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干旱是限制植物生长的主要环境因素之一,它诱导活性氧(reactive oxygen species,ROS)的大量积累,影响植物的生长发育。植物叶绿体是ROS产生的主要部位之一,叶绿体中ROS的有效清除,对于保护生物膜及光合机构、维持胁迫条件下光合作用的正常运行极为重要。抗坏血酸(ascorbate,As A)是叶绿体ROS清除系统的重要组分之一,它的有效再生是维持植物抗氧化能力的关键。叶绿体单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)是叶绿体AsA再生的关键酶,它将单脱氢抗坏血酸还原生成AsA,维持叶绿体AsA水平。本研究以野生型(WT)和转反义SlMDAR番茄(Solanum lycopersicum)株系为试材,测定并分析了AsA在AsA-Glu循环回补途径中的比例,MDAR酶的活力与干旱胁迫前后叶绿素荧光参数、光合速率、活性氧积累量、膜脂过氧化程度等指标的关系,研究SlMDAR的表达与植物抗干旱胁迫能力的关系,主要结果如下:(1)与野生型植株相比,转基因株系的番茄叶片MDAR在信使核糖核酸(Messenger RNA,mRNA)水平上和蛋白水平上均明显低于野生型。同时,荧光定量PCR实验表明SlMDAR的表达明显受聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)诱导。(2)PEG模拟干旱胁迫处理前后,测定了转基因及野生型番茄植株的MDAR酶活、总AsA、脱氢抗坏血酸(Dehydroascorbate,DHA)含量及AsA/DHA,结果发现反义抑制SlMDAR的表达降低了转基因番茄株系的MDAR酶活性和AsA含量。(3)与WT野生型番茄植株相比,转基因番茄株系在干旱胁迫下相对含水量降低、MDA含量和相对电导率增高,细胞膜受到的损害更大,反义抑制SlMDAR的表达降低了转基因番茄植株的干旱胁迫抗性。(4)转基因番茄株系中H2O2和O2·-含量比野生型高,而ROS清除关键酶抗坏血酸过氧化物酶(APX)及超氧化物岐化酶(SOD)的活性差别不大,表明转基因番茄株系具有较低的ROS清除能力,可能与较低的AsA含量相关。(5)胁迫处理后,相对于野生型,转基因番茄植株光合能力明显降低,F0明显升高,PSⅡ的光抑制程度较重,转基因番茄株系的D1蛋白降解速率比野生型高。综上,反义抑制SlMDAR的表达降低了MDAR酶活性和AsA的再生能力,从而抑制了ROS的清除,增加了转基因番茄植株光系统受到的氧化损伤,降低了转基因番茄对干旱胁迫的抗性。