盐碱胁迫下外源硫化氢对裸燕麦叶片氨基酸代谢过程的影响

刘建新，刘瑞瑞，刘秀丽，欧晓彬，贾海燕，卜婷，李娜

（甘肃省陇东生物资源保护利用与生态修复重点实验室，陇东学院生命科学与技术学院，甘肃 庆阳 745000）

土壤盐渍化是限制农业发展和威胁生态安全的世界性环境问题［1］。我国内陆地区的盐碱地主要为盐（NaCl、Na2SO4）碱（NaHCO3、Na2CO3）复合类型［2］。植物遭受盐碱复合胁迫时在渗透胁迫和营养失衡基础上协同叠加高pH胁迫，对植物造成的伤害远大于单一盐胁迫或碱胁迫［3］。目前，有关植物抗盐碱机制的探究多集中在盐胁迫方面，对碱胁迫和盐碱复合胁迫涉及相对较少。盐碱复合胁迫下，植物会重构体内碳氮代谢平衡，使碳代谢向氮代谢偏移，积累更多如脯氨酸、游离氨基酸等含氮有机物来加强渗透调节，以增强盐碱适应能力［4-5］。研究表明，植物氨基酸代谢积累与其耐盐性密切相关［6］。盐胁迫下，植物叶片中重要氨基酸显著积累［7］，参与渗透调节、活性氧清除和离子运输，缓解盐胁迫对叶肉细胞的生理伤害［8-9］。碱胁迫强烈影响水稻（Oryza sativa）氨基酸的代谢［10］，且氨基酸代谢的独特调节与小麦（Triticum aestivum）品种对短暂干旱的耐受性增强有关［11］。目前，有关植物氨基酸代谢对盐碱复合胁迫的响应及外源信号对其响应的调节效应仍尚不清楚。

植物气体信号硫化氢（hydrogen sulfide，H2S）参与许多生理过程调控，能够增强植物对非生物胁迫的抗性［12］。研究表明，盐胁迫下，H2S可抑制紫花苜蓿（Medicago sativa）细胞钾离子外流［13］；维持水稻矿质离子平衡［13］和降低大麦（Hordeum vulgare）钠钾比［14］；提高茶树（Camellia sinensis）［15］和玉米（Zea mays）［16］活性氧清除能力。外源H2S参与盐碱胁迫下植物可溶性蛋白质、游离氨基酸和脯氨酸代谢调控[4,17]，且随H2S浓度和处理时间[4]及植物生育期不同[18]对可溶性蛋白质、游离氨基酸和脯氨酸代谢存在正负调控。裸燕麦（Avena nuda）是我国北方和西部地区种植的禾本科燕麦属粮饲兼用型作物［19］，其籽粒含有高于常见禾谷类作物的蛋白质和不饱和脂肪酸，并富含膳食纤维β-葡聚糖和燕麦黄酮，具有丰富营养和降低血清胆固醇的作用，成为美国食品和药物管理局批准的第一个“具有降低心脏病风险”的谷物保健食品［20］。甘肃省中部地区是我国裸燕麦的主产区之一，裸燕麦也是当地农民增收和改善膳食结构的重要杂粮，但西部土壤的盐碱化严重影响裸燕麦的生长发育和产量提高。本试验采用盆栽土培试验，模拟甘肃省中部土壤盐碱含量和组成，研究喷施H2S供体硫氢化钠（NaHS）对盐碱复合胁迫下裸燕麦氨基酸代谢过程的调控效应，以期揭示H2S增强植物耐盐碱性的生理机制，为探索利用H2S缓解植物盐碱胁迫伤害提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

裸燕麦品种‘定莜9号’种子购自甘肃省定西市农业科学研究院；NaCl、Na2SO4、NaHCO3、Na2CO3、NaHS购自上海生工生物工程股份有限公司；复合肥从甘肃省庆阳市田田圈农化有限公司购买。

1.2 材料培养

盆栽土培试验于2021年4-8月在甘肃省陇东生物资源保护利用与生态修复重点实验室生物科技园进行。供试土壤取自陇东黄土高原（107°41′4″E，35°43′50″N）黑垆土耕作层（0～20 cm），砂壤土质地。将土样风干、过3 mm筛，备用。土壤基本性状：有机质11.83 g·kg-1，速效氮37.4 mg·kg-1，速效磷（P2O5）7.25 mg·kg-1，速效钾（K2O）182.5 mg·kg-1，水溶性总盐含量0.773 g·kg-1，pH 7.92。试验用塑料盆口径31.5 cm，高34.0 cm，配底托。

