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干旱是制约西北地区玉米产量的主要环境因子之一,提高玉米的抗旱性有利于稳定西北地区粮食生产。作为一种强有力的抗氧化剂和植物生长调节剂,褪黑素具有增强植物抗逆性方面的重要作用。本研究通过盆栽控水试验,以杂交玉米品种陕单609（抗旱性强）和陕单902（抗旱性弱）为试验材料测定外源褪黑素对干旱胁迫下不同抗旱型玉米品种叶绿素含量、干物质积累量、气体交换参数、叶绿素荧光、能量转换效率、光合酶活性及基因表达、抗氧化系统等的影响,在生理和分子水平上探究干旱胁迫下不同抗旱型玉米响应外源褪黑素的生理机制,挖掘褪黑素增强田间作物抗旱性的重要潜力,为褪黑素应用于大田玉米生产提供理论基础。主要研究结果如下:1. 外源褪黑素显著提高了干旱胁迫下陕单609和陕单902的光合特性。干旱胁迫下,褪黑素处理显著增加了陕单609和陕单902的干物质积累量、叶绿素含量、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）,在中度干旱胁迫下提高了胞间二氧化碳浓度（Ci）,在重度干旱胁迫下降低了胞间二氧化碳浓度,表明褪黑素通过缓解气孔限制和非气孔限制改善了干旱胁迫下玉米的光合能力。2. 外源褪黑素显著改善了干旱胁迫下陕单609和陕单902光反应阶段的能量转化效率和电子传递速率。中度和重度干旱胁迫下,褪黑素处理有效地提高了陕单609和陕单902 PSII的光化学效率和PSII和PSI的有效量子产量[Y（II）和Y（I）],同时降低了能量耗散的量子产量[Y（NO）和Y（NPQ）]和干旱胁迫下PSI的供体侧和受体侧限制[Y（ND）和Y（NA）],增强了玉米叶片中光合电子传递链的稳定性,促进了光合电子传递;同时,外源褪黑素在基因水平上促进了陕单609和陕单902光系统相关基因表达量的增加,揭示了光系统受外源褪黑素保护的分子机制。与陕单902相比,陕单609在干旱胁迫和外源褪黑素作用下PSII、PSI相关的光合基因表达水平更高。3. 外源褪黑素显著增强了干旱胁迫下陕单609和陕单902暗反应阶段CO2的同化能力。中度和重度干旱胁迫下,外源褪黑素上调了陕单609和陕单902参与CO2同化的碳酸酐酶（CA）,磷酸烯醇丙酮酸羧化酶（PEPC）,丙酮酸磷酸二激酶（PPDK）,NADP-苹果酸酶（NADP-ME）和核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/氧化酶（Rubisco）的活性和基因表达水平,表明外源褪黑素提高了玉米植株暗反应阶段对CO2的同化能力。4. 褪黑素处理显著地降低了干旱胁迫下陕单609和陕单902玉米叶片的超氧阴离子含量、过氧化氢（H2O2）含量、丙二醛（MDA）含量,有效缓解了干旱引发的氧化胁迫。相比于陕单902,褪黑素降低陕单609活性氧积累的效果更显著。中度和重度干旱胁迫下,褪黑素处理显著增加了陕单609和陕单902抗氧化物抗坏血酸（As A）和谷胱甘肽（GSH）的含量,增强了陕单609和陕单902玉米叶片中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）的活性和基因表达水平,增强了As A-GSH循环关键酶抗坏血酸脱氢酶（APX）、谷胱甘肽还原酶（GR）、单脱氢抗坏血酸还原酶（MDHAR）,脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）的活性和基因表达水平。这些结果表明褪黑素处理能够增强玉米叶片对活性氧的清除能力,通过有效提高抗氧化酶的活性和抗氧化物质的含量抑制活性氧的过量积累,保护生物膜免受膜脂过氧化损伤。相比于陕单902,干旱胁迫下褪黑素处理的陕单609具有更多的抗氧化物和更高的抗氧化酶活性。综上所述,外源褪黑素显著增强了干旱胁迫下陕单609和陕单902的干旱适应性。外源褪黑素通过显著改善陕单609和陕单902光反应阶段的能量转化效率和暗反应阶段CO2同化能力,减轻了光合作用受干旱胁迫的抑制程度;同时,外源褪黑素有效激活了抗氧化系统,提高了玉米的抗氧化能力,使玉米幼苗的干旱适应性提高。相比于陕单902,外源褪黑素激发陕单609积累更多的抗氧化物和更高的抗氧化酶活性,更有效缓解了干旱胁迫引发的活性氧损伤,有效保护了光合机构结构和功能的稳定性,是陕单609干旱适应性更强的主要原因。