Alleviation of cadmium toxicity in Medicago sativa by hydrogen-rich water.pdf

   南京农业大学生命科学学院沈文飚教授课题组，主要研究领域是植物气体信号分子（NO、CO等）的代谢、功能以及信号转导等方向的研究。最近沈文飚教授课题组陆续发表氢气生物学领域的重要文章，先后PlantCell Environ、Plos One 和Plant Soil上发表第3篇研究论文，分别就多种植物对低温、高盐和缺水等环境不良因素的抗性开展研究。在氢的植物效应研究方面，该小组显然具有独创性和领先性。更值得称道地是，他们的研究在某些方面已经超过国际上许多动物研究的水平，在国际上处于领先地位，特别是在植物方面填补了氢生物学效应研究的空白。

大米重金属含量超标已经成为威胁人们健康的重大问题，虽然提高粮食产量是农业生产中的重要问题，但是如果粮食存在污染和重金属超标等问题，也是让学者们闹心的问题，因为产量上去了，如果粮食的品质下降了，则会大大抵消产量带来的实际效益，甚至完全扭转其意义。更不幸地是，有学者发现，杂交稻、超级稻的镉超标的风险比普通水稻更为严重。

随着经济的快速发展，人们对物质生活质量要求的持续提高，提高粮食蔬菜品质将越来越重要。因此，针对优化粮食品质生产的研究就非常值得投入。就比如金属镉超标的大米，已经在媒体上多次曝光。其实，大米镉超标几乎就是天生的，因为和其他作物相比，大米吸收镉的能力更强。南京农业大学农业资源与环境研究所的潘根兴教授，早在几年前，就发现了种植水稻的土壤中重金属超标的状况，其中稻米对于镉污染的吸附作用明显强于玉米、大豆等其他的作物品种。

针对稻米镉污染的问题有没有可行的手段？最近来自南京农业大学的氢气植物研究课题组再次给了我们惊喜，他们的研究发现，如果将植物（紫花莴苣）用含氢水处理，可以减少植物对镉的吸收。治理重金属污染本质上必须从源头和土壤“消毒”来解决，但在短时间无法彻底解决污染问题前，采用简单有效的手段，利用已经污染的土地，获得符合质量标准的粮食，仍是十分重要的。这一发现意味着氢气在农业上有难以估计的重大应用价值。据说曾经有学者提出氢气肥料的概念，氢气不仅仅是肥料，简直就是植物的圣水。沈老师的最新文章发表在J hazardous Materials上（2013年最新影响因子3.95）。

文章简介：许多植物在不利环境下可以大量产生氢气，氢气诱导植物对各种不利环境因素，如高盐、百草枯的抗性，以对抗和适应不利环境，这说明氢气在植物的生存适用中具有重要作用。但是关于氢气在镉环境下是否有同样作用仍不清楚，该研究主要探讨氢气在植物应对这一不利环境下的作用。研究结果发现，氢气饱和浓度10%条件下可以减少植物在镉环境下氧化应激损伤(TBARS)，提高植物根长和种子发芽能力，上述作用和典型抗氧化酶活性增强及相关转录因子活性增加有关。活体监测活性氧浓度、脂质过氧化、细胞膜完整性、谷胱甘肽氧化还原比例等指标，进一步证明氢气促进植物抗氧化的作用。更为重要的是，氢气处理可以减少植物对镉的吸收，这一发现对农业生产，特别是应对土壤水源重金属污染问题具有潜在的重大意义。

相关文献

1.       Xu, Sheng, Susong Zhu, Yilong Jiang,Ning Wang, Ren Wang, Wenbiao Shen, and Jie Yang. "Hydrogen-rich wateralleviates salt stress in rice during seed germination." Plant and Soil(2013): 1-11.

2.       Jin, Qijiang, Kaikai Zhu, Weiti Cui,Yanjie Xie, Bin Han, and Wenbiao Shen. "Hydrogen gas acts as a novelbioactive molecule in enhancing plant tolerance to paraquat‐inducedoxidative stress via the modulation of heme oxygenase‐1 signallingsystem." Plant, cell & environment (2012).

3.       Xie, Yanjie, Yu Mao, Diwen Lai, Wei Zhang,and Wenbiao Shen. "H2 Enhances Arabidopsis Salt Tolerance by ManipulatingZAT10/12-Mediated Antioxidant Defence and Controlling Sodium Exclusion." PloSone 7, no. 11 (2012): e49800.

4.       Cui W, Gao C, Fang P, Lin G, Shen W.Alleviation of cadmium toxicity in Medicago sativa by hydrogen-richwater.Journal of Hazardous Materials.2013 in press.