温室效应加剧全球变暖,故高温成为影响作物产量和生存的主要环境胁迫因子之一。低浓度的甲基乙二醛(MG)被认为是一种新型的信号分子,在调节植物多种生理过程和耐逆性形成方面已得到初步证实,但MG是否可提高植物耐热性及其可能的机理,目前尚未清楚。玉米(Zea mays L.)是重要粮食、饲料、能源和模式植物。故本文以玉米幼苗为材料,研究MG信号诱导玉米幼苗耐热性的形成及其与抗氧化系统和乙二醛酶系统的关系,得出如下结果:与对照相比,外源MG处理可提高高温胁迫下玉米幼苗的存活率,缓解高温胁迫下组织活力的下降,减轻膜损伤程度(即相对电导率、丙二醛含量和伊文思兰染色程度的下降),表明MG可提高玉米幼苗的耐热性。在非胁迫条件下,与对照相比,外源MG处理可提高玉米幼苗过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽还原酶(GR)、过氧化氢酶(CAT)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)和谷胱甘肽S-转移酶(GST)的活性和相关基因表达,以及抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)、黄酮、类胡萝卜素的含量及AsA/(AsA+DHA)和GSH/(GSH+GSSG)的比值。高温胁迫后,与对照相比,MG处理的玉米幼苗保持较高的POD、GR、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、MDHAR、GST和苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性和相关基因表达,以及AsA、GSH、总酚、黄酮、类胡萝卜素的含量和AsA/(AsA+DHA)的比值。这些说明,抗氧化系统在MG诱导玉米幼苗耐热性形成中发挥重要作用。此外,在非胁迫条件下,与对照相比,外源MG处理可提高玉米幼苗的内源MG含量、乙二醛酶Ⅰ(GlyⅠ)和乙二醛酶Ⅱ(GlyⅡ)的活性及相关基因表达。高温胁迫后,与对照相比,MG处理的玉米幼苗保持较高的内源MG含量、GlyⅠ和GlyⅡ的活性及相关基因表达。这说明,外源MG诱导乙二醛酶系统活性的提高是MG诱导玉米幼苗耐热性形成的又一生理基础。综上所述,MG信号可诱导玉米幼苗的耐热性,并且抗氧化系统(抗氧化酶和非酶抗氧化剂)和乙二醛酶系统(GlyⅠ和GlyⅡ)在MG诱导的玉米幼苗耐热性形成中发挥重要作用。