氢气生物学研究目前仍然是热火朝天,2017年新增加论文200篇,其中SCI收录论文90余篇,新增加比例15%左右。在这些研究中,氢气植物学等农业研究领域增长速度加快,以南京农业大学为代表的中国学者在这方面的贡献是独领天下。不过,植物学研究论文达到一定规模来,相关的综述文章并不多见。可喜的是,最近来自甘肃农业大学园艺学院廖伟彪教授课题组,在Functional Plant Biology发表一篇综述,系统介绍了氢气在植物领域的研究进展,《氢思语》摘要介绍。
氢气在动物疾病中的作用被率先确定,其作用基础是作为一种生物抗氧化剂,能选择性中和有毒自由基,减少氧化损伤和炎症,对许多重要人类疾病具有改善效果。在植物学方面,氢气的效应研究才刚刚开始。植物能自身合成氢气,合成的可能方式主要利用氢化酶和固氮酶,细菌等微生物领域都是氢气合成的关键途径。氢气在植物效应方面,主要发现对种子萌发、幼苗生长、不定生根、根伸长、果实保鲜、气孔关闭和花青素的合成等方面具有比较强的作用。氢气还能通过增强抗氧化防御系统提高植物应对胁迫的能力。此外,氢气能与一氧化氮、一氧化碳、脱落酸、乙烯和茉莉酸等信号分子协调发挥作用,调节各种非生物胁迫响应基因的表达,也能影响不定根形成和花青素生物合成相关基因表达。将来研究需要重点关注氢气效应分子机制及其与各种细胞信号分子的相互作用。在提高农业生产效率和绿色农业方面,氢气将成为深受欢迎的新手段。
图 氢气和各类生物信号分子相互作用图
表 氢气植物学研究总结