硫化氢（H₂S）作为近些年来继一氧化氮（NO）和一氧化碳（CO）后被发现的第三种气体信号分子,受到了广泛的研究和关注。大量研究证明H₂S能调节植物生理功能,包括启动种子萌发、介导根系器官发生、气孔运动、促进光合作用、调节衰老和产量等。同时H₂S参与植物逆境胁迫响应,包括温度胁迫、盐胁迫、低氧、重金属胁迫和干旱胁迫等。本试验通过研究H₂S对镉（Cd）诱导黄瓜幼苗根尖细胞程序性死亡的影响,结合作物表型、细胞生理及分子水平的检测,说明H₂S对Cd诱导的细胞死亡起到负向调控,为H₂S抵御重金属胁迫提供理论参考。主要结果如下:1.黄瓜幼苗的根长和鲜重随着Cd（50、100、200和300μM）浓度的升高显著下降,当浓度为200μM时,根长为对照的一半。同时幼苗根系相对电导率和丙二醛（MDA）的含量也随着Cd浓度的升高呈上升趋势。当用200μM CdCl₂处理48 h后,根系过氧化氢（H₂O₂）和超氧阴离子(O₂^·-)的含量随着处理时间的延长,显著升高。随着ROS的积累,黄瓜幼苗根尖细胞死亡也随胁迫时间的延长显著增多。说明Cd抑制根的伸长是受到根尖细胞死亡的影响。2.通过不同浓度的硫氢化钠（NaHS）预处理发现,H₂S缓解Cd胁迫呈现浓度依赖效应,随着H₂S浓度的增大,根长和鲜重先升高后降低,浓度为100μM时效果最佳。Cd胁迫诱导内源H₂S含量的显著升高,而NaHS预处理下内源H₂S含量显著高于其他处理。H₂S能显著降低由Cd引起的ROS积累和膜脂过氧化,同时激活抗氧化系统提高抗氧化酶活性和根系活力。Evans blue染色结果也表明H₂S能减少Cd诱导的根尖细胞死亡。qRT-PCR检测表明H₂S通过上调HSP70的表达来增强根系对Cd的抗性,下调ATG8f的表达减少Cd引起的细胞自噬。说明H₂S能够通过减少氧化损伤和细胞死亡来抑制Cd胁迫对黄瓜幼苗的毒害。3.Cd胁迫降低了AsA的含量,显著提高了DHA和GSSG的含量,破坏了氧化还原平衡。H₂S显著提高Cd胁迫下AsA和GSH的含量,降低DHA和GSSG的积累。Cd诱导GR、DHAR和MDHAR活性显著升高,NaHS预处理后GR、DHAR和MDHAR活性高于Cd单独处理,而且H₂S促进了GR、DHAR和MDHAR基因的表达,增强细胞的还原能力,减少氧化损伤。4.通过DAPI染色和caspase-3-like活性的测定,发现Cd能引起细胞程序性死亡（PCD）,而H₂S能减少DAPI的荧光和caspase-3-like的活性,抑制这一过程的发生。同时Cd胁迫导致线粒体细胞色素c（Cyt c）的释放和线粒体膜转换孔（MPTP）的开放,而H₂S提高了Cyt c/a的比值,减少了MPTP的吸光值,抑制了Cyt c释放到胞质中引发PCD的下游反应。5.Cd胁迫下,线粒体Ca²⁺-ATPase、H⁺-ATPase和Mg²⁺-ATPase的活性显著降低,MPTP开放,MPTP相关基因CsVDAC和CsANT表达上调,导致Cyt c和Ca²⁺释放到细胞质中,诱导线粒体H₂O₂的积累和激活caspase-3-like的活性,最终发生PCD。H₂S负向调控这一过程,减少Ca²⁺的释放和线粒体H₂O₂的升高,下调CsVDAC和CsANT基因的表达,维持线粒体ATP酶活性和生理功能,而内源H₂S清除剂HT能逆转这一过程,加剧PCD的发生。