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干旱灾害是制约我国粮食作物持续增产的关键生态因素。光合作用是植物生命活动过程中的重要组成部分,对干旱胁迫的反应非常敏感。本研究以玉米品种驻玉309为试验材料,采用水培的方法,研究了外源一氧化氮(NO)对干旱胁迫下玉米幼苗叶片的叶绿体超微结构、光合特性、光合基因的表达、抗氧化酶活性及同工酶表达的影响,旨在阐明外源NO对干旱胁迫下玉米光合特性及抗氧化酶系统的调控机制,主要结果如下:1.外源NO对干旱胁迫下玉米幼苗光合作用及叶片叶绿体结构的影响干旱胁迫下的玉米幼苗叶绿体变圆并与质膜分离,类囊体腔膨胀,垛叠疏松,嗜锇颗粒明显增多,且Gs、Pn与CK相比显著下降,但经过外源NO预处理之后基粒片层逐渐清晰,缩水情况也有所缓解,嗜锇颗粒明显减少。同时,干旱胁迫下,Fv/Fm、Fv/Fo有所降低,而外源NO的预处理使Fv/Fm和Fv/Fo得到提高,这表明NO的处理可以减缓干旱对PSII反应中心活性的抑制,维持较高的PSII最大光化学效率,对PSII反应中心的结构和功能起到一定的保护作用。2.外源NO对干旱胁迫下玉米幼苗抗氧化酶及其同工酶的影响与对照相比,干旱胁迫下玉米幼苗SOD活性有所上升,CAT、POD活性开始下降,其O2-和H2O2含量与对照相比都显著升高。但外源NO预处理后进行干旱胁迫的处理,与干旱胁迫处理相比,其三者酶活及同工酶均有不同程度的提升,O2-和H2O2分别降低了27.4%、17.9%。而单独NO处理之后,其O2-和H2O2与对照相比无显著差异。综上结果表明NO的预处理提高了干旱胁迫条件下玉米幼苗抗氧化酶的活性,并减少了活性氧的积累。3.NO对干旱胁迫下光合基因表达、Rubisco和RCA活性的影响干旱胁迫下玉米叶片psbA、rbcL、rca基因转录水平显著下降,且Rubisco酶活和RCA的酶活性均显著降低,但外源NO预处理后使其psbA、rbc L、rca基因的相对表达量大大提高,叶片Rubisco酶及RCA酶活分别比干旱处理的上升了32.7%和14.67%。但是rbc S基因在干旱胁迫时表现出显著上调,NO预处理后进行干旱处理的叶片rbc S基因增加了1.86倍,这说明了外源NO有助于促进光合基因的表达,提高了Rubisco酶活和RCA的酶活性。综合本研究结果可以得知:外源NO能够增加干旱胁迫下玉米幼苗叶绿体结构稳定性,提高psb A、rbcL、rbcS、rca基因的表达量及Rubisco酶活和RCA的酶活性,减轻PSII反应中心的受损程度,利于玉米幼苗叶片光合碳同化能力的提高,从而保持较高的光合速率,缓解了干旱对玉米幼苗光合作用的抑制;外源NO能够提高干旱胁迫下玉米幼苗叶片SOD、POD、CAT及其同工酶的酶活性,加强其对ROS的清除能力,减少活性氧等有害物质的生成,增强玉米抗旱能力。