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近年来,H2S作为生理信号分子得到了研究者越来越多的关注,已有的报道表明在植物中它具有促进根生长和形态建成、增强光合作用、促进种子萌发、刺激开花、延迟衰老等多方面生理功能。H2S在植物抵抗各种环境胁迫过程中,也扮演了积极的角色。其中,在植物适应重金属胁迫的过程中发挥如下方面的作用：H2S可以促进还原型谷胱甘肽、抗坏血酸的合成,并提高一系列抗氧化酶的活性来维持细胞内氧化还原状态的平衡,降低胁迫造成的氧化损伤；研究表明H2S提高植物中Na+-ATPase、 K+-ATPase和H+-ATPase的活性来抑制对重金属离子的吸收,同时增加植物对硫、磷、钙、镁和铁的吸收,H2S还可以抑制受H202调控的Ca通道来减少Cd进入质膜,并且激活液泡膜上的转运通道,将胞质中Cd转运至液泡,从而降低胞质内的重金属离子的浓度；外源H2S通过提高植物的叶绿素含量,光合作用强度,以及促进细胞内叶绿体内囊的发育,增加线粒体数目来缓解Cd对植物造成的毒害：H2S还会和其他信号分子、多种激素相互作用来缓解重金属对植物造成的伤害。本研究以重要的十字花科芸薹属作物大白菜（Brassica rapa L. ssp. Pekinensis）为材料,运用药理学、细胞生物学、生理生化等实验技术,从表型、细胞、分子多个水平对H2S在提高白菜根部耐受重金属Cd胁迫过程中的生理作用进行系统研究。1.H2S对Cd胁迫下白菜根部细胞死亡的影响。Cd胁迫下,随着处理浓度的增加,白菜幼苗根的生长受到抑制,同时根部细胞的死亡率也迅速提高,且根长和根部细胞死亡率呈负相关。Cd胁迫下白菜幼苗根部内源H2S产率和H2S生成关键酶的编码基因表达量都显著上调。外源H2S处理（NaHS为供体）,可以缓解Cd对白菜幼苗根的生长抑制,并且显著减少根部细胞的死亡和DNA的降解。进一步研究表明,H2S信号可以减少白菜幼苗根中Cd胁迫诱导的活性氧（ROS）积累、抑制ROS诱导的根部膜脂过氧化损伤并维护质膜结构的完整,从而抑制根部细胞死亡。2.H2S对Cd胁迫下白菜根部抗氧化系统的影响。对白菜根部抗氧化系统指标检测表明,H2S可以降低Cd胁迫下根部H202的含量,减少细胞内脂质过氧化产物丙二醛（MDA）和蛋白质羰基化产物（PCO）的积累。进一步对ROS产生和清除系统进行研究后发现：H2S抑制了质膜上02·-的产生酶NADPH氧化酶（NOX）编码基因BraRohD、BraRohF的表达,同时对NOX的活性也有明显抑制；Cd胁迫中ROS清除系统中超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）也受到H2S的调节,转录水平和酶活水平都有不同程度的增加,而过氧化物酶（POD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）则没有明显变化；H2S预处理可以促进Cd胁迫下抗氧化剂谷胱甘肽（GSH）的合成,减少了氧化型谷胱甘肽（GSSG）的产生,这有效地提高了GSH/GSSG比值,相应地检测到GSH-AsA循环系统中抗坏血酸（AsA）含量的显著增加。这些结果说明H2S信号可从酶和非酶系统多方面调节植物体内ROS的平衡,降低植物在Cd胁迫下的氧化损伤程度。3.H2S对Cd胁迫白菜幼苗根尖细胞遗传损伤的影响。Cd胁迫可使白菜幼苗根的生长受到严重抑制,根尖细胞的有丝分裂也受到了抑制。生理浓度H2S处理可以促进Cd胁迫中根尖细胞有丝分裂的发生,而且可以显著降低有丝分裂过程中染色体的断裂、滞后、染色体桥等异常现象,细胞的微核发生率也显著降低。H2S对Cd胁迫造成的DNA损伤也有明显的抑制作用,DNA-蛋白质交联程度降低,基因组DNA的断裂减少,与DNA损伤修复相关的多聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶（PARP）家族中的PARP1和PARP2编码基因显著上调。这些结果表明H2S在抑制Cd胁迫对白菜根尖细胞造成的遗传损伤过程中发挥了积极作用。4.H2S对Cd胁迫下白菜幼苗根系渗透胁迫的影响在Cd胁迫过程中,随处理时问的延长,白菜根系的膜脂过氧化产物MDA含量增加,根细胞的相对电导率增大,细胞膜透性增大；H2S预处理可使Cd胁迫引起的白菜根相对电导率显著下降,提高根部的相对含水量；进一步研究表明,H2S增加Cd胁迫下幼苗根部可溶性糖和脯氨酸的含量来抵抗渗透胁迫,但可溶性蛋白和甜菜碱含量无明显变化。综上所述：Cd胁迫下白菜幼苗根部的内源H2S合成增加；H2S预处理可以减少Cd胁迫下根部细胞ROS诱导的细胞死亡；根部细胞ROS的积累减少源自H2S从多方面调节ROS的产生和清除；H2S可以降低Cd胁迫对根部细胞造成的遗传损伤,促进根尖细胞有丝分裂；H2S通过调节Cd胁迫过程中白菜根部多种渗透调节物质的变化来抵抗Cd胁迫。因此,H2S提高白菜幼苗根部耐受Cd胁迫的能力是通过多层次的防御和调节机制实现的。