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近年来已有大量研究表明血红素加氧酶1(HY1)的表达和拟南芥NOA1产生的NO与拟南芥的耐盐性相关。我们先前的研究发现，HO1/CO系统提高小麦幼苗盐适应性的过程可能需要NO信号分子的介导。但高等植物中关于盐胁迫下NO和HY1的相互关系仍不清楚。此外，最近研究发现，氢气(H2)作为一种信号调节因子在临床实验中参与多种信号途径，但其对植物耐旱和耐盐性的生理意义和相关分子机制还有待探查。本研究从遗传学和分子生物学水平探讨了盐胁迫下HY1与依赖于NR/NOA1途径产生的NO之间的相互关系，同时阐明了H2参与拟南芥耐盐和耐旱途径的分子机理。 本研究以拟南芥Col-0和hy1-100、nia1/2/noa1、nia1/2/noa1/hy1-100突变体为实验材料，并分析了其对盐胁迫的敏感性。结果发现，突变体对盐均表现出超敏表型，而三种NO释放化合物SNP、NONOate、GSNO则缓解了上述超敏现象;相反，35S:HY1-4表现出一定的耐盐性，外源tungstate和cPTIO处理明显抑制其主根的生长。通过qRT-PCR和LSCM检测，我们发现，尽管NaCl处理2天分别诱导nia1/2/noa1中HY1基因和hy1-100突变体的NO含量，但处理7天后ZAT10/12调节的抗氧化基因（cAPX1/2和FSD1）则分别呈下调趋势。进一步研究发现，SNP和CO释放化合物CORM-2预处理明显缓解盐胁迫对nia1/2/noa1鲜重、主根生长和叶绿素的抑制，并不同程度的诱导相关基因表达;有趣的是，nia1/2/noa1/hy1-100四突变体具有上述相似的应答反应，且NO释放化合物对其缓解作用最强。此外，与野生型相比，noa1、nia1/2和nia1/2/noa1突变体的根部无论是其对照还是NaCl处理下的DCF-FM荧光强度都较低。以上结果暗示，依赖NR/NOA1的NO生成和HY1表达在介导拟南芥耐盐信号转导途径中存在“对话”机制，且NO占据支配地位。 除CO和NO外，H2作为一种可能的信号分子同样受到许多动物和植物研究人员的关注。在此基础上，我们进一步研究了H2对植物耐盐性的生理意义和相关分子机制。结果发现，50％富氢营养液(HRW)预处理和150 mM NaCl处理6h均能显著提高拟南芥幼苗H2的产生;同时，外源添加HRW明显缓解了盐胁迫引起的生长抑制现象，且对叶片的缓解效果更显著;组织化学染色、基因表达以及蛋白免疫印记结果表明，与盐胁迫组相比，50％ HRW预处理能显著诱导ZAT10、cAPX1和FSD1基因表达和APX蛋白含量及酶活性，进而抑制活性氧(ROS)以及脂质过氧化的过量产生。此外，HRW预处理还可以影响逆向转运蛋白和质子泵活性，并以此调节Na+的排出和再分配，从而维持胞内离子平衡。进一步通过遗传学实验分析，我们发现OS1和cAPX1可能是H2信号途径的靶基因。上述实验结果表明，H2通过调节ZAT10/12相关抗氧化系统和Na+的流出及分布来降低Na+毒害，从而增强拟南芥的耐盐性。 由于盐、渗透和干旱胁迫存在相同的依赖于ABA的信号级联反应，因此，我们进一步研究H2能否通过调节ABA下游信号组件，进而介导气孔关闭并增强植物耐旱性。结果发现，外源ABA处理能迅速诱导拟南芥野生型内源H2的积累和释放;外源HRW处理能快速有效的增加内源H2含量，并以浓度和时间依赖方式诱导气孔关闭以及增强植物耐旱性。进一步实验结果表明，HRW能显著诱导野生型内与气孔运动相关的NO和ROS的合成;此外，硝酸还原酶突变体nia1/2和NADPH氧化酶(RbohF)缺失突变体气孔运动则对HRW不敏感;值得注意的是，HRW不能诱导rbohF突变体内NO的积累和气孔关闭，而外源添加NO释放化合物却能部分逆转上述响应过程。该结果暗示HRW提高叶片NO含量需要ROS的参与。此外，外源HRW和H2O2处理均不能影响nia1/2突变体的气孔运动以及内源NO的积累，而ROS的产生却受到HRW的诱导;有趣的是，GORK缺失能部分阻断ABA、HRW、NO和H2O2对气孔关闭的诱导效应。总之，上述研究表明，H2调控气孔运动的途径属于ABA信号级联系统的一个重要分支，H2下游组件至少包含依赖于RbohF产生的ROS、NR酶促途径产生的NO以及最终激活的GORK通道。