过筛土样分两组：一组中不添加中性盐（NaCl、Na2SO4）和碱性盐（NaHCO3、Na2CO3）；另一组模拟甘肃省中部土壤盐碱含量和组成添加质量分数为3.00 g·kg-1（包括土壤盐碱背景值）的中性盐和碱性盐（摩尔比NaCl∶Na2SO4∶Na2CO3∶NaHCO3=12∶8∶1∶9）。两组土样中均按0.5 g·kg-1（土）加入氮-磷-钾（13-17-15）复合肥和0.269 L·kg-1（土）有机草碳基质以供给养分和防土壤板结，各自充分拌匀后装盆，每盆装土22.0 kg。每盆浇5.0 L自来水至田间持水量75%左右，沉实3 d后播种（4月6日），种子用质量分数为0.2%的50%多菌灵粉剂拌种12 h以预防裸燕麦黑穗病。每盆播种大约60粒种子，播后覆土2～3 cm，常规管理。5月9日定苗，每盆保留一致壮苗25株。裸燕麦生长至6月18日抽穗期（前期试验确定的最佳喷施时期）时进行喷施处理。

1.3 试验设计

试验设置4个处理：1）以盆土中不添加中性盐和碱性盐，叶面喷施蒸馏水作为对照（CK）；2）以盆土中添加中性盐和碱性盐，叶面喷施蒸馏水作为盐碱胁迫处理（salt-alkali stress，SA）；3）以盆土中添加中性盐和碱性盐，叶面喷施50 μmol·L-1NaHS溶液作为盐碱胁迫下喷施H2S处理（SA+NaHS）；4）以盆土中不添加中性盐和碱性盐，叶面喷施50 μmol·L-1NaHS溶液作为单一H2S处理（NaHS）。每处理6盆（3盆用作氨基酸等指标检测取样，另3盆用于成熟后籽粒产量统计），4次重复，复拉丁方设计排布，共192盆。

用手持压缩式喷雾器（成都市鑫桂塑胶有限公司）每天早晚叶面各喷施一次，连续喷施3 d。为提高喷施液与叶面的黏附性，喷施液中添加体积分数为0.01%的Tween-80，每盆喷施量150 mL左右。喷施结束后第7天剪取植株倒数第2片叶，用吸水纸擦拭干净，装入冻存管置液氮速冻后，一部分转移至-70℃超低温冰箱保存，用于总游离氨基酸和丙二醛含量测定；另一部分用干冰包埋、打包邮寄至苏州帕诺米克生物医药科技有限公司检测氨基酸含量。7月20日裸燕麦成熟后收获测定籽粒产量。

1.4 测定项目与方法

采用茚三酮显色法测定总游离氨基酸含量［21］；丙二醛含量采用硫代巴比妥酸比色法测定［21］。22种氨基酸组分含量委托苏州帕诺米克生物医药科技有限公司用美国产Waters品牌UPLC型液相色谱（liquid chromatography，LC）仪和Ab Sciex品牌AB5000型质谱（mass spectrometry，MS）仪检测。7月20日裸燕麦成熟后收获，脱粒、除杂风干后用千分之一精度天平称量每盆籽粒的重量。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2016整理数据，运用SPSS 20.0软件进行一般线性模型单变量无交互拉丁方设计多因素方差分析，邓肯法多重比较（显著水平为0.05）。用Simca 14.1软件对氨基酸组分含量进行等方差缩放后偏最小二乘判别分析（partial least squares-discriminant analysis，PLS-DA）和隐结构正交投影判别分析（orthogonal projection to latent structure-discriminant analysis，OPLS-DA），筛选差异氨基酸。

2 结果与分析

2.1 盐碱胁迫下外源硫化氢对裸燕麦叶片总游离氨基酸含量的影响

与CK相比，SA处理使裸燕麦叶片总游离氨基酸含量下降了13.94%（图1），差异显著。与SA处理相比，SA+NaHS处理的总游离氨基酸含量提高了5.02%，差异不显著。与CK相比，单独NaHS处理的总游离氨基酸含量下降了2.18%，差异不显著。

图1 盐碱胁迫下外源H2S对裸燕麦叶片总氨基酸含量的影响Fig.1 Effects of exogenous hydrogen sulfide on total amino acid content in naked oat leaves under salt-alkali stress

