本试验以小麦（Triticum aestivum L.）品种洛夫林10为材料，与叶锈菌（Puccinia recondita f.sp. tritici）生理小种165和260分别组成亲和组合和不亲和组合，以荧光探针DCFHDA标记H₂O₂的变化并借助荧光显微镜，原位地直观显现了叶锈菌侵染过程中小麦叶片中H₂O₂的动态变化。结果如下：未接种的小麦叶片中荧光微弱，且伴随观察时间的延长变化不明显。亲和组合在接种后4h，叶片中开始出现零星荧光团；到接种后12h荧光量达到最大，约为对照的8倍，随后逐渐消减；到接种后48h，荧光量消减到未接种时的水平。不亲和组合在接种后4h，叶片中能够观察到较多荧光团；在接种后12h，荧光量出现第一个峰值，是对照的10倍之多；接种后16h，荧光量消减到未接种时的水平，随后迅速升高；到接种后20h，荧光量又出现了第二个峰值，约比第一个峰提高一倍，而后逐渐降低。这些结果表明，小麦与叶锈菌互作过程中不仅有H₂O₂的产生，而且显示出亲和组合与不亲和组合之间H₂O₂爆发的不同特点：亲和组合中H₂O₂爆发表现为单峰曲线，不亲和组合中表现为双峰曲线，第二个峰比第一个高一倍，且不亲和组合中H₂O₂爆发的强度远远大于亲和组合。另外，我们利用药物学试验，采用活体注射法给小麦叶片分别预注射抗氧化药物AsA、DTT；NADPH氧化酶抑制剂DPI、Imidazole；Ca²⁺螯合剂EGZA、Ca²⁺通道阻断剂LaCl₃后接种叶锈菌小种260，以及只注射Ca²⁺载体A23187而不接种叶锈菌，以叶片注水后接种作为对照，观察上述药物对不亲和组合中寄主叶片H₂O₂产生和HR的影响。主要试验结果如下：1.预注射抗氧化药物AsA、DTT后，寄主叶片H₂O₂爆发强度降低，表现在两个H₂O₂峰都受到抑制，其中第二今峰受到的抑制更明显，约比对照降低了50％；寄主细胞发生HR的面积减小，接种48h后减小幅度增大，与对照相比降低了20％之多。此结果表明，小麦与叶锈菌互作过程中产生的H₂O₂可能与HR的表达有关。2.预注射NADPH氧化酶抑制剂DPI和咪唑后，寄主叶片中H₂O₂产生量极大地降低，第一个峰和第二个峰分别比对照降低了约60％和80％；寄主细胞发生HR的面积明显减小。此结果表明，质膜NADPH氧化酶在小麦抵抗叶锈菌侵染产生H₂O₂的过程中发挥重要作用。3.预注射Ca²⁺螯合剂EGTA、Ca²⁺通道阻断剂LaCl₃后再接种叶锈菌，叶片中H₂O₂的产生和HR面积均受到不同程度的抑制，其结果类似于注射抗氧化药物的结果。和对照相比，寄主叶片中H₂O₂的产生量降低，第二个H₂O₂峰受到的影响更为显著，EGTA处理约比对照降低了64％；寄主细胞发生HR的面积明显减小，在接种后48h，EGTA处理约比对照减小了40％，并且发现螯合剂EGTA的效果较阻断剂LaCl₃明显。只注射Ca²⁺载体A23187而不接种叶锈菌，24h后寄主细胞也发生HR，但比接种处理中HR面积小很多，注射48h后HR面积约为接种处理的50％；注射Ca²⁺载体A23187后叶片H₂O₂爆发的时间进程与接种处理类似，但强度要弱的多，第二个峰约为接种对照的25％。此结果表明，胞内Ca²⁺在小麦抵抗叶锈菌侵染的信号传导途径中对H₂O₂的产生有一定调节作用。综上所述，小麦受叶锈菌侵染引起H₂O₂爆发，爆发时间和强度在亲和组合与不亲和组合间存在明显差异，表明H₂O₂与小麦抗叶锈性表达有关；药物学实验进一步表明，NADPH氧化酶参与了小麦-叶锈菌互作过程中H₂O₂的产生，胞外Ca²⁺内流对此过程中H₂O₂的产生有一定调控作用。