小麥抗氧化系統(tǒng)及相關(guān)基因表達(dá)量對(duì)高溫脅迫的響應(yīng).pdf

1、高溫是主要的非生物脅迫之一，影響作物的生理特性、基因表達(dá)和蛋白質(zhì)合成，進(jìn)而影響作物的形態(tài)、花粉育性、籽粒灌漿，最終導(dǎo)致產(chǎn)量降低和品質(zhì)下降。隨著全球平均氣溫升高，高溫對(duì)植物損傷的研究越來(lái)越受到重視。目前，關(guān)于小麥響應(yīng)高溫脅迫的研究多數(shù)是在生理生化水平進(jìn)行的，而且多數(shù)是通過(guò)室內(nèi)盆栽處理。本研究從生理生化水平和分子水平研究不同耐熱性小麥品種對(duì)高溫脅迫的響應(yīng)差異，綜合分析苗期和灌漿期高溫脅迫對(duì)耐熱和熱敏感小麥品種的影響，進(jìn)一步了解小麥耐熱性機(jī)制

2、，對(duì)耐熱小麥品種選育具有重要意義。
　　本研究以預(yù)試驗(yàn)為基礎(chǔ)，從中選取4個(gè)小麥品種作為試驗(yàn)材料，其中包括耐熱品種（山農(nóng)23、良星77）和熱敏感品種（濟(jì)麥20、濟(jì)南17）。在苗期和灌漿期，分別研究高溫脅迫對(duì)小麥葉片的膜脂過(guò)氧化指標(biāo)、抗氧化系統(tǒng)、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量和抗氧化酶相關(guān)基因表達(dá)量的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　1.苗期高溫脅迫對(duì)小麥抗氧化系統(tǒng)及抗氧化酶相關(guān)基因表達(dá)量的影響
　　苗期高溫脅迫使不同耐熱性小麥品種葉片中過(guò)

3、氧化物酶(POD)活性和過(guò)氧化氫酶(CAT)活性均降低，抗壞血酸(AsA)含量呈先升高后降低的變化趨勢(shì)，脯氨酸含量逐漸升高;耐熱小麥品種的超氧化物歧化酶(SOD)活性和谷胱甘肽還原酶(GR)活性呈先降低后升高的變化趨勢(shì)，丙二醛(MDA)含量降低，可溶性蛋白含量呈先升高后降低的變化趨勢(shì);熱敏感小麥品種的SOD活性逐漸降低，GR活性呈先降低后升高再降低的變化趨勢(shì)，MDA含量和可溶性蛋白含量升高。在苗期高溫脅迫條件下，耐熱品種的Fe-SOD、

4、Mn-SOD和CAT基因表達(dá)量的變化趨勢(shì)與相應(yīng)酶活性的變化趨勢(shì)基本一致，Cu/Zn-SOD和GR基因表達(dá)量變化與相應(yīng)酶活性變化趨勢(shì)不完全一致;熱敏感品種的Cu/Zn-SOD、Fe-SOD、Mn-SOD、CAT和GR基因表達(dá)量的變化趨勢(shì)與相應(yīng)酶活性變化趨勢(shì)基本一致。
　　2.灌漿期高溫脅迫對(duì)小麥抗氧化系統(tǒng)及抗氧化酶相關(guān)基因表達(dá)量的影響
　　灌漿期高溫脅迫使不同耐熱性小麥品種功能葉中CAT活性變化不明顯，GR活性和AsA含量呈先

5、升高后降低的變化趨勢(shì)，可溶性蛋白含量降低，脯氨酸含量升高;耐熱小麥品種的SOD活性升高，POD活性在高溫處理前期降低，中后期與對(duì)照無(wú)顯著差異，MDA含量在高溫處理前期與對(duì)照無(wú)顯著差異，中后期逐漸降低;熱敏感小麥品種的SOD活性和MDA含量呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì)，POD活性在高溫處理前期與對(duì)照無(wú)顯著差異，后期低于對(duì)照。在灌漿期高溫脅迫條件下，不同耐熱性小麥品種的Cu/Zn-SOD基因表達(dá)量與SOD活性的變化趨勢(shì)不一致，F(xiàn)e-SOD和M

6、n-SOD基因表達(dá)量與SOD活性的變化趨勢(shì)基本一致，CAT基因表達(dá)量變化不明顯，耐熱品種的GR基因表達(dá)量變化呈先上調(diào)后下調(diào)的變化趨勢(shì)，熱敏感品種的GR基因表達(dá)量下調(diào)。結(jié)果表明小麥在響應(yīng)灌漿期高溫脅迫時(shí)Fe-SOD和Mn-SOD基因表達(dá)對(duì)SOD活性發(fā)揮重要作用。
　　3.綜合分析苗期和灌漿期整個(gè)高溫處理過(guò)程，與對(duì)照組相比，耐熱品種比熱敏感品種具有更高的SOD活性、GR活性、AsA含量和脯氨酸含量，說(shuō)明耐熱品種可以更有效地抵抗苗期和灌