2.2 不同处理下裸燕麦叶片氨基酸含量的变化轨迹

利用LC-MS检测出裸燕麦叶片中共21种氨基酸，其含量差异颇大（表1）。不同处理下的裸燕麦叶片中Gln、Lys、GABA、Ala和Leu 5种氨基酸的含量较高，置 信 区间在187.562～607.63 μg·g-1FW之 间；Ser、Val、Thr、Asp、Phe、Arg和Tyr 7种氨基酸含量次高，置信区间在65.348～167.93 μg·g-1FW之间；Gly、Pro、Ile、Asn、Met、His和Trp 7种氨基酸的含量中等，置信区间在10.285～167.935 μg·g-1FW之间；Orn和Glu 2种氨基酸的含量较低，置信区间分别为0.303～1.565 μg·g-1FW和1.094～12.342 μg·g-1FW。

运用差异倍数（fold change，FC）表示初始值至最终值的变化程度，取差异倍数的对数值反映差异变化的相对大小。以CK为初始值，log2FC是正值表示上调，负值表示下调。从表1可见，与CK相比，SA处理下裸燕麦叶片中只有Orn和Arg上调，其他19种氨基酸均下调。与SA处理相比，SA+NaHS处理下Gly、GABA、Pro、Ile、Leu、Gln、Lys、Glu、Met、Phe、Arg、Tyr、Trp 13种氨基酸上调，Ala、Ser、Val、Thr、Asn、Orn、Asp、His 8种氨基酸下调。与CK相比，单独NaHS处理下GABA、Ser、Asp、His、Trp、Arg、Phe 7种氨基酸上调，Gly、Ala、Pro、Val、Thr、Ile、Leu、Asn、Orn、Gln、Lys、Glu、Met、Tyr 14种氨基酸下调。表明外源硫化氢正负调控正常和盐碱胁迫下裸燕麦不同氨基酸积累。

表1 不同处理下裸燕麦叶片中个别氨基酸含量的置信区间及差异倍数Table 1 Confidence interval and fold change（FC）for the content of individual amino acids in naked oat leaves under different treatments

2.3 盐碱胁迫下外源硫化氢对裸燕麦叶片不同合成途径氨基酸组成的显著性分析

为明确盐碱胁迫下外源硫化氢对裸燕麦不同氨基酸积累的显著影响，进一步分析了3-磷酸甘油酸（Gly、Ser）、α-酮戊二酸（Orn、Glu、Gln、Pro、Arg、His、GABA）、丙酮酸（Ala、Val、Leu）、芳香族（Phe、Tyr、Try）和草酰乙酸（Asp、Asn、Met、Thr、Lys、Ile）合成途径中氨基酸含量的变化。由图2可知，与CK相比，SA处理显著降低了Gly、Ser、Glu、Pro、GABA、Ala、Val、Tyr、Asn、Thr、Ile含量，显著提高了Arg含量，而Orn、Gln、His、Leu、Phe、Trp、Asp、Met、Lys含量的变化不显著。与SA处理相比，SA+NaHS处理显著提高了Gln、Arg含量，降低了Orn、Asn含量，Gly、Ser、Glu、Pro、His、GABA、Ala、Val、Leu、Phe、Tyr、Trp、Asp、Met、Thr、Lys、Ile含量变化不显著。与CK相比，单独NaHS处理显著提高了Arg、Asp含量，降低了Gly、Orn、Glu、Gln、Val、Asn、Ile含量，而Ser、Pro、His、GABA、Ala、Leu、Phe、Tyr、Trp、Met、Thr、Lys含量无显著变化。

图2 盐碱胁迫下外源硫化氢对裸燕麦叶片中3-磷酸甘油酸、α-酮戊二酸、丙酮酸、芳香族和草酰乙酸途径氨基酸含量的影响Fig.2 Effects of exogenous hydrogen sulfide on the content of individual amino acids in the 3-phosphoglycerate，αketoglutarate，pyruvate，aromatic，and oxaloacetate pathways in naked oat leaves under saline-alkali stress

