植物谷胱甘肽代谢与镉耐性研究进展

谷胱甘肽是植物体内一类重要的抗氧化物质。本文综述了植物硫素同化、谷胱甘肽生物合成与代谢的主要生物学过程,镉(Cd)胁迫显著影响植物体内的硫素同化和谷胱甘肽合成,表现出"低促高抑"的效应。植物通过硫代谢来合成半胱氨酸(Cys),再经由2种关键酶催化合成谷胱甘肽。Cd胁迫促进还原型谷胱甘肽转化为氧化型谷胱甘肽,激活ASA-GSH循环,清除活性氧自由基,维持细胞内的稳态。谷胱甘肽转化生成植物螯合肽(PCs),能有效络合细胞内游离态的Cd离子,转运到液泡中进行区室化储存。因此,谷胱甘肽及其代谢产物在植物对Cd的吸收转运、累积与解毒中,发挥着重要的作用。最终,硫代谢、谷胱甘肽生物合成、不同类型谷胱甘肽联系在一起,在抗氧化和降解重金属毒性等方面发挥协同作用,从而增强植物对Cd胁迫的耐性。Cd胁迫下植物谷胱甘肽代谢与植物抗性相关的机理研究仍不明确,谷胱甘肽代谢与其相关的代谢产物之间具有怎样复杂的相互作用和信号传导,这是今后亟待强化和解决的。