ABA和H2O2在干旱高温复合胁迫诱导的耐性不同的玉米品种sHSP和抗氧化防护酶基因表达中的作用

ABA和H2O2在干旱高温复合胁迫诱导的耐性不同的玉米品种sHSP和抗氧化防护酶基因表达中的作用王瑛TheactionsofABAandH2O2ontheexpressionofsHSPsandAntioxidentDefenseenzymeofmaizevarietieswithdifferentenduranceInducedbytheCombinationofDroughtandHeatStressindifferentvarietiesofMaize摘要为确定小热休克蛋白（HSPs）和脱落酸（ABA）在干旱高温复合胁迫下保护玉米（ZeamaysL.）的作用机制，本研究以郑单958（耐干旱）、浚单20（耐高温）、隆玉602（耐干旱高温复合胁迫）、驻玉309（对三种胁迫均敏感）4个耐性不同的玉米品种为实验材料，通过ABA及抑制剂氟定酮（F）和H2O2清除剂碘化钾KI(I)和丙酮酸钠（P）预处理后，再进行干旱、高温、干旱高温复合胁迫处理，研究了ABA和H2O2对玉米叶片sHSPs和抗氧化防护酶基因和蛋白表达的影响。具体研究结果如下：1.在测定的sHSP16.9、sHSP17.2、sHSP17.5、sHSP22和sHSP26五个sHSPs中，sHSP17.2仅在耐干旱的郑单958中表达，而其它4个sHSPs在4个耐性不同的玉米品种中均有表达。2.除sHSP17.2外，其它4个sHSP在高温和干旱高温复合胁迫的表达均明显高于干旱和对照的；除sHSP22以外，其它4个sHSP均在隆玉中表达最高，驻玉中最低。ABA及抑制剂氟定酮（F）、H2O2清除剂碘化钾KI(I)和丙酮酸钠（P）胁迫处理后，仅稍微影响了sHSP16.9、sHSP17.2、sHSP17.5、sHSP22和sHSP265个sHSP的相对表达量。3.几种胁迫处理后，过氧化氢酶(catalase,CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(ascorbateperoxidase,APX)、谷胱甘肽还原酶(glutathionereductase,GR)三种抗氧化防护酶基因表达情况是：ABA不同程度增加了GR，APX，CAT酶基因的相对表达量，F、I、P三种处理不同程度降低了抗氧化防护酶的相对表达量。在干旱、高温、干旱高温复合胁迫条件下，隆玉602、郑单958、浚单20三个品种叶片抗氧化防护系统如抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱苷肽还原酶(GR)、过氧化氢酶(CAT)基因表达增加量均高于驻玉309；在干旱条件下，郑单958叶片APX、GR、CAT基因表达增加量显著高于浚单20，在高温条件下，两个品种的表现则相反；在干旱高温复合胁迫条件下，隆玉602叶片APX、GR基因表达增加量显著高于郑单958和浚单20。4．Westernblot实验检测分析sHSP26的表达，结果显示，在玉米叶片中I明显抑制了sHSP26的表达,且在隆玉中表现的比较明显，干旱高温下增加量最多。这说明在转录水平下和翻译水平下sHSP26的表达不相同。综上，我们的研究结果显示了sHSPs和抗氧化防护系统在耐性不同的玉米品种中表达存在显著差异，ABA和H2O2显著提高了4个耐性不同的玉米品种中抗氧化防护酶基因表达，但仅稍微提高了sHSPs基因表达。然而，H2O2显著提高了sHSP26蛋白表达。这些研究结果为进一步研究植物抗逆机制及基因克隆奠定基础，并为揭示植物在多胁迫条件下耐逆机理提供重要的科学证据。关键词：玉米；ABA;sHSPs；抗氧化防护；干旱高温复合胁迫