干旱、鹽和冷害等環(huán)境脅迫因子單獨或者配互助用制約著農(nóng)作物的生產(chǎn)，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)減產(chǎn)的重要因素。隨著礦產(chǎn)資本的過脫離采及農(nóng)業(yè)中化肥的大量使用，土壤鎘污染越來越嚴(yán)重，也成為影響我國持續(xù)農(nóng)業(yè)和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的一個重要因素。植物由于自身不能移動，在長期的自然進化中形成一系列龐大的調(diào)控機制，來感受外部脅迫并轉(zhuǎn)達(dá)信號，最終細(xì)胞和整在個植株程度形成應(yīng)激性反映。在非生物脅迫的早期信號傳導(dǎo)歷程中，小分子物質(zhì)包羅活性氧(ROS)、一氧化氮(NO)、硫化氫(H2S)和多胺(Polyamine)等的交織互作施展著重要作用。

中國科學(xué)院武漢植物園植物水分脅迫生物學(xué)學(xué)科組施海濤博士在產(chǎn)祝龍研究員的指導(dǎo)下，以草坪草狗牙根(Cynodon dactylon(L). Pers.)為研究對象，利用植物生理學(xué)和藥理學(xué)等研究方式，對一氧化氮和硫化氫誘導(dǎo)植物對鎘離子脅迫抗性的分子機理睜開了一系列研究。研究發(fā)現(xiàn)，鎘離子脅迫誘導(dǎo)了一氧化氮和硫化氫的大量發(fā)生；一氧化氮和硫化氫的供體處理提高的一氧化氮和硫化氫含量可以顯著提高狗牙根對對鎘離子脅迫抗性，而一氧化氮和硫化氫的清除劑處理降低了的一氧化氮和硫化氫含量并降低了狗牙根對對鎘離子脅迫抗性；同時一氧化氮和硫化氫均可以改變鎘離子脅迫時的活性氧積累和抗氧化酶活性；進一步研究解釋一氧化氮誘導(dǎo)發(fā)生的硫化氫是一氧化氮調(diào)控鎘離子脅迫抗性必須的，從而分解了一氧化氮和硫化氫在植物鎘離子脅迫早期反映中的上下游關(guān)系及生理機制。

同時，基于前期在多胺與植物脅迫抗性方面的研究效果，并結(jié)合國際上大量相關(guān)研究的文獻資料，施海濤博士在產(chǎn)祝龍研究員的指導(dǎo)下，綜述了非生物脅迫歷程中，植物體內(nèi)多胺合成和代謝途徑基因表達(dá)及多胺含量的變化趨勢；外源多胺處理和基因工程改變多胺合成及代謝相關(guān)基因的表達(dá)與植物非生物脅迫抗性的關(guān)系；并重點從多胺、脫落酸、活性氧及一氧化氮等小分子物質(zhì)的交織互作角度探討了多胺調(diào)控植物非生物脅迫的分子機理。