氢化镁调控的绿豆渗透耐性与一氧化氮介导的脯氨酸代谢有关

作者：张毅华^*; 陆鈃; 赵海懿; 陈曦; 王乔; 冯宇; 程晓晴; 沈文飚

来源：植物生理学报, 2023, 59(10): 1964-1974.

DOI：10.13592/j.cnki.ppj.100729

• 氢化镁
• 一氧化氮
• 脯氨酸
• 渗透胁迫
• 绿豆

氢气(H2)是一种新发现的气体信号分子,参与植物响应环境胁迫。目前,对H2的运用主要依赖于以电解法制备的富氢水,但因成本较高及操作复杂,此方法并不利于农业上大规模应用。氢化镁(MgH2)是一种固体储氢材料。近期,医学和植物学研究显示, MgH2可以作为释放H2的供体,但是MgH2在调控植物干旱及渗透耐性方面的作用尚不明确。本研究表明, 10 mg·L-1 MgH2通过诱导一氧化氮(NO)爆发,显著缓解200 g·L-1聚乙二醇(PEG)-6000对绿豆(Vigna radiate)幼苗造成的渗透胁迫。相比于单独PEG-6000胁迫,MgH2预处理后的硝酸还原酶(NR)活性提高33.52%, Vr NR1和VrNR2基因表达水平分别提升93.60%和21.91%。通过测定脯氨酸含量、Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶和脯氨酸脱氢酶活性以及相关编码基因表达水平,证实MgH2对绿豆幼苗渗透胁迫耐受性的调控与NO介导的脯氨酸生物合成有关。研究结果为MgH2的农业应用提供初步的理论依据。

• 单位
  山西农业大学; 生命科学学院; 南京农业大学