氫氣在植物中的生理功能研究已經(jīng)證明氫氣對不同環(huán)境脅迫(百草枯、重金屬、鹽、紫外線等)下的植物損傷具有保護(hù)作用。氫氣主要通過提高植物自身的抗氧化能力來提高對脅迫的抗性。谷胱甘肽(GSH)作為一種重要的抗氧化和金屬離子螯合物，是非酶抗氧化系統(tǒng)的重要成分，谷胱甘肽可以通過GSH-AsA循環(huán)影響抗壞血酸的合成，又可以作為底物影響金屬螯合肽(PCs)的含量和GST、GPX等抗氧化酶活性。
 

論文通訊作者，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院植物生物學(xué)系崔瑾教授認(rèn)為，研究氫氣對植物谷胱甘肽合成和代謝的影響，有利于我們進(jìn)一步探明氫氣是如何提高植物對重金屬抗性的深層次原因。崔瑾教授主要研究領(lǐng)域是芽苗菜的種植，疾病防治和芽苗菜營養(yǎng)質(zhì)量控制等。最近幾年開展氫氣植物效應(yīng)研究，取得了一系列成績。
 

醫(yī)學(xué)臨床試驗證明氫氣是一種重要的抗氧化物質(zhì)和信號分子，但H2在植物中潛在的生理功能尚不清楚。本試驗研究了富氫水(HRW)在小白菜抗鎘中的生理作用。結(jié)果表明：

①富氫水處理可以顯著緩解鎘對小白菜生長的抑制和氧化脅迫，且50μM的CdCl2(氯化鎘)和50%飽和濃度的富氫水均能誘導(dǎo)小白菜幼苗內(nèi)源氫氣含量的提高。

②鎘脅迫后的小白菜幼苗，用富氫水后處理與用GSH后處理均能顯著緩解鎘對根伸長的抑制，降低脂質(zhì)過氧化水平，外源添加BSO(GSH合成抑制劑)抑制了富氫水對鎘毒害的緩解作用。

③富氫水處理可以顯著提高小白菜幼苗的GSH水平，而GSH水平的提高可能與氫氣促進(jìn)了GR、GS基因的表達(dá)有關(guān)。

④富氫水處理下，小白菜幼苗AsA含量顯著增加，GPX, GST酶活顯著提高，表明富氫水參與了GSH-AsA循環(huán)和GSH代謝調(diào)節(jié)。

上述研究結(jié)果表明，小白菜在鎘脅迫后可能誘導(dǎo)了氫氣的產(chǎn)生，氫氣的產(chǎn)生促進(jìn)了GSH的代謝和平衡，進(jìn)而緩解鎘對小白菜的毒害作用。
 

最新研究論文發(fā)表于Plos One。

點評：氫氣生物學(xué)效應(yīng)在最近八年逐漸成為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的熱點，主要是因為氫氣作為一種選擇性抗氧化，在許多重要疾病中具有潛在的應(yīng)用前景。在農(nóng)業(yè)方面，由于氫氣可能作為調(diào)節(jié)促進(jìn)植物生長，提高植物抗病能力，水果蔬菜保鮮，土壤品質(zhì)改良等方面的應(yīng)用潛力，也開始受到農(nóng)業(yè)科學(xué)家的重視。在氫氣植物生長調(diào)節(jié)效應(yīng)方面，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)走在國際前列，尤其是以崔瑾和沈文飚教授為代表的團(tuán)隊，在國際上獨樹一幟。