小麥抗氧化系統(tǒng)及相關(guān)基因表達(dá)量對高溫脅迫的響應(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，高溫對植物損傷的研究越來越受到重視。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、，對耐熱小麥品種選育具有重要意義。
　　本研究以預(yù)試驗為基礎(chǔ)，從中選取4個小麥品種作為試驗材料，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小麥葉片的膜脂過氧化指標(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

3、氧化物酶(POD)活性和過氧化氫酶(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，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，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;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，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)量的變化趨勢與相應(yīng)酶活性的變化趨勢基本一致，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)量的變化趨勢與相應(yīng)酶活性變化趨勢基本一致。
　　2.灌漿期高溫脅迫對小麥抗氧化系統(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，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，中后期與對照無顯著差異，MDA含量在高溫處理前期與對照無顯著差異，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，POD活性在高溫處理前期與對照無顯著差異，后期低于對照。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，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Fe-SOD和Mn-SOD基因表達(dá)對SOD活性發(fā)揮重要作用。
　　3.綜合分析苗期和灌漿期整個高溫處理過程，與對照組相比，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，說明耐熱品種可以更有效地抵抗苗期和灌