科研产出
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
《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
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叶面喷施S-烯丙基-L-半胱氨酸对水稻砷转运影响机制
《农业环境科学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：膳食稻米是我国人群摄入高致癌风险无机砷(iAs)的主要来源,开发降低稻米砷(As)含量生产措施对保护人体健康具有重要意义.本文以我国南方主栽水稻品种"中早35"为试验材料,采用盆栽试验研究了开花期叶面喷施S-烯丙基-L-半胱氨酸(SAC)对水稻籽粒和营养器官中总As含量的影响并揭示其潜在的分子机制.结果表明:当SAC喷施浓度达到0.2 mmol·L-1时籽粒和根中总As含量分别显著降低42.3%和20.6%,但旗叶中总As含量显著增加了72.4%;荧光染色观察试验表明旗叶中H2O2含量显著降低,同时SOD和CAT酶活性分别显著升高61.8%和105.3%.喷施SAC后水稻顶端第一节中Lsi6转运子编码基因以及Lsi3转运子编码基因分别显著下调59.8%和36.3%,据此推测喷施SAC可能显著降低了水稻从通向旗叶膨大维管束流中卸载AsⅢ和向连接稻穗弥散维管束装载AsⅢ的能力,导致籽粒中总As含量显著降低而旗叶中总As含量显著升高.旗叶植物螯合素(PCs)合成酶OsPCS1和负责向细胞液泡中转运AsⅢ的OsABCC1转运子编码基因分别显著上调57.6%和61.0%,表明喷施SAC增加了旗叶合成PCs并向液泡中区隔AsⅢ的能力从而降低了叶片的AsⅢ胁迫.水稻根部Lsi1、Lsi2、Lsi3转运子编码基因分别显著下调了27.2%、23.8%、29.5%,表明水稻根部对AsⅢ的吸收、转运能力降低,同时可能也预示着AsⅢ向木质部导管中装载AsⅢ的能力降低.综上,喷施SAC通过调控AsⅢ转运子编码基因表达降低了水稻籽粒和根中总As含量,同时缓解了As胁迫.
关键词： 水稻 砷 S-烯丙基-L-半胱氨酸 转运子 基因表达
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