H2O2和Ca2+-CaM參與了sHSP26保護的玉米葉綠體耐高溫干旱復合脅迫.pdf

1、小熱休克蛋白(sHSPs)對于提高植物響應逆境脅迫耐性起著重要的作用，且位于葉綠體的一些sHSPs在高溫條件下對光系統Ⅱ(PSⅡ)起著保護作用。研究顯示H2O2和Ca2+/CaM均可誘導植物體內HSPs的產生和葉綠體內抗氧化防護系統的提高，但對于H2O2在高溫、干旱、高溫干旱復合脅迫條件下對于玉米葉片sHSP26表達的影響，以及對于H2O2和Ca2+/CaM在高溫、干旱和高溫干旱復合脅迫條件下對于玉米葉片葉綠體內抗氧化防護系統的影響并不

2、了解。因此本文主要探討了高溫、干旱和高溫干旱復合脅迫條件下H2O2的積累對于sHSP26表達特性的影響，以及高溫、干旱和高溫干旱復合脅迫條件下H2O2和Ca2+/CaM對于葉綠體抗氧化防護酶活性及PSⅡ功能的影響。旨在確定高溫干旱復合脅迫條件下，sHSP26在H2O2積累的條件下表達的影響及H2O2和Ca2+/CaM對葉綠體抗氧化防護酶和PSⅡ功能的影響。
　　本試驗的主要材料為玉米“鄭單958”，采用室內沙培和水培協作的方式，待

3、長至第五片頂端葉片完全展開時作為試驗材料。主要結果如下:
　　1、H2O2積累對高溫、干旱及高溫干旱復合脅迫下sHSP26表達量的影響
　　對植株分別進行干旱、高溫、高溫干旱復合脅迫處理8h。對于預處理的植株，我們選擇用葉綠體誘導劑PQ(paraquat)預處理玉米植株8h，然后進行脅迫處理8h，取頂端展開的第五個葉片進行免疫印記檢測，結果顯示高溫和高溫干旱復合脅迫誘導的sHSP26表達量要高于對照和干旱處理的，而對照組和干

4、旱組表達量幾乎沒有差異，說明高溫誘導了sHSP26的表達。而使用PQ預處理的樣品，sHSP26的表達量顯著提高了，同樣高溫和高溫干旱復合脅迫下誘導的sHSP26表達量要高于對照組和干旱組。說明H2O2的積累誘導了高溫和高溫干旱復合脅迫條件下sHSP26的表達。
　　2、PQ、EGTA、CaCl2、TFP、W7分別對干旱、高溫及高溫干旱復合脅迫下葉片葉綠體內的抗氧化防護酶的調節(jié)作用
　　結果顯示，在干旱、高溫和高溫干旱復合脅迫

5、下，葉綠體內的超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽還原酶(GR)、抗壞血酸過氧化物酶(APX)活性都有不同程度的增加。而且上升較為顯著的是在高溫和高溫干旱復合脅迫的情況下。使用H2O2誘導劑PQ預處理的樣品，三種葉綠體抗氧化防護酶的活性都有所升高，酶活性上升程度較高是在高溫和高溫干旱復合脅迫處理的情況下，較對照組和干旱組明顯。使用Ca2+螯合劑EGTA[ethyleneglycol-bis(2-aminoethylether)-N，N，N

6、'，N'-teraaceticacid]預處理的樣品，三種葉綠體抗氧化防護酶活性顯著下降，相比較未經預處理的樣品，高溫和高溫干旱復合脅迫的下降程度更為明顯。使用Ca2+誘導劑CaCl2預處理的樣品，特征與PQ預處理的樣品基本相似，但是CaCl2預處理的樣品酶活性上升程度更為顯著。使用CaM抑制劑TFP(trifluoperazine)和W7[N-(6-aminohexyl)-5-chloro-l-naphthalenesulfonami

7、dehydrochloride]預處理的樣品，得到與EGTA預處理相似的結果，都有較為明顯的抑制效果。顯示了H2O2和Ca2+/CaM參與了干旱高溫干旱復合脅迫條件下葉綠體抗氧化防護酶的調控。
　　3、PQ、EGTA、CaCl2、TFP、W7分別對高溫、干旱及高溫干旱復合脅迫下PSⅡ功能的影響
　　在干旱、高溫、高溫干旱復合脅迫的情況下，PSⅡ最大光化學量子產量(Fv/Fm)、PSⅡ潛在活性(Fv/Fo)、PSⅡ有效光化學量

8、子產量（Fv'/Fm'）、實際光化學效應（φPSⅡ）、光化學猝滅系數(qP)和非光化學猝滅系數(NPQ)都明顯降低，尤其是高溫和高溫干旱復合脅迫降低較為顯著。Ca2+誘導劑CaCl2預處理的樣品，對于PSⅡ功能的損壞有一定的緩解作用，在高溫和高溫干旱復合脅迫的情況下PSⅡ功能的恢復較為顯著。使用H2O2誘導劑PQ和Ca2+螯合劑EGTA以及CaM抑制劑TFP、W7預處理的樣品結果相似，都加劇了PSⅡ功能的損壞，在高溫和高溫干旱復合脅迫的