硫化氢参与植物抗逆境胁迫研究进展及其在果蔬保鲜中的应用

陈 晨 姜爱丽 刘程惠 管磬馨 孙小渊 胡文忠

(大连民族大学生命科学学院/生物技术与资源利用教育部重点实验室，辽宁 大连 116600)

硫化氢(H2S)是继一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)之后在动物体内发现的第三种气体信号分子[1]。哺乳动物体内能合成H2S，其在人体内大部分组织和血清中的平均浓度为5.2×10-6mol·L-1，主要参与调节血管舒张、神经传导等多种生命活动进程[2]。植物体内也存在内源H2S。研究发现低浓度的H2S参与调控植物气孔关闭、种子萌发、根系发育等多种生理过程以及缓解干旱、重金属等逆境胁迫带来的氧化损伤[3-5]。作为小分子气体信号分子，H2S可以自由穿过细胞膜进入细胞内部，快速到达靶细胞，直接与相应的靶细胞或靶分子结合，具有痕量即可快速发挥高效生理调节功能、安全且残留量低等优点[6]。近年来，大量研究表明，外源低浓度的H2S供体NaHS(最高浓度为 1.0 mmol·L-1，释放的H2S气体浓度约为1.5×10-10mol·L-1)能够激活采后果实抗氧化系统，调节活性氧(reactive oxygen species，ROS)代谢平衡，延缓果实衰老[7-10]。H2S处理也能通过调控ROS代谢抑制鲜切果蔬褐变的发生，从而提高其保鲜效果[11-12]。本文通过对H2S参与植物抗逆境胁迫响应的研究进展，以及H2S在果蔬采后保鲜中的应用现状进行综述，旨在为H2S的深入研究提供理论依据。

1 植物体内H2S的生物合成途径及调控

H2S在植物体内合成途径如图1所示。催化H2S合成的生物酶可以分为两类：一类是半胱氨酸脱硫基酶(Cys desulfhydrases，CDes)，包括L-半胱氨酸脱硫酶(L-Cys desulfhydrase，L-CD)和D-半胱氨酸脱硫酶(D-Cys desulfhydrase，D-CD)[13]。其中，L-CD以L-半胱氨酸(L-cysteine，L-Cys)为底物，催化生成H2S、氨和丙酮酸，当植物受到病原菌侵染时，L-CD活性和表达量上升，L-CD是植物抗病反应中生成H2S的主要酶[14]；……