氣體和生物的關(guān)系十分密切，對人類和動物來講，消耗氧氣產(chǎn)生二氧化碳是最重要的氣體代謝方式。在自然生態(tài)系統(tǒng)中，植物消耗二氧化碳產(chǎn)生氧氣的光合作用是地球上大部分生命生存的能量基礎(chǔ)，光合作用不僅給生命活動提供氧氣，而且給能量代謝提供能量物質(zhì)，因此是生命世界的最重要基礎(chǔ)。其實氣體和生命的關(guān)系遠非這么簡單，研究發(fā)現(xiàn)，許多過去被忽視的氣體都具有十分關(guān)鍵的生理調(diào)節(jié)效應(yīng)，這不僅在動物世界，而且在微生物和植物世界都是如此。除氧氣和二氧化碳以外，各類相對次要的氣體如氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳、一氧化氮和硫化氫等等，都已經(jīng)證明是多種生命活動的重要調(diào)節(jié)分子。從進化角度看，地球生命的起源是原始大氣和 海洋，因此氣體是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，液態(tài)水和氣體是生命起源的最重要環(huán)境條件。因此，各類氣體的生物學(xué)效應(yīng)，是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域必須重視研究領(lǐng)域。
在細菌和藻類，氫氣具有非常重要的作用，由于在新能源領(lǐng)域的重要價值而被深入研究。在基礎(chǔ)和臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，氫氣的作用也已經(jīng)成為研究熱點，研究發(fā)現(xiàn)氫氣作為一種理想的抗氧化物質(zhì)對大量疾病和損傷具有治療作用。雖然在植物領(lǐng)域，氫氣的效應(yīng)也早被研究，但對其生物學(xué)作用細節(jié)了解非常不夠深入。
最近中國學(xué)者在氫氣的植物學(xué)效應(yīng)方面獲得很好的研究，發(fā)現(xiàn)氫氣對植物的生理功能具有非常強大的調(diào)節(jié)效應(yīng)，特別是對植物對抗各類不利環(huán)境因素中的作用有很好的研究結(jié)果。哈爾濱沃特爾科技有限公司在農(nóng)業(yè)實驗基地，經(jīng)過2年的水稻、大豆的種植經(jīng)驗和實驗分析，氫氣可以有效增強植物的抗病、抗蟲能力，大幅提高大豆作物的根瘤菌，抗倒伏、抗病能力明顯提高。來自中國科學(xué)院華南植物園（原華南植物研究所）曾紀晴等的研究發(fā)現(xiàn)，氫氣對綠豆和水稻具有重要影響，特別是發(fā)現(xiàn)對綠豆和水稻的各類生長激素受體和各類抗 氧化酶的基因表達具有特別顯著的影響，研究證明水稻自身具有產(chǎn)生氫氣的作用。研究從基因進化角度，推測產(chǎn)生氫氣的蛋白可能是來自水稻的氫化酶基因，通過研究發(fā)現(xiàn)水稻產(chǎn)氫能力和氫化酶基因可以受到多種脅迫因素的誘導(dǎo)。根據(jù)上述研究，提出氫氣可能是一種重要的植物氣體信號分子。文章目前已經(jīng)在線發(fā)表在PlosOne。 |
