硫化氫（H2S）是一種氣態(tài)介質(zhì)，在植物生長(zhǎng)和脅迫反應(yīng)中起著多種作用。然而，硫化氫在植物對(duì)鋁（Al）脅迫反應(yīng)中的調(diào)節(jié)作用仍然難以捉摸。浙江大學(xué)環(huán)境與資源科學(xué)學(xué)院林咸永教授團(tuán)隊(duì)在Sci Total Environ發(fā)表了題為“Sodium hydrosulfide alleviates aluminum toxicity in Brassica napus through maintaining H2S,ROS homeostasis and enhancing aluminum exclusion”的研究論文，為硫化氫信號(hào)在入侵植物物種適應(yīng)中的作用提供了更深入的了解。

Unisense硫化氫微電極系統(tǒng)的應(yīng)用

應(yīng)用了unisense氧微電極和pH微電極和硫化氫電極，所使用的氧微電極尖端直徑都為100微米，硫化氫電極尖端直徑為50微米，pH電極的尖端直徑為50微米，通過使用自動(dòng)馬達(dá)設(shè)備與微電極聯(lián)用測(cè)試了硫化氫在油菜幼苗鋁脅迫反應(yīng)中的作用因其局部濃度和持續(xù)時(shí)間差異性。

圖1工作模型

該研究施用20uM的NaHS（H2S供體）或0.2 mM的次金（HT，H2S清除劑）顯著減輕了鋁脅迫（150uM）對(duì)油菜根系生長(zhǎng)的抑制。暴露于Al 6小時(shí)后，由于半胱氨酸（83.73%）、L-半胱氨酸脫硫水合物（LCD，92.32%）和氰基丙氨酸合酶（CAS，11.23%）的升高，以及O-乙酰-L-絲氨酸（硫醇）裂解酶（OAS-TL，15.13%）的抑制，導(dǎo)致顯著的硫化氫積累，此后維持高水平。

添加HT顯著清除了鋁脅迫引起的硫化氫長(zhǎng)期積聚。外源NaHS通過增加OAS-TL活性（34.99%）和抑制LCD活性（25.72%）以及半胱氨酸水平（39.53%）來維持硫化氫穩(wěn)態(tài)。此外，外源NaHS通過提高抗氧化酶活性（SOD 26.27%，POD 28.62%，CAT 400.5%和APX 92.68%）和脯氨酸含量（19.85%）來減輕氧化損傷。它還通過降低PME活性（24.64%）和促進(jìn)果膠甲基化（16.74%）來減少根細(xì)胞壁鋁的積累（20.52%）。

當(dāng)添加HT時(shí)，觀察到類似的緩解作用。這些結(jié)果表明，硫化氫在油菜幼苗鋁脅迫反應(yīng)中的作用因其局部濃度和持續(xù)時(shí)間而異。長(zhǎng)時(shí)間的高硫化氫排放可能導(dǎo)致鋁毒性，而適度的外源性硫化氫通過控制硫化氫和ROS的積累以及通過補(bǔ)充抗氧化劑庫和促進(jìn)果膠甲基化來增強(qiáng)鋁排斥，從而提高鋁耐受性。因此，進(jìn)一步研究如何協(xié)調(diào)內(nèi)源性硫化氫水平并提高植物的抗逆性非常重要。