H2S延缓采后草莓衰老及调控植物切花保鲜的信号机制

硫化氢(Hydrogen Sulfide，H2S)在动物体中作为一种重要的信号分子，可以调节很多生理反应。近年来，越来越多的证据显示，H2S信号也参与了植物体中的多种生理作用，如种子萌发，根形态形成，抗逆反应等。然而，H2S信号是否介导了植物的衰老进程目前尚不明确。本论文以采后草莓果实为研究材料，考察了H2S对采后草莓果实的货架期及其体内抗氧化代谢的影响。研究结果表明，经H2S供体硫氢化钠(NartS)水溶液释放出的H2S气体熏蒸处理草莓果实，可显著延长其货架期，并呈一定的浓度效应。与对照组相比，经不同浓度H2S供体NaHS(0.2、0.4、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0和1.25 mmol L-1)熏蒸处理，均能明显延缓草莓果实腐烂指数的上升，其中0.80 mmol L-1 H2S供体处理的延缓效应最为显著。进一步研究表明，H2S供体能延缓采后草莓果实硬度的下降和果实颜色的改变，同时还可以提高还原糖，可溶性蛋白质和游离氨基酸的含量，有利于草莓果实抗衰老性能的提高。
　　活性氧的迸发并导致机体内的氧化损伤，是植物衰老进程中的显著事件。本文对H2S信号调节采后草莓果实的抗氧化代谢机理进行了相关研究，结果表明，H2S信号可显著上调采后草莓果实中的过氧化氢酶(CAT)，愈创木酚过氧化物酶(POD)，抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)等活性氧清除酶系的活性，同时下调脂氧合酶(LOX)的活性，降低过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子(·O2-)等活性氧的水平及膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)的含量。上述数据表明，H2S分子可能作为一种抗氧化信号，参与了草莓果实成熟衰老进程，行使其延长草莓果实贮藏寿命的功能。
　　本文对草莓果实灰霉病的主要致病菌进行了分离及鉴定，得到酿酒酵母、黄绿青霉和梨形毛霉三株菌种；H2S体外抑菌实验结果显示，H2S对酿酒酵母、黄绿青霉和梨形毛霉的生长均有显著的抑制效应，表明H2S具有抑制草莓灰霉病主要致病菌的功能，对延长采后草莓果实货架期有重要贡献。
　　此外，本论文以多种植物的切花为研究材料，考察了H2S能否作为一种普遍的衰老调节因子，参与调控植物切花衰老进程。实验结果表明，H2S信号能明显延长月季、一年蓬、土麦冬、看石榴、粉紫重瓣木槿、红花继木切花和白杜卫茅、龙爪柳插枝的瓶插期，且呈一定的浓度效应。考查切花植物中膜脂过氧化产物MDA及内源H2S的消长规律时发现，二者在衰老进程中呈显著的负相关，新鲜切花中表现出高水平的MDA和低水平的内源H2S，外源H2S信号处理能显著提高内源H2S的水平、下调MDA的含量。本研究还发现，H2S信号能诱导一年蓬切花的花朵和龙爪柳插枝的叶片中SOD、CAT、POD及APX活性的上升，抑制H2O2和·O2-的过量产生。综上所述，H2S通过上调植物体中抗氧化酶的活性，降低活性氧引起的氧化损伤，可达到延缓切花植物衰老进程的目的。