中国计量大学徐沛研究组综述植物气体递质在重金属胁迫应答中的作用
转自植物研究进展
近日，中国计量大学生命科学学院徐沛研究员团队在Springer旗下杂志Reviews in Environmental Science and Bio/Technology（IF5yr 7.152）在线发表题为Plant gasotransmitters: light molecules interplaying with heavy metals 的综述论文，系统总结和阐述了包括一氧化氮（NO）、一氧化碳（CO）、硫化氢（H2S）和甲烷（CH4）在内的四种气体递质的生物合成、在重金属应答中的作用机制和气体递质相互间的调控网络关系，并就今后可能的研究热点方向进行了讨论。
气体递质可由植物内源性产生，它们能自由穿过细胞膜而不依赖膜受体和转运体，并通过靶向特定的蛋白分子发挥功能。“小分子，大功能”的气体递质广泛参与利植物生长发育、逆境响应等各项生命进程。NO、CO、H2S和CH4 信号均被报道参与了植物对重金属胁迫的应答，添加其外源供体或抑制剂可调控植物对重金属的抗性及其分配和积累。深入理解这些气体递质在植物重金属积累、转运和解毒中的作用机理及相互间的调控关系，不仅有助于拓宽和加深对气体递质生理作用的认识，还可指导农业生产中采取合理措施降低作物的重金属污染，提高其质量安全性。然而，目前研究者对此方面的了解较为碎片化，缺乏系统性的比较、归纳和探讨。
该综述概述了气体递质在植物中的内源合成途径、受重金属调控的机制；重点讨论了NO、CO、H2S和CH4在重金属吸收与积累、细胞保护以及通过与其他信号互作来缓解重金属伤害的作用机制；基于现有研究，总结了CO与NO，NO与H2S在植物应答重金属胁迫中协同或反馈调节的互作关系。在未来研究重点部分，作者认为鉴于目前对重金属应答过程中气体递质直接作用的靶标蛋白所知甚少，气体递质触发的直接化学反应/修饰作用应重点进行研究。此外，气体递质间的多种相互作用也有待证实和深入研究。
图1 不同气体递质调控植物重金属胁迫应答的机制
图2 重金属胁迫下各气体递质间的互作关系
中国计量大学生科院植物质量安全生物学实验室青年教师方萍萍博士为本论文第一作者，徐沛研究员为论文通讯作者。
文章链接：
https://link.springer.com/article/10.1007/s11157-020-09562-w
