三肽硫醇谷胱甘肽（GSH）廣泛分布于真核生物中，并且在植物細(xì)胞中似乎是必需的。GSH 由兩種三磷酸腺苷 (ATP) 依賴性酶 γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶 (GSH1，也稱為 γ-ECS) 和谷胱甘肽合成酶 (GSH2，也稱為 GSHS) 催化，從其組成氨基分兩步合成酸（半胱氨酸、谷氨酸和甘氨酸）。

GSH 在植物中具有許多重要功能，包括防止氧化應(yīng)激、重金屬和親電子異生物質(zhì)的解毒、氧化還原控制、還原硫的長(zhǎng)距離運(yùn)輸、作為非酶抗氧化劑的抗壞血酸-谷胱甘肽循環(huán)、作為生化反應(yīng)的電子供體、植物生長(zhǎng)發(fā)育和逆境防御基因表達(dá)。

越來越多的研究表明，GSH在耐受干旱、重金屬、寒冷、鹽、強(qiáng)光和霜凍等非生物脅迫方面發(fā)揮著重要作用。此外，GSH 還涉及針對(duì)生物應(yīng)激的防御反應(yīng)，包括病毒、真菌和細(xì)菌感染。由于其抗氧化功能，GSH 在調(diào)節(jié)針對(duì)病原體的防御反應(yīng)中的重要作用早已被認(rèn)識(shí)到。

例如，GSH 水平及其氧化還原狀態(tài)與兩個(gè)不同番茄品種中細(xì)菌病原體丁香假單胞菌感染的反應(yīng)有關(guān)。然而，越來越多的研究表明，GSH介導(dǎo)的植物對(duì)病原體的抗病性的作用并不依賴于GSH的抗氧化功能，而是GSH的狀態(tài)可以調(diào)節(jié)幾個(gè)重要信號(hào)，從而導(dǎo)致植物生物脅迫期間防御反應(yīng)的激活。已知小分子植物激素，如水楊酸 (SA)、茉莉酸 (JA)、乙烯 (ET)、赤霉素 (GA)、細(xì)胞分裂素 (CK)、脫落酸 (ABA) 和油菜素類固醇 (BR) 發(fā)揮作用。在介導(dǎo)針對(duì)病原體的植物防御信號(hào)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

最近的研究表明，在生物脅迫期間，GSH 通過與植物激素的交叉通訊來調(diào)節(jié)防御信號(hào)網(wǎng)絡(luò)。轉(zhuǎn)基因煙草植物中番茄γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶 ( LeECS ) 基因的過度表達(dá)顯著增加了對(duì)生物營養(yǎng)細(xì)菌病原體丁香假單胞菌 ( Pseudomonas syringae pv.) 的抵抗力。煙粉虱。GSH 可能通過 NPR1 依賴性 SA 介導(dǎo)的途徑賦予對(duì)生物營養(yǎng)感染的抵抗力。病毒感染導(dǎo)致植物細(xì)胞中谷胱甘肽水平升高，內(nèi)源性谷胱甘肽水平升高可提高病毒抵抗力。在接種后 14 天 (dpi) 感染西葫蘆黃花葉病毒 (ZYMV) 期間，耐受性南瓜品種表現(xiàn)出更強(qiáng)的 GSH 積累和減輕的疾病癥狀。然而，易感物種的谷胱甘肽積累量要低得多，并且癥狀更嚴(yán)重。

多項(xiàng)證據(jù)表明，通過應(yīng)用 GSH 或合成的半胱氨酸前體l可以人為地增加植物組織中的細(xì)胞 gsh 含量。

參考文獻(xiàn)：

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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