生物胁迫期间添加谷胱甘肽的作用

三肽硫醇谷胱甘肽（GSH）广泛分布于真核生物中，并且在植物细胞中似乎是必需的。GSH 由两种三磷酸腺苷 (ATP) 依赖性酶 γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶 (GSH1，也称为 γ-ECS) 和谷胱甘肽合成酶 (GSH2，也称为 GSHS) 催化，从其组成氨基分两步合成酸（半胱氨酸、谷氨酸和甘氨酸）。

GSH 在植物中具有许多重要功能，包括防止氧化应激、重金属和亲电子异生物质的解毒、氧化还原控制、还原硫的长距离运输、作为非酶抗氧化剂的抗坏血酸-谷胱甘肽循环、作为生化反应的电子供体、植物生长发育和逆境防御基因表达。

越来越多的研究表明，GSH在耐受干旱、重金属、寒冷、盐、强光和霜冻等非生物胁迫方面发挥着重要作用。此外，GSH 还涉及针对生物应激的防御反应，包括病毒、真菌和细菌感染。由于其抗氧化功能，GSH 在调节针对病原体的防御反应中的重要作用早已被认识到。

例如，GSH 水平及其氧化还原状态与两个不同番茄品种中细菌病原体丁香假单胞菌感染的反应有关。然而，越来越多的研究表明，GSH介导的植物对病原体的抗病性的作用并不依赖于GSH的抗氧化功能，而是GSH的状态可以调节几个重要信号，从而导致植物生物胁迫期间防御反应的激活。已知小分子植物激素，如水杨酸 (SA)、茉莉酸 (JA)、乙烯 (ET)、赤霉素 (GA)、细胞分裂素 (CK)、脱落酸 (ABA) 和油菜素类固醇 (BR) 发挥作用。在介导针对病原体的植物防御信号网络中发挥关键作用。

最近的研究表明，在生物胁迫期间，GSH 通过与植物激素的交叉通讯来调节防御信号网络。转基因烟草植物中番茄γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶 ( LeECS ) 基因的过度表达显着增加了对生物营养细菌病原体丁香假单胞菌 ( Pseudomonas syringae pv.) 的抵抗力。烟粉虱。GSH 可能通过 NPR1 依赖性 SA 介导的途径赋予对生物营养感染的抵抗力。病毒感染导致植物细胞中谷胱甘肽水平升高，内源性谷胱甘肽水平升高可提高病毒抵抗力。在接种后 14 天 (dpi) 感染西葫芦黄花叶病毒 (ZYMV) 期间，耐受性南瓜品种表现出更强的 GSH 积累和减轻的疾病症状。然而，易感物种的谷胱甘肽积累量要低得多，并且症状更严重。

多项证据表明，通过应用 GSH 或合成的半胱氨酸前体l可以人为地增加植物组织中的细胞 gsh 含量。

参考文献：

Zhu F, Zhang QP, Che YP, Zhu PX, Zhang QQ, Ji ZL. Glutathione contributes to resistance responses to TMV through a differential modulation of salicylic acid and reactive oxygen species. Mol Plant Pathol. 2021 Dec;22(12):1668-1687. doi: 10.1111/mpp.13138. Epub 2021 Sep 22. PMID: 34553471; PMCID: PMC8578835.

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