2.4 盐碱胁迫下外源硫化氢对裸燕麦叶片氨基酸组成的主成分分析

主成分分析（principal component analysis，PCA）是一种通过多元线性组合提取尽可能多的原始数据信息综合变量的无监督降维统计分析方法［22］。经PCA分析观察裸燕麦叶片氨基酸含量的变化（图3），分析结果拟合3个主成分，解释模型差异的决定系数R2X=0.751，预测模型差异的拟合优度Q2=0.535，R2X-Q2=0.216＜0.3，说明模型拟合效果较好。从图3A可以看出：不同处理裸燕麦叶片氨基酸组成存在明显差异，CK、NaHS处理与SA、SA+NaHS处理在第一主成分（PC1）上区分开来，SA与SA+NaHS处理在第二主成分（PC2）上相区别。另外，SA处理点相对聚集，说明SA处理组内样品氨基酸含量差异较小；而CK、NaHS和SA+NaHS处理点相对分散，说明组内样品之间氨基酸含量差异较大。从得分图与载荷图（图3B）、双标图（图3C）结合分析可知，SA+NaHS处理的Arg、Gln含量非常高，而Asp、Glu、Asn、Ser、Thr、Ala、Gly、Ile、GABA含量较低；CK则正好相反；SA处理的Phe、Lys、Met、Leu、Trp、Tyr、His、Pro等含量很低，单独NaHS处理的这些氨基酸含量则较高。上述结果说明，不同处理使裸燕麦叶片氨基酸含量发生显著改变。

图3 不同处理下裸燕麦叶片氨基酸含量的主成分分析得分图（A）、载荷图（B）和双标图（C）Fig.3 Principal component analysis scores plot（A），loading plot（B），and biplot（C）of amino acid content in naked oat leaves under different treatments

2.5 盐碱胁迫下外源硫化氢对裸燕麦叶片氨基酸组成的PLS-DA分析

PLS-DA是常用的有监督判别分析方法，R2X、R2Y和Q2各自代表模型对矩阵X、Y的拟合度和预测能力［22］。将裸燕麦叶片氨基酸含量经PLS-DA分析得到R2X=0.863，R2Y=0.873，Q2=0.732，说明模型拟合较好。由图4A可见，CK、NaHS、SA、SA+NaHS处理各自归为一类，表明4个不同处理间氨基酸含量存在明显差异。经200次置换检验（图4B）结果显示，置换检验中随机产生的R2在纵轴上的截距小于0.4，Q2值在纵轴上的截距小于0.05。说明PLS-DA没有出现模型过拟合现象，可以依据PLS-DA分析获得的变量投射重要度（variable importance for the projection，VIP）值筛选差异代谢物。根据VIP＞1且方差分析P＜0.05筛选出6种（Orn、Glu、Gln、Ser、Asp、Arg）差异氨基酸。

图4 不同处理下裸燕麦叶片氨基酸PLS-DA得分图及200次模型的置换检验Fig.4 PLS-DA score plot of naked oat leaves under different treatment and 200 permutation test of the model

2.6 盐碱胁迫下外源硫化氢对裸燕麦叶片氨基酸组成的OPLS-DA分析

为进一步提高模型参数对矩阵X/Y关联度的解释，将不同处理裸燕麦叶片氨基酸进行OPLS-DA分析。结果表明（图5A、C、E）：CK、SA、SA+NaHS、NaHS处理各自聚为一族，充分显示处理间氨基酸含量存在明显差异。根据OPLS-DA分析的VIP＞1且95%置信区间不包括零筛选并结合S-图解析可知：与CK相比，SA处理下含量显著上调的差异氨基酸是Arg，显著下调的氨基酸有10种，依次是Glu、Thr、Ser、Gly、Leu、Ile、Ala、Val、Tyr、Asn（图5B）；与SA处理相比，SA+NaHS处理Orn、Asn含量显著下调，Gln、Tyr、Arg、Leu、Pro含量显著上调（图5D）；与CK相 比，NaHS处 理Arg、Asp含量显 著 上 调，而Glu、Orn、Gly、Thr、Gln、Ile含 量 显 著 下调（图5E）。

图5 不同处理下裸燕麦叶片氨基酸含量OPLS-DA得分图（A、C、E）和S形图（B、D、F）Fig.5 OPLS-DA score plot（A，C，E）and S-plot（B，D，F）of amino acid contents in naked oat leaves under different treatment

2.7 盐碱胁迫下外源硫化氢对裸燕麦叶片丙二醛含量和籽粒产量的影响

细胞膜脂氧化产物丙二醛含量的大小反映细胞膜氧化损伤的程度，产量高低是作物适应盐碱环境能力的直接反映［3，18］。从图6可知：与CK相比，SA处理显著提高了裸燕麦叶片丙二醛含量33.01%，而籽粒产量显著下降了43.56%；SA+NaHS处理与SA处理相比丙二醛含量显著下降了27.00%，籽粒产量显著提高了52.83%；单独NaHS处理的丙二醛含量和籽粒产量与CK差异不显著。表明外源硫化氢能够缓解盐碱胁迫诱导的裸燕麦氧化损伤和同化物积累抑制。

