您好，深圳市創(chuàng)輝氫科技發(fā)展有限公司歡迎您！
重要性：盡管氫分子在動(dòng)物中具有潛在的治療作用，但這種氣體是否或如何在植物抗病性中發(fā)揮作用尚未闡明。RSV被認(rèn)為是水稻中最具破壞性的植物病毒，因?yàn)樗赡軐?dǎo)致田間生產(chǎn)的嚴(yán)重?fù)p失。因此，該病被選為探索分子氫與植物病原體抗性之間相互關(guān)系的經(jīng)典模型。在這項(xiàng)研究中，我們發(fā)現(xiàn)外源性和內(nèi)源性H2都可通過調(diào)節(jié)水楊酸信號(hào)傳導(dǎo)增強(qiáng)植株對(duì)稻條病毒感染的抗性。與一些常用的農(nóng)用化學(xué)品相比，H2幾乎無毒。我們希望這里介紹的研究結(jié)果將成為科學(xué)界推動(dòng)氫基農(nóng)業(yè)向前發(fā)展的機(jī)會(huì)。 氫思語點(diǎn)評(píng)：氫氣醫(yī)學(xué)研究的主要是氫氣治療疾病，治療疾病有兩個(gè)方面的可能作用，一是氫氣直接作為，氫氣作為抗病因子，例如氫氣中和自由基，減少氧化損傷。本質(zhì)就是氫氣作為消除治病因子的武器彈藥。另一個(gè)是氫氣發(fā)揮間接作用，就是氫氣影響了身體自己的抗病能力，例如影響了身體基因表達(dá)，提高了身體自身免疫力，有時(shí)候表現(xiàn)為身體自身抗氧化抗炎癥能力。氫氣直接作用和間接作用是非常不一樣的效應(yīng)，但在醫(yī)學(xué)研究中，這兩類作用往往不被強(qiáng)調(diào)，甚至有時(shí)候混為一談，導(dǎo)致對(duì)現(xiàn)象理解上的混亂。 氫氣直接作用其實(shí)比較容易理解，選擇性抗氧化的主要含義就是這個(gè)意思。間接作用則是相對(duì)復(fù)雜的，因?yàn)橐屔眢w自己發(fā)生變化，意味著氫氣對(duì)身體產(chǎn)生影響，注意氫氣對(duì)人體產(chǎn)生影響。這種影響一定存在正面作用和負(fù)面作用。但是由于我們沒有發(fā)現(xiàn)氫氣對(duì)身體的副作用或明確的毒性效應(yīng)。因此這種間接效應(yīng)是否存在都是需要探討的。不過由于大量的生物醫(yī)學(xué)研究，已經(jīng)逐漸出現(xiàn)一些對(duì)身體影響的間接效應(yīng)，比較典型的就是發(fā)現(xiàn)氫氣能影響細(xì)胞基因表達(dá)和信號(hào)傳導(dǎo)分子活性，當(dāng)然這些效應(yīng)也有可能是氫氣抗氧化產(chǎn)生的后續(xù)效應(yīng)，但主流解讀是認(rèn)為氫氣能影響這些效應(yīng)。例如氫氣能促進(jìn)Nrf2轉(zhuǎn)錄活性，這一轉(zhuǎn)錄活性增加，可以導(dǎo)致抗氧化抗炎癥效應(yīng)的系統(tǒng)性激活。 本研究對(duì)植物抗病毒效應(yīng)作為研究表型，發(fā)現(xiàn)增加氫氣供應(yīng)，無論是外源性補(bǔ)充，還是增加植物細(xì)胞自身合成氫氣，都能提高植物抗病毒的能力。這一研究非常明確地證明氫氣能增加植物身體細(xì)胞自身的抗病毒作用。我們簡單說是增加了植物的自身免疫力，如果這種效應(yīng)也出現(xiàn)在人體，那么氫氣就可以增強(qiáng)身體抗病毒能力。當(dāng)然從研究中看出，這種免疫力屬于先天性免疫類似，并非獲得性免疫力。無論如何，這是一種非常有意思的發(fā)現(xiàn)：氫氣促進(jìn)植物抗病毒能力。 背景介紹 稻條病毒（RSV，Tenuivirus屬）被認(rèn)為是水稻中最具破壞性的植物病毒，因?yàn)樗赡軐?dǎo)致嚴(yán)重的水稻條紋病，甚至導(dǎo)致田間生產(chǎn)的巨大損失，特別是在東亞（1）。