园艺学报 ›› 2025, Vol. 52 ›› Issue (2): 526-540.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2024-0297
收稿日期:
2024-09-20
修回日期:
2025-01-09
出版日期:
2025-02-25
发布日期:
2025-02-23
通讯作者:
基金资助:
JIN Zhiwei, WANG Yueqiao, LI Longna, SHEN Wenbiao*()
Received:
2024-09-20
Revised:
2025-01-09
Published:
2025-02-25
Online:
2025-02-23
摘要:
氢气作为一种潜在气体信号分子,在调节植物生长发育、胁迫响应以及采后衰老等方面发挥着重要作用。近年来,氢气生物学功能的研究重点逐渐从医学聚焦到具有高经济价值的园艺作物,且基于绿色生态理念的氢农业正成为药肥“双减”背景下发展健康园艺产业的潜在途径。为了更好地理解氢气可能作为“植物生长调节剂”的作用,综述了当前园艺作物氢气生物学功能的理论研究,包括氢气在园艺作物中的生物学功能及作用机制,概括了园艺作物相关的氢农业实践,剖析了氢气在园艺领域的应用前景,并对存在的问题及后续研究方向进行了总结和展望。
金志威, 王曰桥, 李龙娜, 沈文飚. 园艺作物氢气生物学效应研究进展[J]. 园艺学报, 2025, 52(2): 526-540.
JIN Zhiwei, WANG Yueqiao, LI Longna, SHEN Wenbiao. The Research Progress of Hydrogen-based Biological Effects in Horticultural Crops[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2025, 52(2): 526-540.
序号 No. | 项目名称 Project name | 批准年份 Approval year | 负责人 Project investigator | 所属机构 Affiliated institution |
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1 | 紫花苜蓿—根瘤菌共生体根际氢气对土壤中多氯联苯降解的影响机制 Endogenous biohydrogen from a rhizobium-legume association drives microbial biodegradation of polychlorinated biphenyl in contaminated soil | 2022 | 徐勇峰 | 中国科学院南京土壤研究所Institute of Soil Science,Chinese Academy of Sciences |
2 | 过氧化氢介导氢气诱导番茄侧根发生的分子机制 Molecular mechanism underlying the involvement of hydrogen peroxide in hydrogen gas¬induced tomato lateral root formation | 2019 | 沈文飚 | 南京农业大学 Nanjing Agricultural University |
3 | NO介导富氢水调控三叶青耐寒性及品质成分的分子机理研究 Molecular mechanism of NO-mediated hydrogen-rich water regulating cold resistance and quality components of cloverleaf | 2019 | 彭昕 | 浙江药科职业大学 Zhejiang Pharmaceutical College |
4 | CCR2调控的细胞壁木质素形成在氢气介导的苜蓿耐镉性中的作用及其机理 CCR2-regulated cell wall lignin formation and its mechanism in hydrogen-mediated alfalfa cadmium tolerance | 2018 | 崔为体 | 南京农业大学 Nanjing Agricultural University |
5 | 氢气通过NRAMP6维持离子稳态提高紫花苜蓿耐镉性的机理研究 Mechanism of hydrogen maintaining ion steady-state through NRAMP6 and improving cadmium tolerance of alfalfa | 2015 | 崔为体 | 南京农业大学 Nanjing Agricultural University |
6 | 一氧化氮参与氢气诱导万寿菊不定根发生的机理研究 Mechanism of NO involved in hydrogen-induced adventitious roots of marigold | 2015 | 廖伟彪 | 甘肃农业大学Gansu Agricultural University |
7 | 氢气调控UV诱导的萝卜芽苗菜花青苷合成机理 Hydrogen regulates UV-induced anthocyanin synthesis in radish sprouts | 2015 | 崔瑾 | 南京农业大学Nanjing Agricultural University |
8 | 富氢水抑制呼吸强度延缓猕猴桃采后衰老的生理机制 研究Physiological mechanism of hydrogen-rich water inhibiting respiration intensity and delaying postharvest ripening and senescence of kiwifruit | 2014 | 胡花丽 | 江苏省农业科学院 Jiangsu Academy of Agricultural Sciences |
9 | 氢气调控苜蓿干旱胁迫耐性的机理研究 Mechanism of hydrogen regulating drought tolerance in alfalfa | 2013 | 沈文飚 | 南京农业大学Nanjing Agricultural University |
表1 国家自然科学基金支持的园艺作物氢农业项目
Table 1 Approved projects related to horticultural crops of hydrogen-based agriculture supported by the National Science Foundation of China
序号 No. | 项目名称 Project name | 批准年份 Approval year | 负责人 Project investigator | 所属机构 Affiliated institution |
