氢对植物的生长有什么作用

一、植物中氢的产生

生物体产生 H2 zui早发现在某些藻类和xi菌中，其产氢过程主要由氢酶（也称氢化酶 ) 催化；除氢酶方式产氢外，一些xi菌的固氮酶也可以催化 H2 的合成。现有研究虽并未发现高等植物中存在氢化酶，但高等植物也能产氢，有研究表明，大麦、玉米和冬黑麦等在无氧或低氧条件下可以释放 H2，且黑麦的产氢与微生物无关。24 h 无氧处理后，小麦、玉米、高粱、水稻、空心菜、豇豆、油菜、四季豆等作物的根均能检测到放 H2 现象。另外，外界环境ci激如干旱、盐、寒冷、重金属等胁迫以及植物ji素也能诱导内源氢气的产生，但具体的产氢机制还不明确。

二、氢的植物学效应

1、氢对植物生长发育的作用

种子萌发是植物生长发育的重要环节，也是zui脆弱的阶段，易受外界环境的影响。zui早在 1964 年，Renwick 等研究表明氢气能够cu进黑麦种子发芽；在绿豆、水稻等植物的研究上发现，富氢水处理也能够不同程度地cu进其种子萌发。Xu（2013）研究发现，用富氢水浸泡水稻种子可以huan解盐胁迫导致的萌发yi制，提高在盐胁迫下作物种子的萌发率。

富氢水还能cu进根系生长。根系作为植物直接吸收养分水分的qi官，其发育是否良好影响整个植株的生长发育；不定根及侧根的产生则能you效增加根系表面积，提高根系吸收能力。有研究表明，生长素诱导产生的 H2 参与了拟南芥侧根发育 。

在黄瓜研究上，氢处理土壤能够明显cu进黄瓜幼苗生长；富氢水处理也可以cu进黄瓜外植体不定根的生长发育，且不同饱和度的富氢水处理效果不一样，其中 百分之50 和 百分之100饱和度富氢水处理效果较好。在猪笼草、万寿菊、当归、玉米等植物上也有类似结果，富氢水处理能够cu进万寿菊和猪笼草不定根发生，显著cu进当归根系的生长，提升当归产量 。

2、氢对作物逆境抗性的作用

环境因素严重影响植物生长发育状况，干旱、低温、盐渍等bu良因素会yi制植物生长。有研究表明，拟南芥在遭遇盐胁迫时内源氢气含量迅速增加，同时 ABA 也能诱导内源氢气的产生，氢气可能通过与植物ji素的互作参与植株的亢氧化过程，减少因胁迫产生的氧化伤害；外源富氢水能够通过减少气孔开度，协助拟南芥抵抗干旱胁迫。

在水稻研究方面，盐胁迫会上调水稻氢化酶ji因表达，诱导氢气产生，提升相关亢氧化酶ji因表达，从而提高亢氧化酶huo性，减少氧化损伤；水稻在遭受冻害时也检测到内源氢气含量的上升。外源富氢水处理能够huan解盐胁迫对种子萌发的yi制作用，主要调节水稻种子中相关酶huo性及亢氧化酶ji因的转录水平。在黄瓜、玉米、鸢尾等作物上也有类似研究，氢气可能主要通过提高植株本身的亢氧化能力huan解胁迫导致的氧化伤害，解除相关的生长发育yi制现象。

3、氢对作物抵抗重金属胁迫抗性的作用

一些金属元素参与植物生长发育的重要过程，当浓度过高时会造成重金属胁迫，yi制植物生长发育，甚至会导致植株死亡。重金属镉 (Cd) 会yi制植物生长，富氢水处理可huan解镉胁迫诱导的苜蓿幼苗根部氧化损伤，主要通过减少 Cd 诱导的丙二醛的积累提高其亢氧化能力，减少 ROS 引起的氧化损伤，huan解 Cd 毒害对植物根伸长的yi制和对生长的阻碍；在水稻上也有类似结果，富氢水处理可以huan解镉毒害对水稻生长发育的yi制作用，降低水稻根部对镉的吸收，提高亢氧化酶huo性，降低镉的积累；通过转录组分析，富氢水还能够通过调节转yun蛋白相关ji因，降低白菜的镉富集 。

4、氢对植物采后保鲜贮藏的作用

随着社会的发展，人们对生活的要求也越来越高，鲜切花ji具观赏性，也越来越普及到家庭。切花离开了母株，衰老凋谢是必然。有研究表明，适宜浓度的富氢水预处理可以延长香石竹、小苍兰、百合等切花瓶插寿命。蔡敏研究表明，百分之10的富氢水显著延长香石竹的瓶插寿命，减缓花瓣萎蔫的速度，延长香石竹的盛开期。任鹏举研究表明，氢气延缓切花百合的衰老，提高切花百合的瓶插寿命和品质，huan解叶绿素的fen解和细胞膜的损伤。

在猕猴桃贮存保鲜方面，外源氢气熏蒸能够提高猕猴桃贮藏寿命，富氢水可以降低猕猴桃的腐烂率，保持其硬度，延迟其后熟及衰老过程。保鲜原理是 H2 参与乙烯的生理生化过程，可以降低乙烯的合成；另外 H2 能调节采后猕猴桃的亢氧化防御，yi制猕猴桃的呼吸强度。

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