南京农业大学王玉花教授团队在外源硫化氢增强茶树抵御铝胁迫研究方面取得新进展

铝（Al）毒害是限制植物在酸性环境中生长的一个关键因素，茶树 (Camellia sinensis ) 适合生长在pH为4.5-6.5的酸性土壤中，同时茶树是一种典型的富铝植物，成熟叶片可富集大量的铝，而不出现铝中毒症状，但过高的铝浓度仍影响茶树的生长发育。近来研究发现硫化氢（H2S）作为一种气体信号分子，可以调节植物生长，提高植物对干旱、盐、温度和金属胁迫的耐受性。本文以H2S为切入点，旨在探索其在茶树应对铝胁迫中发挥的作用，以期为茶树响应Al富集和降低Al含量提供新的思路和技术参考。

2024年7月，Beverage Plant Research 在线发表了南京农业大学王玉花教授团队题为Exogenous hydrogen sulfide enhanced Al stress tolerance in tea plant (Camellia sinensis) 的研究论文。

研究发现，2 mM和4 mM Al处理比正常0.4 mM Al培养下的茶苗新根发生少，提前施加H2S，使得H2S + Al处理比单独Al处理下的茶苗根系发生多，而PAG（H2S清除剂）+Al则显著抑制茶苗的生长发育。此外，PAG则不仅抑制茶苗根系的正常发育，同时抑制茶苗叶片的生长，叶片从脉部开始有失绿现象，甚至出现部分叶片脱落。而后发现在Al胁迫下，H2S直接减少Al在茶树根部的富集，促进Al的转运，而PAG增加Al的积累，抑制Al的转运。不仅如此，H2S还通过促进茶树根系活性，调节不同组织Ca、Mg、Zn、Mn、Fe含量及转移率等维持离子稳态，增加叶绿素含量和维持超微结构稳态，调节抗氧化途径相关的物质和茶树成分等多个途径缓解Al毒对茶树的破坏，这些途径有效增加茶树的耐铝性。

图1 不同组合处理下茶苗植株的表型
a: 0.4Al, b: H2S+ 0.4Al, c: PAG + 0.4Al, d: 2Al, e: H2S + 2Al, f: PAG + 2Al, g: 4Al, h:H2S + 4Al, i: PAG + 4Al

南京农业大学园艺学院王玉花教授为该文通讯作者，邢安琪和疏再发为该论文共同第一作者。研究受国家自然科学基金（31972457）、江苏省农业产业技术体系（JATS[2023]416）和江苏省自然资源科学技术基金（2022018）资助。

特邀作者：邢安琪、疏再发
编辑：顾笑寅