2021年10月,裴雁曦教授课题组的王志清博士作为第一作者,在Plant Cell Report 在线发表了题为“H2S aids osmotic stress resistance by S‑sulfhydration of melatonin production‑related enzymes in Arabidopsis thaliana” 的研究论文。该研究探讨了气体信号分子硫化氢(hydrogen sulfide, H2S)和褪黑素(melatonin)对拟南芥气孔的调节作用。文章以模式生物拟南芥为实验材料,探究了H2S和褪黑素在通过关闭气孔抵御渗透胁迫过程中的相互关系。
作者发现,外源性H2S和褪黑素在正常和渗透胁迫下能够关闭气孔并增加植物的相对含水量,同时增加脯氨酸和可溶性糖的含量,降低丙二醛含量和相对导电率。外源性 H2S 增加褪黑素产生相关酶SNAT、ASMT 和 COMT1 的转录水平,提高内源性褪黑素含量。在翻译后水平,H2S 硫巯基化修饰 SNAT 和 ASMT,但不硫巯基化修饰COMT1。因此,H2S 似乎通过增加褪黑素合成相关基因的转录水平和编码酶的巯基修饰来促进气孔关闭以响应渗透胁迫。在褪黑素产生相关突变体植株中snat,comt1和asmt在正常和渗透胁迫下,我们对气孔孔径进行了观察,确定了在关闭气孔的过程中 H2S 是部分依赖褪黑素的。这些结果增加了我们对渗透压力条件下 H2S和褪黑素的功能和相互作用的理解。
该研究得到了国家自然科学基金(31972428),山西省国家留学基金委(2020-014)和山西省优秀人才科技创新项目 (2018050211016)的资助。