小热休克蛋白26（sHSP26）在干旱高温复合胁迫下保护玉米叶绿体的作用机制

近年来受气候变暖的影响，干旱和高温复合胁迫已成为我国黄淮海夏玉米产区频繁遇到的自然灾害，几乎发生在玉米生长发育的每个时期，严重影响我国玉米产量。因此，研究玉米抗干旱高温复合胁迫的机制对生产实践具有重要意义。小热休克蛋白（sHSPs）在提高植物胁迫耐性方面起着重要作用，而位于叶绿体的一些sHSPs 在高温条件下对光系统Ⅱ（PSⅡ）起着保护作用。我们近期的研究显示，在正常、干旱、高温、干旱高温复合胁迫四种条件下，仅高温、干旱高温复合胁迫诱导了玉米叶片sHSP26 的表达。尽管软件预测及体外实验表明，玉米叶片sHSP26 的亚细胞位点为叶绿体，但仍缺乏直接证据，且对sHSP26 在胁迫条件下是否对PSⅡ起保护作用也不清楚。对此进行研究将为明确sHSP26 在干旱高温复合胁迫条件下保护玉米叶绿体的作用机制，为培育综合抗性突出的玉米新品种提供理论依据。. 采用免疫金电镜技术，证实了干旱高温复合胁迫条件下sHSP26 在玉米叶片亚细胞位点为叶绿体。以对干旱、高温、干旱高温复合胁迫耐性不同的 4 个玉米品种为材料，确定了在玉米五叶期、拔节期、大喇叭口期等关键发育时期，叶片响应高温、干旱高温复合胁迫时，位于叶绿体的sHSP26均显著表达，而且与品种的耐性有关。此外，研究也证实了在四个耐性不同的玉米品种中，高温、干旱高温复合胁迫诱导的H2O2积累均参与了sHSP26基因和蛋白表达。. 采用免疫共沉淀、sHSP26 抗体预处理、瞬时性RNA 沉默（RNAi）以及酵母双杂交等技术，确定了高温胁迫条件下，六个叶绿体蛋白与sHSP26 存在互作，其中与ATP合成酶亚基β，叶绿素a-b结合蛋白，放氧增强子蛋白1 和 PSⅠ反应中心亚基Ⅳ有较强的互作关系。在热胁迫条件下，RNAi 干扰sHSP26基因表达后，这些叶绿体蛋白表达量均显著下降。证明了干旱高温复合胁迫条件下，在四个耐性不同的玉米品种中及玉米的不同发育时期，sHSP26表达的抑制，均显著降低了PSⅡ的放氧速率。综上，这些研究结果证实了热胁迫条件下sHSP26具有保护叶绿体功能的作用。. 玉米是世界上最重要的作物之一，频繁的热胁迫显著降低了玉米的产量和质量。我们的研究结果证实了在热胁迫条件下sHSP26通过与特异的蛋白互作保护了玉米叶绿体功能。这有助于理解玉米热反应及热忍耐分子育种机制。