AtMST1：一种新型的硫化氢生成酶，能够增强拟南芥的耐旱性

《Plant and Soil》：AtMST1: a novel hydrogen sulfide-producing enzyme that enhances drought tolerance in Arabidopsis

氢硫（H?S）在植物抗旱机制中起重要作用，本研究首次克隆并验证了拟南芥AtMST1基因，证实其催化H?S生成的关键作用。过表达AtMST1显著提升植物抗旱性，而RNAi植株则表现抗旱性下降，为H?S在植物抗旱机制中的研究提供新依据。

　　

摘要

背景与目的

硫化氢（H?S）是一种气体信号分子，在植物和动物体内都发挥着重要的生理作用。例如，利用动物体内存在的两种内源性硫化氢生成酶——半胱硫氨酸γ-裂解酶（CSE）和半胱硫氨酸β-合成酶（CBS）作为模板，通过类似的方法克隆出了植物细胞中的特异性硫化氢生成酶。然而，到目前为止，针对同样存在于动物体内的关键硫化氢生成酶——巯基丙酮酸硫转移酶（MST）的同源基因，在植物中的研究尚未开展。

方法

我们克隆了AtMST1的两个转录本，分别命名为AtMST1.1和AtMST1.3。随后，将AtMST1在原核生物中进行了体外表达，并在拟南芥 Col-0品系中生成了过表达和RNA干扰（RNAi）的植物株系。

结果

体内和体外实验分析均证实了AtMST1具有产生硫化氢的催化能力。此外，在干旱胁迫条件下，过表达AtMST1显著提高了植物的耐旱性，这一现象与硫化氢含量的增加及其生成速率的提高密切相关。相比之下，RNAi处理过的AtMST1植物表现出明显的叶片萎蔫现象，耐旱性降低，硫化氢含量和生成速率也显著下降。综合这些发现，可以说明AtMST1在调节干旱胁迫下的硫化氢水平方面起着关键作用。

结论

AtMST1是一种新的植物内源性硫化氢生成酶，能够增强植物的耐旱性。