揭示硫化氢抑制植物器官脱落的机制(2020.2.9 iPlants)

器官脱落是植物生长发育过程中普遍而重要的生理过程，同时也是一个重要的农艺性状。一般来说，植物器官脱落过程可分为离区的形成、响应脱落信号能力的获得、脱落的发生以及保护层的形成四步，其中获取响应脱落信号的能力是这其中相对比较复杂，但分子机理尚不明确的一步。在前人的研究中已发现有多种激素参与离区脱落信号的获取，其中生长素和乙烯的作用最为主要。

2020年2月，Horticulture Research 在线发表了山西大学生命科学学院裴雁曦课题组题为Hydrogen sulfide inhibits ethylene-induced petiole abscission in tomato （Solanum lycopersicum L.） 的研究论文。该研究发现气体信号硫化氢（H2S）可以抑制番茄叶柄脱落过程，同时在玫瑰花器官脱落和百合花藥开裂过程中也有作用，暗示H2S在植物器官脱落过程中具有普适性。

在分子机理方面，作者发现在硫化氢处理的样品中细胞壁降解相关蛋白酶活下降，同时这些蛋白编码基因的表达量也下降，但体外酶活分析实验表明H2S并不直接影响这些蛋白的酶活，暗示H2S在脱落过程中的作用点可能位于脱落过程的第二步，即离区处脱落信号的获取这一步。接下来作者分析了H2S对乙烯和生长素信号途径的影响，发现H2S可能是通过影响离区处活性生长素的含量来影响脱落过程的，而H2S在此过程中对乙烯通路相关基因表达的影响可能是间接通过其对生长素水平的调节来实现的。