摘要: 干旱胁迫会降低植物的光合作用,进而影响作物的产量。干旱胁迫下ABA积累作为重要的信号分子,诱导或抑制与光合作用有关基因的表达,改善作物光合色素的稳定性,减轻对光系统Ⅱ的破坏,调节作物的光合利用效率,维持作物较高抗旱性。然而,旱稻在光合作用方面是否表现得比水稻更抗旱?水稻中哪些光合相关基因受ABA调控?ABA合成基因对外源ABA如何反应?都不清楚。本研究以水稻品种越富、旱稻IRAT109幼苗为材料,采用15% PEG胁迫和PEG处理后外施ABA(60μM)的处理,测定了PEG处理和PEG+ABA处理0、3、9、24、48 h材料的光合、荧光参数及光系统Ⅱ反应中心蛋白D1和D2编码基因PsbA、PsbD1、PsbD2,ABA合成关键基因的表达量。以PEG处理为对照,比较分析干旱胁迫条件下外源ABA的作用。结果表明:(1)外源ABA处理对水旱稻幼苗的荧光参数无明显作用。但是,处理24 h旱稻的气孔导度和蒸腾速率显著提高。处理3 h旱稻光合作用表现为缓慢恢复性上升,处理48 h后的光合速率就显著大于对照。外源ABA处理后水稻光合作用也表现为缓慢恢复,但效果小于旱稻。(2)PEG处理后外源ABA造成水稻PsbA、PsbD1、PsbD2、NCED2、NCED5和ZEP基因表达量降低,NCED3和 NCED4基因表达量在处理9 h后开始缓慢上升;造成旱稻ZEP 基因表达量降低,PsbD1、PsbD2、NCED2、NCED5、NCED3和NCED4基因表达量在处理3 h后就迅速上升。(3)与对照PEG处理相比,外源ABA导致水稻ZEP和PsbA基因表达量下调。对于旱稻来说,外源ABA同样导致ZEP表达量下调,但是,诱导了PsbD1、PsbD2、NCED2、NCED5、NCED3和NCED4基因的快速大幅上调表达。因此,根据水、旱稻对外源ABA的反应笔者推测,干旱胁迫条件外源ABA处理使旱稻在光合作用方面表现比水稻更抗旱的原因为外源ABA提高了光系统Ⅱ反应中心蛋白编码基因PsbA、PsbD1和PsbD2的表达量,促使光合系统稳定性增加。另外,诱导NCED表达量的迅速大幅上调,促使幼苗耐渗透胁迫、抗氧化能力增强,从而使旱稻气孔导度、蒸腾速率和光合速率呈现缓慢恢复性上升。