禾本科的其他植物（2），甚至其他物種，如擬南芥，也被觀察到感染RSV（3）。這種病毒在植物之間的傳播主要是由小型棕色飛虱（SBPH，Laodelphax striatellus Fallen）以循環(huán)繁殖的方式介導(dǎo)的（4）。RSV感染的植物通常表現(xiàn)出交替的黃色和氯狀條紋，卷曲和下垂的葉子，過早枯萎和其他不良表型（5，6）。據(jù)報(bào)道，宿主免疫應(yīng)答出現(xiàn)在癥狀發(fā)展的早期階段，其中防御反應(yīng)相關(guān)過程被激活（7）。 在植物中，水楊酸（SA）調(diào)節(jié)局部和全身獲得性抗病性（8）。在病原體感染期間，大部分游離SA轉(zhuǎn)化為SA-2-O-β-d-葡萄糖苷（SAG），然后轉(zhuǎn)運(yùn)到液泡進(jìn)行降解（9）。當(dāng)用RSV攻擊時(shí)，發(fā)現(xiàn)水稻STV11的抗性等位基因編碼磺基轉(zhuǎn)移酶以催化SA轉(zhuǎn)化為磺化SA（1）。此外，超敏誘導(dǎo)的反應(yīng)基因家族通過SA依賴性途徑有助于植物對(duì)RSV的基礎(chǔ)抗性（10）。 氫氣（H2）被稱為自然界中所有氣體中結(jié)構(gòu)最簡單的一種。許多微藻和藍(lán)藻可以表達(dá)氫化酶，將質(zhì)子還原為氣態(tài)H2 (11）. 由于H2的抗氧化特性在動(dòng)物中由大澤等人觀察到（12），H2逐漸被視為一種治療性醫(yī)用氣體（13）。在植物中，H2已發(fā)現(xiàn)在響應(yīng)各種非生物脅迫（14）方面作為有益的氣體遞質(zhì)之一，包括苜蓿（15）和黃瓜（16）中的鎘暴露以及擬南芥（17）中的鹽度。 據(jù)報(bào)道，缺氧是增強(qiáng) H 2的驅(qū)動(dòng)因素綠色微藻的生產(chǎn)（18）。此外，H2 的幾種潛在刺激來源，包括脫落酸 （ABA）、茉莉酸 （JA）、鹽度和干旱脅迫生產(chǎn)已被描述（19）。進(jìn)一步的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，ABA引發(fā)快速和持續(xù)的H2在擬南芥中產(chǎn)生，導(dǎo)致氣孔徑減小并增強(qiáng)耐旱性（20）。H2控制水稻鋁耐受性與赤霉素酸（GA）/ABA平衡的重建和miRNA調(diào)節(jié)的基因表達(dá)密切相關(guān)（21）。外源性 H2還與側(cè)根形成（22）和不定生根（23）密切相關(guān)。然而，內(nèi)源性H2的作用在植物中對(duì)病原體感染的反應(yīng)尚未闡明。 在這項(xiàng)研究中，我們旨在調(diào)查H2是否可能是強(qiáng)烈的超敏 RSV 抵抗反應(yīng)所需的關(guān)鍵因素。由于H2在植物中仍不清楚（24），大多數(shù)實(shí)驗(yàn)探索H2植物的功能基于藥理學(xué)方法（富氫水或固態(tài)儲(chǔ)氫材料）（25）。然而，外源性應(yīng)用H2可能無法完全模擬內(nèi)源性 H2在植物生理學(xué)中發(fā)揮作用。來自萊茵衣藻的氫化酶1基因（CrHYD1）過度表達(dá)的轉(zhuǎn)基因擬南芥植物（26）也被用來提供遺傳證據(jù)來探索內(nèi)源性H2的功能?；谏鲜鲈颍捎盟幚韺W(xué)、分子生物學(xué)和遺傳學(xué)方法并結(jié)合，揭示了H2-調(diào)節(jié)水稻對(duì)呼吸道合胞病毒的抗性。這項(xiàng)研究可能會(huì)為H2提高植物抗病能力的應(yīng)用打開一個(gè)新的窗口。
400-995-3635
掃描二維碼 獲取報(bào)價(jià)
微信號(hào)：qingliquan888微信二維碼