3 讨论

植物体游离氨基酸参与细胞离子运输、酶促反应和渗透调节，其代谢积累与植物盐碱耐性密切关联［6，22-23］。盐胁迫导致花棒（Hedysarum scoparium）叶片总游离氨基酸含量显著升高［7］，碱胁迫引起小麦［24］和水稻［10］叶片总游离氨基酸含量显著减少。本试验结果表明，盐碱复合胁迫造成裸燕麦叶片总游离氨基酸含量显著下降（图1），其原因可能主要是高pH胁迫抑制氮的吸收［25］。外源硫化氢对盐碱胁迫下裸燕麦叶片总游离氨基酸含量下降的缓解效应没有统计学意义（图1），但它显著正负调控盐碱复合胁迫下裸燕麦叶片不同氨基酸的积累（图2）。表明外源硫化氢参与盐碱胁迫下裸燕麦氨基酸代谢的调控。Aidoo等［11］研究表明，氨基酸代谢的独特调节与植物耐逆性增强有关。本研究结果显示，外源硫化氢能够显著减轻盐碱复合胁迫诱导的裸燕麦叶片丙二醛含量的升高（图6A），并有效消减盐碱复合胁迫造成的裸燕麦籽粒产量的下降程度（图6B）。这与外源硫化氢可有效缓解盐胁迫对青钱柳（Cyclocarya paliurus）［26］、小麦［27］和碱胁迫对水稻［28］等生长抑制的结果一致。由此推测，外源硫化氢对氨基酸代谢过程的调控可能是其增强裸燕麦耐受盐碱胁迫能力的重要机制之一。

图6 盐碱胁迫下外源硫化氢对裸燕麦叶片丙二醛含量和籽粒产量的影响Fig.6 Effects of exogenous hydrogen sulfide on malondialdehyde content in leaves and grain yield of naked oat under salt-alkali stress

植物氨基酸的组成和积累水平对其适应逆境至关重要［24］。本试验发现，裸燕麦叶片中氨基酸含量相差巨大，检出的21种氨基酸中谷氨酰胺、赖氨酸、γ-氨基丁酸、丙氨酸和亮氨酸的含量较高（置信区间187.562～607.63 μg·g-1FW），鸟氨酸和谷氨酸的含量较低（置信区间0.303～12.342 μg·g-1FW）（表1）。与对照比较，其他3个处理的裸燕麦叶片中氨基酸log2FC为-2.728～1.182（表1）。说明环境因素对裸燕麦氨基酸存在较大影响。方差分析显示，盐碱复合处理显著降低了裸燕麦叶片甘氨酸、丝氨酸、谷氨酸、脯氨酸、γ-氨基丁酸、丙氨酸、缬氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、苏氨酸、异亮氨酸含量，却显著提高了精氨酸含量（图2）。这与燕辉等［7］的盐胁迫显著提高花棒叶片脯氨酸、谷氨酸、天冬氨酸含量的结果不同，也与Wu等［10］的碱胁迫显著降低水稻叶片精氨酸含量和提高丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸含量的结果相反。这可能与植物种类、胁迫类型、强度和时间等有关。目前，外源硫化氢对盐碱胁迫下植物氨基酸代谢的调控未见报道。本试验发现，外源硫化氢显著提高盐碱复合胁迫下裸燕麦叶片谷氨酰胺和精氨酸含量，却显著降低鸟氨酸和天冬酰胺含量（图2）。说明外源硫化氢参与盐碱胁迫下裸燕麦氨基酸积累的调控。这可能与硫化氢能够诱导盐碱胁迫下植物氨基酸代谢相关蛋白表达有关［29］。

