导读
作为一种储氢材料，氢化镁可以稳定释放氢气，并促进植物内源氢气含量增加；氢化镁有助于提高植物对渗透胁迫的耐受性；氢化镁可以减轻植物渗透胁迫引起的氧化损伤；氢化镁重建氧化还原稳态与抗坏血酸-谷胱甘肽循环系统有关。
氢气是一种多功能的气体信号分子。研究表明，氢气可通过刺激脯氨酸积累、调控信号转导机制、重建氧化还原稳态等机制来增强植物干旱和渗透胁迫耐受性。此外，氢气具有绿色无污染的特性，结合其丰富的来源及低廉的价格，提示其在现代农业中具备潜在的应用价值。目前，对氢气的运用主要依赖于以电解法制备的富氢水，但其成本相对较高且操作复杂。
氢化镁是一种固体储氢材料，具备高储氢能力、低成本、使用方便及室温下能水解生成氢气的特点。前期研究显示，氢化镁在延长鲜切花寿命和缓解苜蓿镉毒害方面有显著效果。然而，氢化镁是否能够调控渗透胁迫下氧化还原稳态促进植物生长，目前尚不明确。
在本研究中，我们以山西特色杂粮作物绿豆为研究材料，以氢化镁作为释氢材料，通过药理学和分子生物学等方法，研究绿豆幼苗在渗透胁迫下氢化镁的可能功能和机制。实验设计如图1所示。
本实验首先探究了氢化镁对绿豆幼苗内源氢气含量的影响。结果表明，PEG-6000诱导的渗透胁迫和氢化镁均能够诱导绿豆幼苗内源氢气含量增加（图2）。进一步研究显示，氢化镁能够显著缓解渗透胁迫对绿豆幼苗生长的抑制（图3）。
图2 绿豆幼苗内源氢气含量在氢化镁和渗透胁迫下的变化
图3 氢化镁对绿豆幼苗渗透性的影响
为进一步探索氢化镁促进绿豆渗透胁迫耐受性的机理，本研究以氧化还原稳态为切入点，对氢化镁处理后绿豆幼苗在渗透胁迫下的抗氧化系统，尤其是非酶促途径进行进一步探索。结果表明，氢化镁显著激活抗坏血酸-谷胱甘肽循环，有效降低氧化损伤，从而缓解绿豆幼苗在渗透胁迫下的生长抑制（图4和5）。
图4 渗透胁迫下氢化镁对抗坏血酸代谢的影响
图5 渗透胁迫下氢化镁对谷胱甘肽代谢的影响
综上所述，氢化镁作为一种高效的氢气供体，通过促进抗坏血酸-谷胱甘肽循环，重建氧化还原稳态，从而缓解渗透胁迫对绿豆幼苗的生长抑制。该研究为储氢材料在农业中的的应用提供了一定的理论和实践基础。
然而，由于缺乏长期、大规模的大田实验，我们尚不清楚氢化镁（或其他储氢材料）对土壤、环境和植物发育的潜在挑战。具体的评价结果有待于在今后的研究中进一步揭示。
来源：氢奢农业
