气体递质：古老气体在植物响应温度胁迫中的新角色

作者：李忠光^*

来源：中国生物化学与分子生物学报, 2023, 39(07): 920-932.

DOI：10.13865/j.cnki.cjbmb.2023.06.1663

• 气体递质
• 温度胁迫
• 硫化氢
• 一氧化氮
• 一氧化碳

9种气体分子硫化氢(hydrogen sulfide)、一氧化氮(nitric oxide)、一氧化碳(carbon monoxide)、乙烯(ethylene)、氢气(hydrogen gas)、氨(ammonia)、甲烷(methane)、氰化氢(hydrogen cyanide)和二氧化硫(sulfur dioxide),是40亿年前地球原始大气的主要成分。如今，这些气体被认为是有机体内的气体递质(gasotransmitter),即内源气体分子。气体递质不仅参与动物呼吸、血压、学习、记忆、炎症反应等许多生理和病理过程的调控，而且在气孔运动、种子的萌发、植物生长发育及响应逆境胁迫中也起着举足轻重的作用。本文基于这9种气体递质在植物中的代谢及响应温度胁迫中的最新研究进展，归纳了它们的一般特性、合成和分解代谢及其相互联系。讨论了抗氧化系统、渗透调节系统、离子平衡系统、水平衡系统、热激蛋白(heat shock protein)、翻译后修饰(post-translational modification)和生物膜的修复与重建，在缓解温度胁迫引发的氧化胁迫、渗透胁迫、离子胁迫、水分胁迫、蛋白质变性和生物膜损伤中的关键作用。这些伤害的缓解，能提高植物对高温和低温胁迫的抵抗能力。此外，本文也总结了气体递质间通过启动化学反应、竞争靶分子、调节彼此代谢酶、引发新信号等交互作用，调控植物温度胁迫耐性，并提出未来的研究方向。旨在进一步推动气体递质在植物生物学研究领域的迅速发展。

• 出版日期2023
• 单位云南师范大学; 生命科学学院