【科研进展】李积胜副教授，陈少林教授和陕西科技大学贾红磊副教授发现“气体信号分子硫化氢促进纤紫花苜蓿维素合成和生长的新机制”
西北农林科技大学李积胜副教授，陈少林教授和陕西科技大学贾红磊副教授发现“气体信号分子硫化氢促进纤紫花苜蓿维素合成和生长的新机制”
牧草中纤维素含量是评价其质量的重要指标。紫花苜蓿（Medicago sativa）作为我国重要的牧草植物，提高其纤维素含量是目前亟待解决的科学问题。2020年7月8日，Journal of Experimental Botany在线发表了“Hydrogen Sulfide Promotes Hypocotyl Elongation via Increasing Cellulose Content and Changing Cellulose Fibrils Arrangement in Alfalfa”研究论文，解析了气体信号分子硫化氢（Hydrogen sulfide）提高紫花苜蓿纤维素含量并提高苜蓿生长的分子机制。
转录组分析发现，硫化氢信号诱导大量细胞壁相关基因的差异表达。这些差异表达的基因与纤维素、半纤维素的生物合成以及果胶的降解有关。细胞壁组分分析发现，硫化氢可以诱导纤维素和半纤维素的含量提高，并降低果胶的含量。该研究进一步利用原子力显微镜（AFM）观察纤维素微纤维，发现NaHS处理使纤维素原纤维的直径减小，原纤维束的排列改变，原纤维束的间距增加。纤维素合酶复合体（cellulose synthase complexes, CSC）动力学与纤维素合成密切相关，该研究发现NaHS处理可以提高CSC的移动速率。
图1 硫化氢影响细胞壁纤维素丝的直径和空间排列
西北农林科技大学生命学院李积胜副教授为第一作者，王晓峰博士为并列第一作者。陕西科技大学贾红磊副教授和我校陈少林教授为共同通讯作者。陕西科技大学研究生王肖和马佩云参与该项研究。感谢国家自然科学基金委和陕西省自然科学基金对本研究的资助。
编辑：黄海瀛
终审：马闯