氢气植物学效应的研究进展

氢气(hydrogen,H_2)是一种新的气体信号分子。藻类和微生物的氢酶可以产生并释放H_2,高等植物也可能存在类似于氢酶的蛋白催化H_2的合成。同时,各种非生物胁迫和激素也可诱导产生H_2。与动物中H_2通过选择性抗氧化预防和辅助治疗多种疾病所不同的是,植物中H_2的生理作用可能还与其通过迅速诱导活性氧信号,从而调动抗氧化防护系统有关。H_2具有多种植物学效应,包括调控生长发育和提高对生物胁迫和非生物胁迫的抗/耐性,其分子机制涉及对miRNA、基因表达、激素水平和蛋白质修饰的调控,并可能与一氧化氮(nitric oxide,NO)和一氧化碳(carbon monoxide,CO)等气体信号转导有关。H_2的研究掀起了新一轮健康革命,"氢农业"的发展也已初具规模。本文主要综述了H_2产生、生理功能以及与激素等信号分子互作的研究进展,并对H_2植物学效应和"氢农业"进行了展望。