EP南农沈文飚：NMT发现H2S可提升CH4抑制紫花苜蓿吸Cd效果

硫化氢（H2S）是响应重金属胁迫的气态信号，而最普遍的温室气体甲烷（CH4）则赋予镉（Cd）耐受性。本研究评估了CH4和H2S调控紫花苜蓿（Medicago sativa）Cd耐受性的因果关系。本研究结果表明，CH4的加入不仅加剧了H2S代谢，而且减缓了Cd对紫花苜蓿幼苗生长的抑制作用，这与缓解根系组织氧化还原失衡和细胞死亡的作用是并行的。在去除内源H2S后，无论是在亚牛磺酸（HT；H2S清除剂）还是DL炔丙基甘氨酸（PAG；H2S生物合成抑制剂）存在下，根中都没有观察到上述结果。利用原位非损伤微测技术（NMT）和电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）证实了H2S参与CH4抑制Cd在根部的内流和积累，这可以通过重新建立谷胱甘肽（GSH）库（还原型/氧化型GSH和同型谷胱甘肽）稳态和促进抗氧化防御来解释。总的来说，本文的研究结果清楚地揭示了H2S在CH4下游起作用，增强了对Cd胁迫的耐受性，这对基础和应用植物生物学都有重要意义。

进一步利用NMT监测根尖Cd2+流速。当幼苗暴露在未经Cd处理的Cd测试液中时，Cd在根尖的内流速率先增大，随后减小到一定水平并保持相对稳定（图1D, E）。当幼苗的根尖在Cd测试液中预平衡30 min后，可以清楚地观察到10 min内的稳定Cd2+内流速率（图1F, G）。相比之下，无论在有无Cd测试液预平衡的实验中，CH4和H2S都能明显降低Cd的内流速率，然后在加入HT和PAG后Cd2+速率被逆转（图1D-H）。同时，在只用HT或PAG处理的样品中，观察到Cd2+吸收加剧。上述结果清楚地说明了内源性H2S在CH4减少Cd积累和Cd吸收中的重要作用。