昆明植物所探索一氧化碳促進種子萌發的新機制

　　一氧化碳(CO)是一類無色、無臭、無刺激性的氣體, 一氧化碳進入人體之后會和血液中的血紅蛋白結合，進而使血紅蛋白不能與氧氣結合，從而引起機體組織出現缺氧，導致人體窒息死亡。因此，人們往往視一氧化碳為“沉默的殺手”而談虎色變。但是近幾年越來越多的研究證據表明，這個殺手并不太“冷”，極低濃度的一氧化碳也有很多意料之外的生理學功能：比如一氧化碳可以作為信號分子調節神經遞質和神經肽的釋放，調控記憶行為與氣味反應；一氧化碳的舒張血管與心臟保護效應也被證實；一氧化碳在人體免疫、生殖、消化、肝臟及腎臟等系統中也扮演重要角色；在植物生理方面,一氧化碳處理可以緩解鹽脅迫對植物的過氧化損傷。種種跡象表明，CO的生理學功能其實是多方面的，人們對一氧化碳的認識也在改變。

　　自然界的種子根據保藏特性大體可分為正常型種子(orthodox seeds)與頑拗型種子(recalcitrant seeds)兩種。正常型種子一般可以耐受低溫與干燥處理后長期低溫保存，但是頑拗型種子一般不能耐受低溫或干燥處理，所以頑拗型種子一般不能進行低溫保存，這種特性可能與低溫誘導的活性氧自由基(reactive oxygen species)與活性氮自由基(reactive nitrogen species)損傷有關。有效提高頑拗型種子對低溫脅迫的耐受能力是當前種質低溫保存的一個難點問題。

　　中國科學院昆明植物研究所胡向陽研究組與李德銖、楊永平研究組合作，利用頑拗型木奶果種子（Baccaurea ramiflora）為材料，通過低濃度一氧化碳處理來提高木奶果種子對低溫脅迫的耐受能力。結果表明：低溫處理誘導了木奶果胚尖的一氧化碳積累，并進一步誘導另一種小分子化合物一氧化氮(NO)的產生；外源一氧化碳處理明顯誘導了一氧化氮的積累，一氧化氮一方面通過激活抗氧化系統來減弱低溫誘導的ROS 對種子活力的損傷；另一方面一氧化氮也激活了亞硝基谷胱甘肽還原酶（S-nitrosoglutathione reductase）的活性，從而減輕了低溫誘導的RNS的損傷，可見一氧化碳可通過雙管齊下的方式來增強頑拗型種子對低溫脅迫的耐受能力。

　　以上結果已被自由基生物學與醫學領域期刊Free Radical Biology & Medicine 在線發表。該研究得到中科院“百人計劃”與國家自然科學基金項目的資助。

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