硫化氢通过SlGSTU24的蛋白质硫磺化修饰增强番茄镉胁迫耐受性的分子机制

为解决镉(Cd)胁迫下植物防御机制的关键调控问题，研究人员通过蛋白质硫磺化修饰技术揭示了硫化氢(H2 S)通过修饰SlGSTU24第132位半胱氨酸(Cys132)增强谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)活性，显著提升番茄对Cd毒性的耐受能力，为作物抗重金属育种提供新靶点。

　　

硫化氢(H₂
S)作为气体信号分子，在调控番茄应对镉(Cd)胁迫中展现出独特作用。研究发现，外源施加硫化氢供体NaHS(200 μM)能显著缓解CdCl₂
(1-5 mg/L)对三周龄番茄幼苗的生长抑制，使叶片丙二醛(MDA)含量下降37.5%，电解质渗漏(EL)减少29.8%。

深入机制表明，H₂
S通过激活谷胱甘肽(GSH)和植物螯合素(PCs)合成系统，使非蛋白硫醇(NPT)含量提升2.1倍，同时促进金属硫蛋白(MTs)表达。通过改良生物素开关法(MBSM)结合质谱分析，首次鉴定到谷胱甘肽S-转移酶SlGSTU24第132位半胱氨酸(Cys132)发生硫磺化修饰。

功能验证显示，野生型SlGSTU24^WT
经H₂
S处理后酶活性提高58%，而Cys132突变为丙氨酸的突变体SlGSTU24^C132A
则丧失该调控效应。这项研究揭示了植物通过H₂
S-SlGSTU24分子模块增强Cd解毒能力的新途径，为发展抗重金属作物提供理论依据。