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

1、小熱休克蛋白(sHSPs)對(duì)于提高植物響應(yīng)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(duì)光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)起著保護(hù)作用。研究顯示H2O2和Ca2+/CaM均可誘導(dǎo)植物體內(nèi)HSPs的產(chǎn)生和葉綠體內(nèi)抗氧化防護(hù)系統(tǒng)的提高，但對(duì)于H2O2在高溫、干旱、高溫干旱復(fù)合脅迫條件下對(duì)于玉米葉片sHSP26表達(dá)的影響，以及對(duì)于H2O2和Ca2+/CaM在高溫、干旱和高溫干旱復(fù)合脅迫條件下對(duì)于玉米葉片葉綠體內(nèi)抗氧化防護(hù)系統(tǒng)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(fù)合脅迫條件下H2O2的積累對(duì)于sHSP26表達(dá)特性的影響，以及高溫、干旱和高溫干旱復(fù)合脅迫條件下H2O2和Ca2+/CaM對(duì)于葉綠體抗氧化防護(hù)酶活性及PSⅡ功能的影響。旨在確定高溫干旱復(fù)合脅迫條件下，sHSP26在H2O2積累的條件下表達(dá)的影響及H2O2和Ca2+/CaM對(duì)葉綠體抗氧化防護(hù)酶和PSⅡ功能的影響。
　　本試驗(yàn)的主要材料為玉米“鄭單958”，采用室內(nèi)沙培和水培協(xié)作的方式，待

3、長(zhǎng)至第五片頂端葉片完全展開(kāi)時(shí)作為試驗(yàn)材料。主要結(jié)果如下:
　　1、H2O2積累對(duì)高溫、干旱及高溫干旱復(fù)合脅迫下sHSP26表達(dá)量的影響
　　對(duì)植株分別進(jìn)行干旱、高溫、高溫干旱復(fù)合脅迫處理8h。對(duì)于預(yù)處理的植株，我們選擇用葉綠體誘導(dǎo)劑PQ(paraquat)預(yù)處理玉米植株8h，然后進(jìn)行脅迫處理8h，取頂端展開(kāi)的第五個(gè)葉片進(jìn)行免疫印記檢測(cè)，結(jié)果顯示高溫和高溫干旱復(fù)合脅迫誘導(dǎo)的sHSP26表達(dá)量要高于對(duì)照和干旱處理的，而對(duì)照組和干

4、旱組表達(dá)量幾乎沒(méi)有差異，說(shuō)明高溫誘導(dǎo)了sHSP26的表達(dá)。而使用PQ預(yù)處理的樣品，sHSP26的表達(dá)量顯著提高了，同樣高溫和高溫干旱復(fù)合脅迫下誘導(dǎo)的sHSP26表達(dá)量要高于對(duì)照組和干旱組。說(shuō)明H2O2的積累誘導(dǎo)了高溫和高溫干旱復(fù)合脅迫條件下sHSP26的表達(dá)。
　　2、PQ、EGTA、CaCl2、TFP、W7分別對(duì)干旱、高溫及高溫干旱復(fù)合脅迫下葉片葉綠體內(nèi)的抗氧化防護(hù)酶的調(diào)節(jié)作用
　　結(jié)果顯示，在干旱、高溫和高溫干旱復(fù)合脅迫

5、下，葉綠體內(nèi)的超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽還原酶(GR)、抗壞血酸過(guò)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(fù)合脅迫的情況下。使用H2O2誘導(dǎo)劑PQ預(yù)處理的樣品，三種葉綠體抗氧化防護(hù)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(fù)合脅迫處理的情況下，較對(duì)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(yù)處理的樣品，三種葉綠體抗氧化防護(hù)酶活性顯著下降，相比較未經(jīng)預(yù)處理的樣品，高溫和高溫干旱復(fù)合脅迫的下降程度更為明顯。使用Ca2+誘導(dǎo)劑CaCl2預(yù)處理的樣品，特征與PQ預(yù)處理的樣品基本相似，但是CaCl2預(yù)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(yù)處理的樣品，得到與EGTA預(yù)處理相似的結(jié)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(fù)合脅迫條件下葉綠體抗氧化防護(hù)酶的調(diào)控。
　　3、PQ、EGTA、CaCl2、TFP、W7分別對(duì)高溫、干旱及高溫干旱復(fù)合脅迫下PSⅡ功能的影響
　　在干旱、高溫、高溫干旱復(fù)合脅迫的情況下，PSⅡ最大光化學(xué)量子產(chǎn)量(Fv/Fm)、PSⅡ潛在活性(Fv/Fo)、PSⅡ有效光化學(xué)量

8、子產(chǎn)量（Fv'/Fm'）、實(shí)際光化學(xué)效應(yīng)（φPSⅡ）、光化學(xué)猝滅系數(shù)(qP)和非光化學(xué)猝滅系數(shù)(NPQ)都明顯降低，尤其是高溫和高溫干旱復(fù)合脅迫降低較為顯著。Ca2+誘導(dǎo)劑CaCl2預(yù)處理的樣品，對(duì)于PSⅡ功能的損壞有一定的緩解作用，在高溫和高溫干旱復(fù)合脅迫的情況下PSⅡ功能的恢復(fù)較為顯著。使用H2O2誘導(dǎo)劑PQ和Ca2+螯合劑EGTA以及CaM抑制劑TFP、W7預(yù)處理的樣品結(jié)果相似，都加劇了PSⅡ功能的損壞，在高溫和高溫干旱復(fù)合脅迫的