.长期以来, 高浓度H₂S常因抑制线粒体细胞色素氧化酶C的活性被认为是毒性物质.但近年来的研究显示, H₂S同一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)一样可作为信号分子调节植物的生长发育.例如, 外源H₂S可促进气孔关闭(García-Mata and Lamattina, 2010; 侯智慧等, 2011); 提高大豆(Glycine max)、玉米(Zea mays)、小麦(Triticum aestivum)和豌豆(Pisum sativum)的发芽率与生长速率(Dooley et al., 2013); 调节根系发育(Jia et al., 2015); 介导植物衰老(Zhang et al., 2011).此外, H₂S还能响应各种生物和非生物胁迫.例如, NaHS (H₂S供体)可缓解铜、铝和铬等重金属胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长的抑制效应(Zhang et al., 2008, 2010a, 2010b); 缓解大麦(Hordeum vulgare)铝中毒现象(Chen et al., 2013); 增强烟草(Nicotiana tabacum)悬浮细胞在高温胁迫下的存活率及生长能力(Li et al., 2012); 提高苜蓿(Medicago sativa)种子萌发时的耐盐性(Wang et al., 2012); 增强狗牙根(Cynodon dactylon)对盐胁迫、渗透胁迫及低温的抗性(Shi et al., 2013); 缓解小麦干旱胁迫(Li et al., 2015). ...

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