不同的氣候條件導(dǎo)致植物更容易受到阻礙其生存、發(fā)育和總產(chǎn)量的不同環(huán)境壓力的影響。包括低溫 (LT) 在內(nèi)的嚴(yán)重溫度波動(dòng)是對(duì)植物具有極大有害影響的這些脅迫之一。低溫改變植物生理，導(dǎo)致膜損傷、脂質(zhì)成分變化、萎黃和不同的酶活性導(dǎo)致植物壞死甚至死亡。

此外，如果溫度下降到 0 °C 以下，則會(huì)在細(xì)胞間隙形成細(xì)胞外冰晶， 植物在冷脅迫下不能發(fā)芽或有差異地生長(zhǎng)。LT 會(huì)影響處于所有發(fā)育階段的植物，從而導(dǎo)致作物產(chǎn)量下降，因?yàn)橹参镆聪拗破渖L(zhǎng)，要么完全停止生長(zhǎng)。低溫脅迫改變植物的基本生理、解剖和形態(tài)特征。光抑制導(dǎo)致植物在 LT 脅迫下的光合活性下調(diào)。

近日，外國(guó)研究團(tuán)隊(duì)研究了谷胱甘肽 (GSH) 在減輕低溫壓力方面的影響。通過評(píng)估不同的生理反應(yīng)，對(duì)番茄進(jìn)行低溫耐受性研究。評(píng)估的具體目標(biāo)是選擇外源應(yīng)用中對(duì)在 LT 下具有抗氧化潛力的GSH最佳濃度。

與對(duì)照和處理過的植物相比，LT 植物幾乎所有的生長(zhǎng)生物標(biāo)志物都顯示出顯著下降，包括根和枝條長(zhǎng)度、植物的整體新鮮和干燥質(zhì)量（圖 1 ）。與對(duì)照相比，LT 植物的根長(zhǎng)減少了 2.4 倍，而 G1 和 G3 的根長(zhǎng)分別減少了 1.06 倍和 1.21 倍。相反，與對(duì)照植物相比，G2 植物顯著增加了 0.9 倍。與對(duì)照植物相比，G1C、G2C 和 G3C 植物分別降低了 1.7 倍、1.5 倍和 2 倍。在枝條長(zhǎng)度的情況下，LT 和 G3 植物與對(duì)照植物相比分別減少了 1.94 倍和 1.18 倍。然而，與對(duì)照植物相比，G1 和 G2 植物分別顯示了 0.97 倍和 0.98 倍的增長(zhǎng)。與對(duì)照植物相比，G1C、G2C 和 G3C 植物的枝條長(zhǎng)度分別下降了 1.18 倍、2 倍和 1.3 倍。

LT 脅迫和不同 GSH 濃度對(duì)生長(zhǎng)特性的影響：播種后 40 天幼苗用于 LT 脅迫和外源 GSH 的試驗(yàn)。3 天后恢復(fù)測(cè)定 ( a ) 根長(zhǎng) ( b ) 芽長(zhǎng) ( c ) 鮮重和 ( d ) 干重。數(shù)據(jù)描述了三個(gè)重復(fù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。后跟 (*) 的數(shù)據(jù)確定顯著性水平 ( p?< 0.05) 正如 Dunnet 的多重比較檢驗(yàn)所預(yù)測(cè)的那樣。對(duì)照 (Con)：25/18 °C + 0 mM GSH，低溫應(yīng)力 (LT)：10/3 °C + 0 mM GSH，G1：25/18 °C + 0.5 mM GSH，G2：25/18 ° C + 1 mM GSH，G3：25/18 °C + 2 mM GSH，G1C：10/3 °C + 0.5 mM GSH，G2C：10/3 °C + 1 mM GSH，G3C：10/3 °C + 2 mM GSH。

可以看出植物的鮮重受到 LT 的影響。據(jù)報(bào)道，與對(duì)照植物相比，LT 植物的鮮重最大下降了 2.1 倍。與對(duì)照相比，G2 植物的鮮重增加了 0.98 倍。與對(duì)照植物相比，其余的 G1、G3、G1C、G2C 和 G3C 植物顯示出 1.01 倍、1.06 倍、1.55 倍、1.35 倍和 1.59 倍的邊際下降。

與對(duì)照植物相比，植物的干重降低。與對(duì)照植物相比，LT、G1、G2、G3、G1C、G2C 和 G3C 植物的干重分別降低了 3.25 倍、1.15 倍、1.04 倍、1.4 倍、1.67 倍、1.26 倍和 1.7 倍。在存在和不存在 LT 的情況下，G2 濃度明顯降低了干重（圖 2）。

