氢气是植物体内的生物活性物质,不仅能够调控根形态建成,还能提高植物应对非生物胁迫的耐性,如干旱,百草枯,盐害及重金属。但是,氢气参与缓解冻害引起的水稻幼苗的氧化损伤以及盐害诱导的种子萌发抑制的机理尚不清楚。本实验研究了氢气在缓解冻害引起的伤害中的效应。冻害不仅引起水稻幼苗生长抑制,降低光合速率,也改变活性氧稳态。水稻幼苗受冻害及富氢水处理后氢气释放量增加。富氢水预处理以浓度依赖的方式缓解冷冻胁迫引起的水稻生长抑制及细胞膜伤害。外源添加50%饱和富氢水缓解冻害处理引起的叶绿素含量降低及光合速率下降。同时,脂质过氧化和活性氧过量产生也减少。这些结果与超氧化物歧化酶(SOD)、愈创木酚过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的总酶活性、同工酶活性以及相关基因转录的变化情况一致。与只受冻害处理的相比,富氢水预处理后miR398表达水平下降,其靶基因Cu/Zn-SOD1 (CSD1)和Cu/Zn-SOD2 (CSD2)转录本升高。相反,miR319表达量增加,其靶基因PCF5和PCF8水平降低。总之,这些结果表明冻害引起的氢气释放至少部分通过miR398和miR319,来提高光合速率和重建活性氧稳态进而增强水稻幼苗的耐冻性。此外,本研究也探究了水稻种子萌发时富氢水介导的盐胁迫耐性的提高。100mM NaCl胁迫下,水稻萌发种子中氢气释放量增加。与只用100 mM NaCl处理相比,外源添加富氢水预处理不同程度缓解盐害下的种子萌发和幼苗生长抑制。进一步研究表明50%和100%的HRW可以激活α/β-淀粉酶活性,进一步加快还原糖和可溶性糖的生成。HRW也能提高抗氧化酶活性及其基因转录本的水平,包括SOD,CAT,APX。氧化伤害指标——TBARS含量的降低也证明上述结果。另外,茎和根中K+/Na+升高。这些结果说明外源HRW对水稻种子预处理是缓解盐胁迫的一种好的选择。