硫化氢信号分子介导S-烯丙基-L-半胱氨酸调控水稻镉胁迫

火兴宇; 张宇; 王常荣; 齐麟; 刘斌; 黄雁飞; 黄永春; 《农业环境科学学报 》 2025 北大核心 CSCD

摘要：土壤Cd污染不仅影响水稻的正常生长发育，而且导致Cd在水稻籽粒中累积，从而给人体健康造成潜在危害。硫化氢（H2S）作为一种重要的信号分子在调控植物重金属胁迫中发挥重要作用。本文利用水培试验研究了具有内源H2S供体功能的大蒜提取物S-烯丙基-L-半胱氨酸（SAC）调控水稻Cd胁迫的潜在机制。选用我国南方主栽水稻品种“中早35”作为试验材料喷施系列浓度SAC，结果表明：喷施0.2 mmol·L-1SAC后水稻幼苗地上部和根部H2S含量随时间延长持续增加，12 h后与对照（CK）处理相比分别显著增加44.57%和83.22%。采用荧光标记法对水稻幼苗叶片和根部的测定结果也表明H2S荧光强度与CK处理相比分别显著增加254.55%和700.25%。进一步对水稻幼苗地上部和根部H2S主要合成酶L-半胱氨酸脱硫酶（LCD）活性进行测定，结果表明，喷施0.2 mmol·L-1SAC后地上部和根部LCD活性与CK处理相比分别显著增加94.17%和41.05%。喷施0.2 mmol·L-1SAC后对水稻抗氧化酶系统的测定结果表明，水稻幼苗地上部超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性与CK处理相比分别显著增加32.36%、26.69%、24.87%，根部分别显著增加38.61%、11.99%、62.93%。地上部和根部丙二醛（MDA）含量与CK处理相比分别显著降低37.37%和28.54%。对水稻幼苗Cd含量的测定结果表明，当SAC喷施浓度达到0.2 mmol·L-1时地上部和根部Cd含量与CK处理相比分别显著降低18.07%和46.05%。研究表明，喷施SAC诱导了幼苗LCD活性，促进了水稻合成H2S信号分子，调控了水稻Cd胁迫和转运。

关键词： 水稻 镉 S-烯丙基-L-半胱氨酸 硫化氢 信号分子