南方农业学报

作者：夏茹, 陈泽辉, 祝云芳, 李永鹏, 谭洋, 陈通通, 赵玳琳, 田山君,

关键词：玉米, 白斑病, 生理响应, 谷胱甘肽过氧化物酶相关基因, 表达模式, 生物信息学分析,

【目的】探究玉米（Zea mays L.）白斑病对玉米叶片光合性状及生理指标的影响，以及谷胱甘肽过氧化物酶相关基因（GSH-Px）在白斑病病原菌胁迫下的表达模式，为玉米在白斑病菌胁迫下的功能和调控机制研究提供理论依据。【方法】在2个不同白斑病抗性玉米自交系（高抗ZHL908、高感QB2816）抽雄吐丝期进行人工接种白斑病病原菌试验，设无菌蒸馏水接种（CK）和病原菌接种（T）2个处理，于接种后0、48、72和168 h进行光合相关性状分析，测定过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）活性和谷胱甘肽（GSH）含量，实时荧光定量PCR检测ZmGSH-Px基因家族6个成员（GPX1、GPX2、GPX3、GPX4、GPX6和GPX7基因）的表达模式，并对其进行生物信息学分析。【结果】白斑病菌侵染导致玉米叶片的叶绿素相对含量（SPAD值）、最大荧光（Fm）、潜在光化学量子效率（Fv/Fm）、非光化学淬灭系数（NPQ）明显下降，胞间二氧化碳浓度（Ci）、GSH含量、CAT和POD活性明显上升。高抗自交系和高感自交系感病叶片的GSH含量和POD活性对白斑病菌的响应时间存在差异，分别在接种后72和48 h出现更明显的响应。白斑病菌侵染72 h后，2个自交系的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）均较CK显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）下降。实时荧光定量PCR检测结果显示，接种病原菌后，6个基因呈现不同的响应模式，GPX1、GPX3、GPX4基因的表达模式和表达峰出现时间大体一致；GPX2、GPX6和GPX7基因在2个自交系中的表达模式存在明显差异。2个自交系中6个基因的相对表达量与各项理化指标的相关性存在差异，其中Pn、Ci和NPQ分别与2个自交系中不同的基因有较高的相关系数。生物信息学分析结果显示，6个基因分别分布在玉米的6条染色体上，并且具有不同的理化性质。【结论】白斑病导致玉米的光合性能受损，高感自交系较高抗自交系更早表现损伤现象，相关ROS清除酶和小分子抗氧化剂也更早做出响应，推测GSH和POD在玉米对白斑病的抗性差异中发挥重要作用。ZmGSH-Px基因家族6个成员对白斑病菌胁迫的敏感程度存在差异，推测GPX1、GPX3、GPX4基因是玉米系统性获得白斑病抗性的参与基因，GPX2、GPX6、GPX7基因是玉米特异性抗病性的参与基因。

来源：2025年第5期

《南方农业学报》期刊编辑部

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