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葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)是戊糖磷酸途径的限速酶,为生物体内的生化反应提供NADPH还原力及调节细胞内的氧化还原状态。本论文研究内容分为两部分。第一部分以晋豆21(JD-21,干旱耐受型)和WDD00172(WDD-172,干旱敏感型)为材料,研究两种大豆幼苗对干旱胁迫的生理响应,并进一步探讨了G6PDH在大豆干旱适应性中的调节作用及其信号转导机制。主要获得了以下结果：1.随着9%PEG6000胁迫时间的延长,晋豆21和WDD-172根中离子渗透率和H2O2含量急剧上升,其中WDD-172的上升幅度较大。与对照相比,两种大豆主根相对伸长率及侧根数目均随着PEG6000胁迫程度的加深而逐渐下降,且WDD-172中的变化更明显。说明晋豆21比WDD-172有更强的耐旱性。2.9%PEG6000处理72h,晋豆2]和WDD-172根中抗氧化酶,包括抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)及Asc-GSH循环中的关键酶谷胱甘肽还原酶(GR)、双脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)的活性增加。与此同时,晋豆21根中抗氧化物质GSH和Asc的含量增加,WDD-172中GSH含量增加,而Asc含量变化不明显。另外,研究发现晋豆21中各种抗氧化酶活性和GSH、Asc含量均高于WDD-172。由此表明：干旱胁迫下,晋豆21保持较高的抗氧化酶活性以及抗氧化物质GSH、Asc含量是其比WDD-172具有较强的耐旱性的主要原因。3.晋豆21和WDD-172根中G6PDH的活性能被PEG6000诱导。外源添加葡糖胺(Glucm, G6PDH的竞争性抑制剂)能抑制由PEG6000诱导的G6PDH活性的升高,也能抑制大豆主根伸长和侧根数目。另外,我们发现PEG6000+Glucm共处理能够显著抑制PEG6000引起的GSH和Asc含量以及GR、MDHAR和DHAR(?)舌性的升高,而且WDD-172中被抑制的更加明显。该结果说明G6PDH对维持细胞内的氧化还原平衡起重要作用。4.DPI(质膜NADPH氧化酶的抑制剂)处理能抑制由PEG6000诱导的G6PDH活性的升高；降低GR、DHAR、MDHAR的活性；减少GSH和Asc的含量；同时缓解由PEG6000诱导的H2O2的积累。研究还发现PEG6000+Glucm+H2O2共处理后,两种大豆根中GR、DHAR和MDHAR的活性比PEG6000+Glucm处理时要高。以上结果显示干旱胁迫下H202参与了G6PDH活性的调节。5. Western-blot分析结果表明,BSO(谷胱甘肽生物合成抑制剂)或PEG6000处理能够诱导G6PDH蛋白的表达,而Glucm、DPI或NAC (GSH前体)处理则能抑制PEG6000诱导的G6PDH蛋白的表达。由此显示,GSH和NADPH氧化酶对G6PDH在干旱胁迫中的调节作用起到了重要作用。综上所述,干旱胁迫下,在晋豆21和WDD-172根中H2O2调节GR、DHAR和MDHAR活性的过程中,G6PDH发挥了重要的作用,通过维持GSH和Asc的高水平,从而维持氧化还原的平衡状态。促分裂原活化蛋白激酶级联途经不仅在植物生长发育过程中发挥了重要的作用,同时也参与了植物生物及非生物胁迫下的生理响应。本文第二部分以野生型拟南芥(Col-0)和MAPKK9突变体(MKK9KR、MKK9DDD、MKK9DDmapk3、 MKK9DDmapk6和mkk7mkk9)的愈伤组织为材料,研究了拟南芥愈伤组织对盐胁迫的生理响应,并进一步探讨了在盐胁迫下拟南芥愈伤组织中抗氰交替途经的变化以及MAPKK7/MAPKK9-MAPK3/MAPK6级联途经在诱导抗氰交替途经中的生理功能及调控机制。主要结果如下：1.10μM DEX能够诱导MKK9DD愈伤组织中总呼吸速率(Vt)、细胞色素主路途经容量(Vcyt)及抗氰交替途经容量(Valt)的升高,同时也能显著缓解NaCl对MKK9DD愈伤组织中Vt、Vcyt和Valt的抑制作用。这种现象未能在Col-0和MKK9KR愈伤组织中发现。盐胁迫下,DEX处理后显著增强了MKK9DD愈伤组织中AOX1a、AOX1d和AOX2基因的表达,同时也诱导了MKK9DD愈伤组织中AOX蛋白表达量的增加。说明盐胁迫下MAPKK9对MKK9DD愈伤组织中抗氰呼吸的调节可能是通过增加AOX转录和翻译水平来实现的。2.DEX处理不能缓解盐胁迫对MKK9DDmapk3愈伤组织中呼吸作用的抑制；也不能诱导MKK9DDmapk3愈伤组织中AOX1a、AOX1d和AOX2基因的转录水平和AOX的蛋白表达量的上升。暗示MAPKK9对抗氰呼吸的调节有可能是通过下游的MAPK3来完成的。另外,盐胁迫下MAPKK7和乙烯也可能参与了MAPKK9对呼吸作用的调节。