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1 | 紫花苜蓿—根瘤菌共生体根际氢气对土壤中多氯联苯降解的影响机制 Endogenous biohydrogen from a rhizobium-legume association drives microbial biodegradation of polychlorinated biphenyl in contaminated soil | 2022 | 徐勇峰 | 中国科学院南京土壤研究所Institute of Soil Science,Chinese Academy of Sciences |
2 | 过氧化氢介导氢气诱导番茄侧根发生的分子机制 Molecular mechanism underlying the involvement of hydrogen peroxide in hydrogen gas¬induced tomato lateral root formation | 2019 | 沈文飚 | 南京农业大学 Nanjing Agricultural University |
3 | NO介导富氢水调控三叶青耐寒性及品质成分的分子机理研究 Molecular mechanism of NO-mediated hydrogen-rich water regulating cold resistance and quality components of cloverleaf | 2019 | 彭昕 | 浙江药科职业大学 Zhejiang Pharmaceutical College |
4 | CCR2调控的细胞壁木质素形成在氢气介导的苜蓿耐镉性中的作用及其机理 CCR2-regulated cell wall lignin formation and its mechanism in hydrogen-mediated alfalfa cadmium tolerance | 2018 | 崔为体 | 南京农业大学 Nanjing Agricultural University |
5 | 氢气通过NRAMP6维持离子稳态提高紫花苜蓿耐镉性的机理研究 Mechanism of hydrogen maintaining ion steady-state through NRAMP6 and improving cadmium tolerance of alfalfa | 2015 | 崔为体 | 南京农业大学 Nanjing Agricultural University |
6 | 一氧化氮参与氢气诱导万寿菊不定根发生的机理研究 Mechanism of NO involved in hydrogen-induced adventitious roots of marigold | 2015 | 廖伟彪 | 甘肃农业大学Gansu Agricultural University |
7 | 氢气调控UV诱导的萝卜芽苗菜花青苷合成机理 Hydrogen regulates UV-induced anthocyanin synthesis in radish sprouts | 2015 | 崔瑾 | 南京农业大学Nanjing Agricultural University |
8 | 富氢水抑制呼吸强度延缓猕猴桃采后衰老的生理机制 研究Physiological mechanism of hydrogen-rich water inhibiting respiration intensity and delaying postharvest ripening and senescence of kiwifruit | 2014 | 胡花丽 | 江苏省农业科学院 Jiangsu Academy of Agricultural Sciences |
9 | 氢气调控苜蓿干旱胁迫耐性的机理研究 Mechanism of hydrogen regulating drought tolerance in alfalfa | 2013 | 沈文飚 | 南京农业大学Nanjing Agricultural University |
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李雅晨, 郑艳梅, 宋雯佩, 李大卫, 梁红, 张宪智. 2024. 富氢水在植物生长发育及逆境胁迫响应中的作用研究进展. 园艺学报, 51 (7):1489-1500.
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doi: 10.1016/j.jplph.2013.08.009 pmid: 24331413 |
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刘丰娇, 张晓伟, 李福德, 翟江, 毕焕改, 艾希珍. 2020. 黄瓜富氢水浸种对低温下幼苗光合碳同化及氮代谢的影响. 园艺学报, 47 (2):287-300.
doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2019-0353 URL |
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刘慧芬, 王卫卫, 曹桂林, 唐明. 2010. 氢气对刺槐根际土壤微生物种群和土壤酶活性的影响. 应用与环境生物学报, 16 (4):515-518.
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doi: 10.19586/j.2095-2341.2020.0002 |
马雪梅, 张鑫, 谢飞, 赵鹏翔, 张昭, 仪杨, 张晓康, 马胜男, 李秦剑, 吕宝北, 刘梦昱,
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doi: 10.1038/nm1577 pmid: 17486089 |
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潘妮, 程雪, 沈文飚, 陆巍. 2023. 富氢水对草莓生长发育及光合作用的影响. 南京农业大学学报, 46 (2):278-286.
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[3] | 彭银霞, 张颖, 朱康友, 孙鑫, 张克敏, 孙周平, 齐明芳, 李天来, 王峰. 园艺作物抗坏血酸生物合成中光的调控作用研究综述[J]. 园艺学报, 2022, 49(11): 2502-2518. |
[4] | 耿艳秋, 董肖昌, 张春梅. 园艺作物糖转运蛋白研究进展[J]. 园艺学报, 2021, 48(4): 676-688. |
[5] | 洪艳, 武宇薇, 宋想, 李梦灵, 戴思兰. 光照调控园艺作物花青素苷生物合成的分子机制[J]. 园艺学报, 2021, 48(10): 1983-2000. |
[6] | 崔 霞*,张率斌. 基因编辑技术及其在园艺作物中的应用和展望[J]. 园艺学报, 2017, 44(9): 1772-1786. |
[7] | 高慧君,明家琪,张雅娟,徐 娟. 园艺植物中类胡萝卜素合成与调控的研究进展[J]. 园艺学报, 2015, 42(9): 1633-1648. |
[8] | 乔 军;刘富中;陈钰辉;连 勇 . 园艺作物果形遗传研究进展[J]. 园艺学报, 2011, 38(7): 1385-1396. |
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