水分脅迫對小麥幼苗中活性氧與細胞死亡的影響

朱美琛，馬興立，余 幸，張麗婷，高 翔，時明坤，任永哲，王志強，林同保，辛澤毓

(河南農業大學農學院/河南糧食作物協同創新中心/省部共建小麥玉米作物學國家重點實驗室，河南 鄭州 450002)

【研究意義】近年來，隨著氣候變化的波動加劇，作物生育期內降水量發生了很大變化，從而增加了干旱的發生頻率和危害程度，加劇了對農業生產的不利影響[1-2]。【前人研究進展】干旱不僅導致植物遭受氧化脅迫、破壞組織器官內的膜脂、蛋白質和核酸等細胞成分，并可引起植株體內代謝紊亂[3]。通常情況下，干旱脅迫可誘導植株體內活性氧(ROS)的產生，例如超氧陰離子和H2O2等[4]。ROS可以引起膜脂過氧化并導致細胞死亡[5]。為了緩解ROS的傷害，植物會啟動自身的酶促和非酶促抗氧化系統，例如SOD(超氧化物歧化酶)、CAT(過氧化氫酶)和POD(過氧化物酶)、脯氨酸等滲透調節物質，來緩解逆境脅迫對其的傷害[6]。此外，植物原生質膜透性對逆境反應則較為敏感,研究表明，植物遭受干旱脅迫后，可觀察到膜透性明顯增加，并且隨著干旱脅迫加重，其膜損傷程度越嚴重，而細胞內的電解液濃度的積累則越高，關于水分脅迫引起植物膜損傷的現象已經被許多學者所證實[7]。同樣，亦有報道指出，植物在遭受水分脅迫后，植株體內產生的活性氧參與了植物細胞程序性死亡的過程[8]。例如，James等人的研究表明干旱脅迫形成的超氧化物和H2O2的積累可能是引發植物細胞程序性死亡的原因[9]。【本研究切入點】盡管已有研究指出植物細胞中的膜脂過氧化產物、活性氧、滲透調節物質等的變化與植物的抗旱性密切相關，但是關于水分脅迫后不同基因型小麥的活性氧積累水平和相關滲透調節物質積累的變化結論并不統一。……