安徽农业大学周可金教授团队在作物铝胁迫响应的信号调控机制方面取得重要进展。该研究通过硫化氢供体结合清除剂处理，分析了其对铝胁迫下油菜体内硫化氢代谢、细胞壁各多糖组分以及活性氧和活性硫内稳态的影响，阐明了硫化氢信号响应铝胁迫的机制。成果以“硫氢化钠通过维持硫化氢和活性氧内稳态以及促进铝排斥缓解油菜铝毒害的机制”（Sodium hydrosulfide alleviates aluminum toxicity in Brassica napus through maintaining H2S, ROS homeostasis and enhancing aluminum exclusion）为题于2022年11月8日发表在中科院一区杂志《总体环境科学》（《Science of the Total Environment》IF，10.753，http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.160073）。论文第一作者为威尼斯569vip游戏余燕博士，通讯作者为周可金教授，浙江大学林咸永教授为主要合作者。威尼斯569vip游戏朱宗河教授、张付贵老师以及董嘉、李瑞、赵雪等硕士生参与了此项工作。安徽农业大学为唯一第一作者和通讯作者单位。
全球约30%的土地面积和50%的潜在可耕地是pH低于5.5的酸性土壤，铝毒是酸性土壤上限制作物生长主要的障碍因子，也是仅次于干旱的第二大非生物逆境胁迫。硫化氢是一种新型气体信号分子，胁迫条件下植物体内可快速响应启动其合成代谢调控植物对逆境胁迫的响应过程。已有研究表明硫化氢可调控植物对铝胁迫的响应，但其具体机制尚不清楚。
研究结果表明，外源添加硫化氢供体NaHS或清除剂HT均可显著缓解铝诱导的根系伸长受抑，铝胁迫下硫化氢表现出双重效应。铝胁迫诱导的持续高浓度硫化氢可通过干扰活性氧和活性硫内稳态平衡、增加根系铝积累导致毒害。外源适量的NaHS则可诱导早期硫化氢信号，并通过调控硫化氢代谢酶活性维持活性硫水平、增强抗氧化防御系统维持活性氧内稳态、增加果胶的甲基化程度降低细胞壁中铝的积累，从而缓解铝的毒害。
图1 硫化氢供体和清除剂对油菜铝毒害的调控作用
图2 铝胁迫下油菜根系硫化氢水平变化
该研究得到了安徽省自然科学基金（1908085QC104）、国家自然科学基金（32201915）以及高校优青支持计划重点项目（gxyqZD2021096）资助。（作者：余燕 审核：王晓波）
