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谷胱甘肽是一种包含半胱氨酸残基的巯基化合物,可作为一种重要的抗氧化剂在缓解植株氧化胁迫上发挥重要作用。而植物受到的氧化胁迫来源于多种途径,其中由过量施用农药对作物造成的胁迫伤害对农业生产影响较大。目前,关于过量施用农药产生氧化胁迫对植株造成伤害的问题已有一些研究报道,但是针对谷胱甘肽缓解植物农药胁迫伤害的影响研究相对较少。因此,探明谷胱甘肽及其调控的氧化还原信号对番茄体内抗氧化系统的影响,为谷胱甘肽缓解番茄植株受到氧化胁迫,减少农药对其造成伤害,提高番茄植株自身抗性的相关研究奠定一定的理论基础。本研究来源于国家自然科学基金项目“谷胱甘肽及其介导的redox信号调控番茄体内百菌清降解代谢的机理研究(31301769)”,通过外源预处理还原型谷胱甘肽(GSH)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)、谷胱甘肽合成抑制剂(BSO)和清水,以获得不同谷胱甘肽水平及不同谷胱甘肽氧化还原状态的番茄植株材料,而后用推荐剂量二倍的百菌清处理,研究在百菌清胁迫下谷胱甘肽对番茄植株抗氧化系统的影响,以探讨谷胱甘肽激发植物体清除活性氧,减少氧化胁迫对植物体造成伤害的保护作用,主要结果如下:(1)外源GSH预处理,番茄体内H2O2含量在0-1 d显著上调,而后显著低于清水预处理的对照,O2-的积累量一直显著低于对照。外源BSO及GSSG预处理,显著提高了百菌清处理后的番茄体内O2-积累量,因此,谷胱甘肽对番茄体内活性氧积累有一定缓解作用。(2)还原型谷胱甘肽(GSH)预处理番茄植株,使番茄体内还原型谷胱甘肽含量增加,植株GSH/GSSG氧化还原比显著升高,氧化型谷胱甘肽(GSSG)预处理组的植株番茄体内GSH/GSSG氧化还原对显著降低,谷胱甘肽合成抑制剂(BSO)显著降低番茄谷胱甘肽含量(3)外源预处理GSH可降低百菌清处理的番茄体内抗坏血酸总含量(ASA+DHA),增加ASA/DHA比值,而外源GSSG预处理可提高番茄体内抗坏血酸总含量和还原型抗坏血酸含量,谷胱甘肽氧化还原状态的变化也影响了番茄抗坏血酸的含量及氧化还原平衡。(4)外源预处理GSH体内的,CAT、APX、SOD、DHAR活性显著升高,GR酶活性显著降低,外源GSSG预处理番茄体内CAT、APX、SOD、DHAR显著降低,GR活性显著升高,外源BSO预处理番茄体内CAT、APX、SOD、DHAR、GR酶活性均显著降低,说明番茄应对百菌清处理时,其体内抗氧化体系中的抗氧化酶活性也受到谷胱甘肽的诱导产生变化。(5)外源预处理GSH可诱导百菌清处理的番茄GSTs、GPXs酶活性的提高,并促进其非蛋白结合态的巯基(NPT)的形成。外源预处理GSSG及BSO降低了GSTs、GPXs酶活性,并抑制NPT的生成。综上所述,谷胱甘肽参与到在百菌清环境条件下对抗氧化系统的影响作用,通过上调其抗氧化剂含量或增加相关抗氧化酶活性以提高植株抗性。谷胱甘肽及GSH/GSSG信号元件可通过启动植株抗氧化体系及相关解毒体系,减少植株受到活性氧等的伤害,降低由农药引起的对氧化胁迫伤害。