三肽硫醇分子谷胱甘肽（GSH）的氨基酸組成包括半胱氨酸、谷氨酸和甘氨酸，是植物中常見(jiàn)且廣泛存在的抗氧化劑，作為自由基的清除劑在應(yīng)激反應(yīng)中發(fā)揮著重要作用。活性氧（ROS）是一組高活性分子，被認(rèn)為是需氧生物不可避免的代謝產(chǎn)物，在正常生理?xiàng)l件下以較低且相對(duì)穩(wěn)定的量存在。氧化應(yīng)激的發(fā)生是由于活性氧積累增加或由于產(chǎn)量增加和/或解毒不足。植物已經(jīng)進(jìn)化出特定的途徑和分子來(lái)保護(hù)細(xì)胞免受ROS毒性。GSH 是最關(guān)鍵的成分之一，普遍存在，存在于不同的亞細(xì)胞區(qū)室中，相對(duì)豐富，并參與多種細(xì)胞事件，從 DNA 和蛋白質(zhì)的合成到細(xì)胞防御。

GSH 有兩種形式：(1) 還原形式 (GSH)，被認(rèn)為是最重要的 ROS 清除劑之一；(2) 氧化形式 (GSSG)，然后通過(guò)谷胱甘肽還原酶還原為還原型谷胱甘肽。正常情況下，GSH 的患病率高于 GSSG。細(xì)胞毒性可以通過(guò)還原型谷胱甘肽與氧化型谷胱甘肽的比率來(lái)確定。

極端溫度、養(yǎng)分可用性、水質(zhì)和可及性、土壤特性、不適當(dāng)?shù)妮椛浜陀卸驹匾鸬姆巧锩{迫導(dǎo)致農(nóng)作物嚴(yán)重?fù)p失。癥狀可能有所不同，包括枯萎、失綠、生長(zhǎng)減緩、發(fā)育改變、萎蔫、器官（例如葉、花、果實(shí)）脫落和腐爛/壞死。在脅迫條件下，ROS 在植物中充當(dāng)控制不同途徑的轉(zhuǎn)導(dǎo)分子。除了作為（脅迫）代謝的生化產(chǎn)物外，NADPH 氧化酶（也稱為呼吸爆發(fā)氧化酶同系物，RBOH）與其他氧化酶和過(guò)氧化物酶一起是脅迫植物中 ROS 的主要來(lái)源。植物對(duì)氧化應(yīng)激的主要適應(yīng)性反應(yīng)是抗氧化防御系統(tǒng)活性的增加。這包括各種非酶抗氧化劑的參與，如谷胱甘肽、抗壞血酸（AsA）、生育酚、酚類、其他次級(jí)代謝產(chǎn)物和無(wú)機(jī)氨基酸，它們具有維持氧化還原穩(wěn)態(tài)的共同作用。

此外，一些抗氧化酶，例如單脫氫抗壞血酸還原酶（MDHAR）、谷胱甘肽還原酶（GR）、脫氫抗壞血酸還原酶（DHAR）、谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶（GST）和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GPX）也參與這些防御反應(yīng)。

例如，GST促進(jìn)GST與外源物的結(jié)合，超氧化物歧化酶將超氧自由基分配在氧氣和過(guò)氧化氫中，過(guò)氧化氫酶將過(guò)氧化氫分解為水和氧氣，過(guò)氧化物酶（POD）催化過(guò)氧化氫和還原劑之間的氧化還原，MDHAR 、DHAR、抗壞血酸過(guò)氧化物酶 (APX) 和 GRs 是抗壞血酸-谷胱甘肽循環(huán)的成員，可解毒過(guò)氧化氫酶（圖1）。

▲（圖1）GSH 在非生物脅迫（例如極端溫度、干旱、太陽(yáng)輻射、有毒元素和不良土壤條件）后植物氧化還原穩(wěn)態(tài)中的作用以及隨后常見(jiàn)氧化劑的細(xì)胞增加。

GSH還在AsA-GSH循環(huán)中以抗氧化劑的形式將脫氫抗壞血酸DHA還原為AsA，并且在不同植物物種中具有抗寒作用。

參考文獻(xiàn)：Rai GK, Kumar P, Choudhary SM, Singh H, Adab K, Kosser R, Magotra I, Kumar RR, Singh M, Sharma R, Corrado G, Rouphael Y. Antioxidant Potential of Glutathione and Crosstalk with Phytohormones in Enhancing Abiotic Stress Tolerance in Crop Plants. Plants (Basel). 2023 Mar 2;12(5):1133. doi: 10.3390/plants12051133. PMID: 36903992; PMCID: PMC10005112.

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