低温等离子体通过剂量依赖性活性氧调控种子萌发的分子机制解析

本研究针对低温等离子体(plasma)处理如何调控种子休眠状态及萌发过程这一关键科学问题，来自未知机构的研究团队以拟南芥(Arabidopsis thaliana)为模型，首次揭示了大气压低温等离子体通过剂量依赖性诱导活性氧(ROS)和活性氮(RNS)生成，进而调控谷胱甘肽代谢、L-苯丙氨酸代谢、脱落酸信号转导及三羧酸(TCA)循环等分子通路的全新机制，为现代农业育种提供了创新技术路径。

　　

大气压低温等离子体处理已被证实能促进多种植物种子萌发，但其对种子休眠状态的调控机制及剂量效应仍属未知。这项突破性研究通过构建萌发抑制条件下的拟南芥种子模型，首次捕捉到等离子体处理的"双相效应"——在临界阈值内显著提升萌发潜力，而过度处理反而削弱效果。

化学染色实验动态追踪到等离子体诱导的活性氧(ROS)和活性氮(RNS)时序性生成，机器学习模型则精确定位ROS才是萌发调控的核心介质。转录组测序更绘制出等离子体作用的分子路线图：谷胱甘肽代谢通路异常活跃，L-苯丙氨酸生物合成显著上调，脱落酸(ABA)信号通路关键元件发生重编程，三羧酸循环(TCA cycle)相关基因表达谱剧烈波动。

这项研究不仅阐明等离子体农业应用的剂量窗口，更首次在分子层面解码其通过氧化还原信号网络调控种子萌发的精密机制，为发展新型物理农业技术提供了理论基石。