盐碱胁迫下，植物往往通过氨基酸代谢途径的改变使一些氨基酸大量积累［7，24］，从而参与细胞渗透调节和自由基清除［8-9］，维持功能蛋白和代谢酶的稳定性［30］。组成植物蛋白质和酶的氨基酸从合成碳架来源可分成3-磷酸甘油酸、α-酮戊二酸、丙酮酸、草酰乙酸和芳香族5大类［31］。PCA分析结果表明，盐碱胁迫或外施硫化氢使裸燕麦叶片不同氨基酸含量发生显著改变（图3）。PLS-DA（图4）和OPLS-DA（图5）分析可将不同处理间裸燕麦含量差异的氨基酸进行高效区分：盐碱复合胁迫下裸燕麦叶片中α-酮戊二酸族的精氨酸含量显著上调；含量显著下调的是α-酮戊二酸族的谷氨酸，草酰乙酸族的苏氨酸、天冬酰胺、异亮氨酸，3-磷酸甘油酸族的丝氨酸、甘氨酸，丙酮酸族的亮氨酸、丙氨酸、缬氨酸，芳香族的酪氨酸（图5和图7）。精氨酸是一种氮碳比最高的氨基酸，除作为蛋白质组成外，还是一氧化氮、多胺和脯氨酸等生物合成的前体［32］。精氨酸在裸燕麦叶片中的大量积累，能够提高细胞亚精胺含量，减轻自由基氧化损伤［33］，从而有效增强裸燕麦适应盐碱胁迫的能力。以糖酵解途径和三羧酸循环中间物为合成前体的5大族氨基酸含量的显著下调充分说明盐碱胁迫导致裸燕麦碳氮代谢发生紊乱。

图7 OPLS-DA分析提出盐碱胁迫下外源硫化氢调控裸燕麦叶片氨基酸代谢途径Fig.7 Exogenous hydrogen sulfide regulates amino acid metabolism pathways in naked oat leaves under saline-alkali stress obtained from OPLS-DA analysis

外施硫化氢可正负调控正常条件或盐碱复合胁迫下裸燕麦中不同途径氨基酸的代谢（图7）。盐碱复合胁迫下，外源硫化氢显著下调了裸燕麦叶片中α-酮戊二酸族的鸟氨酸和草酰乙酸族的天冬酰胺含量（图5D和图7），原因可能是硫化氢促使天冬酰胺脱氨产生天冬氨酸，天冬氨酸通过三羧酸循环转换为谷氨酸和谷氨酰胺［34］。外源硫化氢显著上调盐碱复合胁迫下裸燕麦叶片中α-酮戊二酸族的谷氨酰胺、脯氨酸、精氨酸和丙酮酸族的亮氨酸及芳香族的酪氨酸含量，对3-磷酸甘油酸族的氨基酸影响不大（图5D和图7）。精氨酸和鸟氨酸同是尿素循环中重要的中间物，鸟氨酸又是脯氨酸的合成前体。外源硫化氢可能通过加速尿素循环促进鸟氨酸转化成精氨酸，同时又激活鸟氨酸途径合成脯氨酸［5］，或抑制鸟氨酸合成酶表达［29］，从而使鸟氨酸含量显著下降而精氨酸和脯氨酸含量显著上调。脯氨酸是一种高溶解度、富含氮和能量的中性氨基酸［7］。脯氨酸在裸燕麦叶片中的积累，在不引起细胞酸碱度改变的同时，能够降低细胞渗透势、清除活性氧、稳定蛋白质和亚细胞结构、维持氧化还原平衡［35］，从而有效缓解盐碱胁迫对叶肉细胞的伤害。植物体通常还会把盐胁迫产生的过量氨转化成谷氨酸/谷氨酰胺，或通过谷氨酸脱氢酶转化为α-酮戊二酸进入三羧酸循环［36］。外源硫化氢可能既促进氨与α-酮戊二酸生成谷氨酸，又促进谷氨酸转化生成谷氨酰胺，从而保持稳定的谷氨酸水平，提高谷氨酰胺含量，防止氨毒发生。盐碱复合胁迫下，喷施硫化氢使裸燕麦叶片亮氨酸积累表明硫化氢可能加强了裸燕麦呼吸作用，呼吸中糖酵解终产物丙酮酸通过转氨基作用生成丙氨酸，进一步合成了亮氨酸，但具体机制尚待证实。芳香族氨基酸的合成需要以糖酵解途径中的磷酸烯醇式丙酮酸和磷酸戊糖途径产生的4-磷酸赤藓糖为底物经过莽草酸途径合成莽草酸，进而合成分支酸后转化生成色氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸［37］。外源硫化氢对盐碱复合胁迫下裸燕麦酪氨酸含量的显著上调表明其可能参与磷酸戊糖途径、糖酵解和莽草酸途径的协调调节，其原因也许与硫化氢能够提高盐碱胁迫下植物分支酸合成途径相关酶蛋白表达有关［29］。然而，硫化氢对植物碳氮代谢协调调控的机制交叉复杂，尚需利用分子生物学等手段深入解析其缓解植物盐碱胁迫的氮代谢机制。