冷脅迫和不同GSH濃度對(duì)芽形態(tài)的影響。對(duì)照（Con）：25/18 °C + 0 mM GSH，G1：25/18 °C + 0.5 mM GSH，G2：25/18 °C + 1 mM GSH，G3：25/18 °C + 2 mM GSH , 低溫應(yīng)力 (LT/C): 10/3 °C + 0 mM GSH, G1C: 10/3 °C + 0.5 mM GSH, G2C: 10/3 °C + 1 mM GSH, G3C: 10/3 ° C + 2 mM GSH。

在非生物條件下，GSH 負(fù)責(zé)控制植物的多種生理反應(yīng)，在此次研究中，發(fā)現(xiàn) GSH 通過增強(qiáng)抗氧化機(jī)制、生化特性、光合參數(shù)和生長(zhǎng)特性來對(duì)抗冷應(yīng)激。LT 脅迫對(duì)植物生長(zhǎng)和發(fā)育過程有顯著影響。植物的生長(zhǎng)受 LT 的影響。它引發(fā)了一系列限制植物生產(chǎn)力的生理、生化和形態(tài)變化。在此次研究中，LT 導(dǎo)致幼苗生長(zhǎng)減少并伴有明顯的冷害，LT 脅迫下植物生長(zhǎng)遲緩的原因可能有很多，例如 ROS 產(chǎn)生、養(yǎng)分吸收不當(dāng)和滲透失衡。然而，GSH 處理的 LT (GSH + LT) 脅迫幼苗能夠以更好的 對(duì)抗 LT 的不利影響。

低溫脅迫和不同GSH濃度對(duì)根系形態(tài)的變化。對(duì)照 (Con)：25/18 °C + 0 mM GSH，低溫應(yīng)力 (LT)：10/3 °C + 0 mM GSH，G1：25/18 °C + 0.5 mM GSH，G2：25/18 ° C + 1 mM GSH，G3：25/18 °C + 2 mM GSH，G1C：10/3 °C + 0.5 mM GSH，G2C：10/3 °C + 1 mM GSH，G3C：10/3 °C + 2 mM GSH。

外源 GSH 在控制非生物脅迫下的生長(zhǎng)、發(fā)育和產(chǎn)量方面的漸進(jìn)作用已在擬南芥綠豆和大豆中報(bào)道。該研究還表明，GSH 處理在減輕 LT 對(duì)番茄生長(zhǎng)發(fā)育的毒性作用方面具有保護(hù)作用。據(jù)報(bào)道，滲透壓調(diào)節(jié)劑和抗氧化劑在賦予非生物脅迫耐受性（如鹽脅迫）方面具有明確的作用。此外，根的吸收表面積在提供 GSH 的植物中顯著高于對(duì)照和 LT 植物。

外源性補(bǔ)充 GSH 減輕了 LT 壓力。G2 濃度具有對(duì)抗 LT 壓力的巨大潛力。GSH 遇到 LT 應(yīng)力的幾種方式可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)。

GSH 應(yīng)對(duì) LT 的幾種方式

1.維持滲透平衡和膜完整性。

2.CAT、GR、APX、SOD等抗氧化酶活性增強(qiáng)。

3.通過調(diào)節(jié)根長(zhǎng)耐受指數(shù)、芽長(zhǎng)耐受指數(shù)、植物的鮮重 和干重促進(jìn)生長(zhǎng)和發(fā)育。

4.GSH 有助于提高光合作用的速率。

5.提高氣孔導(dǎo)度、蒸騰水平和水分利用效率等氣體交換參數(shù)的功效。

6.與 LT 脅迫植物相比，脅迫耐受指數(shù)的進(jìn)展。

7.如在 G2C 處理下所見，LT 應(yīng)力承受趨勢(shì)取決于氣孔導(dǎo)度、光合速率和蒸騰速率之間的一種有利的相互作用。

8.在 LT 脅迫情況下，外源性 GSH 最顯著的 G2C 濃度可能在增加 GSH 氧化還原和抑制茄屬茄品種中ABA介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)中具有潛在作用。

*特別說明 - 本文僅作資訊科普用途，不能代替醫(yī)生的治療診斷和建議,不應(yīng)被視為對(duì)所涉醫(yī)療產(chǎn)品的推薦或功效證明。涉及疾病診斷、治療、康復(fù)相關(guān)的，請(qǐng)務(wù)必前往專業(yè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)就診，尋求專業(yè)意見。