谷胱甘肽转移酶（GST）是植物体内一个重要的多功能酶,对植物的生长发育至关重要。自发现GST的抗除草剂作用后,对其在各种生物和非生物胁迫中的研究越来越多,但以通过转基因技术过表达GST基因分析植物抗逆性为主,对各种胁迫下植物的GST活性的具体表现缺乏系统研究。为分析各种非生物胁迫对植物GST活性的具体影响,本研究选用绿豆、大豆和玉米为实验材料,首先对它们的GST基因家族进行分析,然后设置了盐、渗透胁迫和重金属镉（Cd）三种胁迫,通过对植物幼苗形态指标的测定,选择出合适的胁迫浓度,分析非生物胁迫对植物GST活性的影响。主要的研究结果如下:（1）从大豆、绿豆和玉米基因组分别鉴定出100、93和67个GST基因,大豆的GSTs可分为Tau、Phi、Theta、TCHQD、Lambda、DHAR、EF1Bg和Zeta八类,绿豆的GSTs分为Tau、Phi、Lambda、Theta、Zeta、DHAR、EF1Bg、GHRs、m PGES2和TCHQD十类,玉米GSTs分为Tau、Phi、Theta、mPGES2、Lambda、EF1Bg和Zeta七类。进化分析都显示同一亚类的成员聚集在同一分支,同一亚类的GSTs结构和保守基序分布高度保守,大多数GSTs都具有2个内含子,Tau类和TCHQD类都有2个外显子,Phi类有3个外显子,而Lambda、Theta、Zeta等几类都有6个以上的外显子。三种植物GST蛋白的氨基酸数、相对分子量、等电点等蛋白理化性质都在相同的范围内,86%及以上的GST都同时具有GST＿N和GST＿C结构域,亚细胞定位表明GSTs主要分布在细胞质中、叶绿体上,线粒体和细胞核上。（2）盐、渗透胁迫和Cd胁迫对三种植物的生长有明显抑制作用。150 mmol/L NaCl使大豆、绿豆和玉米的各项指标比对照组降低了40%以上,200 mmol/L NaCl强烈抑制植物的生长。100 mmol/L甘露醇对绿豆、大豆和玉米的根没有明显作用,150 mmol/L甘露醇使各项指标都比对照降低了30%以上,而200 mmol/L甘露醇导致植物幼苗根部坏死、叶片干枯等现象。100μmol/L CdCl2分别使绿豆株高、主根长、侧根数、茎叶鲜重和根鲜重降低了19.0%、53.4%、46.7%、46.3%、34.4%;800μmol/L CdCl2分别使大豆株高、主根长、茎叶鲜重和根鲜重降低42.1%、11.9%、42.8%、16.1%;1000μmol/L CdCl2分别使玉米株高、主根长、茎叶鲜重和根鲜重降低46.5%、32.9%、41.6%、24.5%。表明三种植物对Cd的耐受程度差异很大。（3）转录组结果显示:只有39个绿豆GSTs在绿豆中表达,31个基因在根、茎、叶中都有表达,6个基因选择性表达,Vr GSTF2、Vr GSTF9和Vr GSTU22只在叶中表达,Vr GSTU27只在茎中表达,Vr GSTL4和Vr GSTU2只在根中表达。Cd胁迫上调大多数基因的表达量,根中1、5、9d都有10个基因上调,上调倍数平均为2.17倍。根中1、5、9d分别有5、10、11个基因上调,分别平均上调1.99、2.24、2.53倍,叶中1、5、9d分别有6、9、5个基因上调,分别平均上调2.00、3.68、4.09倍,明显上调的基因主要为Phi和Tau类。（4）甘露醇胁迫下,以茎中GST活性变化最显著。大豆、绿豆和玉米茎中GST活性分别提高67.8%、67.8%和47.9%;叶的酶活在第5 d和第7 d显著升高,最大升高44.3%,根和茎中在第7 d和第9 d分别显著升高57.0%和79.2%。（5）盐胁迫下,大豆和玉米叶中GST活性没有明显变化,绿豆叶中第5d的GST活性比对照升高35.3%;根和茎中的酶活都有提高,以茎中最显著。其中大豆、绿豆和玉米茎中GST活性分别显著升高67.8%、67.8%和47.9%。（6）Cd胁迫下,三种植物幼苗根和茎中GST酶活性都有显著提升,以第7和9 d酶活升高最显著。具体而言,大豆茎中GST活性在第7和9 d,分别比对照提高了31.2%和25.5%,根中GST活性分别提高了52.9%和37.1%;绿豆茎中GST活性提高27%,根中GST活性分别提高了9%和51%;玉米茎中GST活性分别提高了33.9%和45.6%,根中GST活性分别提高了40.9和52.9%。整体来看,根中酶活的提高最为显著,说明根中GST在响应Cd胁迫中起主要作用,茎为其次。综上所述,三种植物的GST均在响应非生物胁迫中发挥作用。