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东农冬麦1号是首例能在黑龙江省高寒地区越冬的强抗寒冬小麦品种,可耐-30℃低温,其返青率可达85%以上,为我国北方冬季生态环境建设提供了保证。低温对植物的伤害之一是由氧化胁迫造成的,而增强抗氧化防护系统是植物适应低温逆境的重要机制。因此,植物的抗寒性与抗氧化能力密切相关。而且随着外源脱落酸(ABA)对植物抗寒性和抗氧化性影响的深入研究,探究低温下ABA诱导东农冬麦1号抗氧化防护系统的机制,对于进一步探索东农冬麦1号的强抗寒机制,获得更多、更适宜的优质抗寒新材料,具有重要的理论意义和较大的应用前景。本试验以东农冬麦1号叶片和分蘖节为试验材料,外源施用ABA及其抑制剂钨酸钠,检测植株幼苗期至返青前期过程中抗氧化物质含量,包括还原型抗坏血酸(AsA)、总抗坏血酸(总AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)、总谷胱甘肽(总GSH)以及AsA/DHA和GSH/GSSG;抗氧化酶的活性,包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)及ASA-GSH循环中关键酶：谷胱甘肽还原酶(GR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR);并利用Real-timePCR实时检测各取样温度下编码ASA-GSH循环中关键酶基因的表达水平,来明确低温下ABA对冬小麦抗氧化防护系统生理及分子机制的影响,从而揭示其强抗寒和抗氧化机制,并为其提供新的研究方向。本研究的结果如下：1)低温胁迫下,冬小麦体内相对电导率和H2O2含量呈上升趋势。适宜的ABA显著抑制低温引起的细胞间过氧化伤害,叶片喷施ABA较根际浇灌处理效果更为明显,使用ABA抑制剂钨酸钠恢复了植株体内过氧化伤害程度。其中,冬小麦叶片中活性氧水平整体高于分蘖节。2)低温胁迫下,施用适宜的ABA诱导冬小麦体内抗氧化物质含量和抗氧化酶活性的增加,其中GSH、AsA、总AsA、总GSH含量均呈先增大后减小的趋势,分蘖节中含量决大多数最高值出现在2010.12.22(-20℃),而叶片中的最高含量出现在2010.11.30(-10℃)或2010.12.22(-20℃),分蘖节较叶片积累抗氧化物质时间略长。ABA处理可显著增加SOD、CAT、POD的活性,而冷胁迫后期(-20℃以下),低浓度的ABA会降低抗氧化物酶的活性,使其低于清水对照样品中的活性。随着温度的降低,AsA/DHA和GSH/GSSG的变化趋势相似,与清水对照相比,钨酸钠可以导致AsA/DHA和GSH/GSSG比值降低,外源施加ABA则可逆转钨酸钠效应。3)低温胁迫下,使用叶片喷施105mol/L,ABA显著增加AsA—GSH循环中关键酶APX、GR、DHAR、MDHAR的活性和基因表达水平,均随温度的降低呈现先上升后下降的变化趋势。叶片中APX和DHAR在2010.11.30(-10℃)达到峰值之后有所降低,GR和MDHAR在2010.12.22(-20℃)出现最大值之后略微下降；分蘖节GR和DHAR在2010.11.30(-10℃)达到最大值,而APX和MDHAR却出现在2010.12.22(-20℃),调控较晚。由叶片和分蘖节中关键酶基因的AEL及基因表达量的相关性分析可知,TaGR、TaAPX、TaDHAR的表达量无论在叶片中还是在分蘖节中具有一定的差距。而且TaAPX和TaMDHAR.TaGR和TaDHAR表达水平有较高的相关程度,说明它们的调控具有一致性。4)低温胁迫下,采用植物生理学和分子生物技术相结合的方法,相互印证地说明了：低温胁迫下ABA参与调控冬小麦叶片和分蘖节中AsA—GSH循环关键酶的活性并相诱导编码其基因的表达,且ABA起到了正调控的作用。积累的ABA可以诱导APX、GR、DHAR、 MDHAR的活性和基因表达水平升高,进而减轻冷胁迫所诱导的氧化胁迫对植物本身的伤害,最终提高冬小麦的抗寒性。与此同时,我们的结果也说明在ABA调控冬小麦叶片和分蘖节中AsA—GSH循环编码关键酶基因的表达水平可作为一种主要方式,是冷胁迫下ABA信号转导过程中不可或缺的一部分。