烟嘧磺隆胁迫对甜玉米幼苗活性氧积累、抗氧化系统及相关基因表达的影响

为减轻烟嘧磺隆对甜玉米(Zea mays L.seccharata Sturt)的药害作用,探究甜玉米幼苗抗氧化系统对烟嘧磺隆胁迫的响应机制,本研究以一对甜玉米姊妹系(对烟嘧磺隆表现耐药性的甜玉米自交系HK301和对烟嘧磺隆表现敏感的甜玉米自交系HK320)为试材,研究烟嘧磺隆胁迫对不同耐药性甜玉米品种氧化压力、抗氧化酶、抗氧化系统非酶类物质和抗氧化酶关键基因表达量的影响.结果表明,烟嘧磺隆胁迫后,与对照(HK301-CK)相比,HK301的超氧阴离子自由基(O2·-)产生速率、过氧化氢(H2O2)含量和丙二醛(MDA)含量先增加后减少,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性均呈先升高后降低的趋势,抗坏血酸(AsA)含量、脱氢抗坏血酸(DHA)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量先增加后减少,氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量持续增加,抗坏血酸氧化还原状态(AsA/DHA比值)显著降低,谷胱甘肽氧化还原状态(GSH/GSSG比值)无显著差异.与对照(HK320-CK)相比,HK320的O2·-产生速率和H2O2含量显著增加,CAT、APX、DHAR、GR活性先升高后下降,SOD、MDHAR活性和GSH含量、GSH/GSSG比值、AsA/DHA比值呈下降趋势,DHA含量持续增加,GSSG含量无显著差异.烟嘧磺隆胁迫后,相较于HK320,HK301显著上调了 SOD、CAT、APX、MDHAR、DHAR和GR基因的相对表达量.综合分析显示,不同耐药性甜玉米幼苗通过调节体内抗氧化物质含量和酶活性来清除活性氧,从而提高幼苗对除草剂的耐药性.本研究为揭示烟嘧磺隆胁迫下甜玉米幼苗抗氧化系统的代谢机制提供了理论依据.