小麦是温带最重要的粮食作物,全球气候的变暖使小麦遭遇高温胁迫的频率增大,产量受到严重的威胁。高温胁迫极易破坏光合机构、降低光合能力,从而抑制光合作用并造成作物的减产。在植物的光系统中,光系统Ⅱ(PSII)对环境胁迫最为敏感且最易受损。在胁迫条件下植物可以积累海藻糖以提高抗逆性,维持其相对正常的生长,但是海藻糖在高温胁迫下对PSII的影响以及是否与提高耐热性相关未见报道。本文通过测定高温胁迫及随后的恢复过程中小麦幼苗的叶绿素荧光参数、快速叶绿素荧光诱导曲线、丙二醛(MDA)含量、光合放氧速率、D1蛋白含量、PSII颗粒的含量及蛋白质二级机构的变化,以探究外源海藻糖对小麦幼苗PSII结构和功能的影响,进一步阐明海藻糖对光合机构的保护机理并为田间生产应对逆境提供理论依据。主要研究结果如下：1. 外源海藻糖预处理减轻了高温胁迫下脂质过氧化的伤害高温胁迫下对照中的脂质过氧化的重要产物MDA含量急剧上升,反映高温对细胞膜上蛋白质和酶的破坏。而经过外源海藻糖预处理后,室温和高温胁迫条件下的MDA含量明显降低,表明外源海藻糖减少了细胞膜上的蛋白质和酶的失活,减轻了脂质过氧化的毒害作用,保护了细胞膜的稳定性。2.外源海藻糖预处理保护高温胁迫下的D1蛋白和蛋白质二级结构高温胁迫下对照中的D1蛋白含量降低了44.19%,说明D1蛋白受到了高温的破坏。高温下海藻糖预处理组的D1蛋白含量比对照高出60.94%,说明外源海藻糖缓解了高温胁迫对D1蛋白造成的破坏并起到保护Dl蛋白的作用。经室温恢复后所有处理组的D1蛋白含量有一定的回升。另外,高温胁迫造成对照组中α-螺旋含量的减少、p-折叠及p-转角等成分的增加,反映了PSII复合物的变性。高温胁迫下外源海藻糖处理组的有序的α-螺旋结构的含量高于对照且其他二级结构含量变化较小,表明外源海藻糖能有效的保护PSII反应中心复合物的蛋白质二级机构尤其是有序的α-螺旋。3.外源海藻糖改善高温胁迫下光化学效率的降低情况高温胁迫时对照组的PSII最大光能转化效率Fv/Fm、PSII实际光能转化效率Y(Ⅱ)、电子传递速率ETR (Ⅱ)降低,以及光化学猝灭系数qP的降低和非光化学猝灭系数Y (NPQ)的上升说明高温胁迫下光能用于光化学电子传递的份额降低而热耗散的能量增加。而外源海藻糖预处理组具有更高的Fv/Fm、Y(Ⅱ)、 ETR(Ⅱ)、qP和更低的Y(NPQ),说明外源海藻糖减少了热耗散的能量,增加了用于光化学反应的能量比例,提高了光化学效率；高温下快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP曲线)的初始荧光上升的坡度降低,J和P之间的拐点逐渐消失,J、I、P荧光值的差异减小,J、I、P峰值出现了大幅度的降低,曲线趋于平滑,反映了PSII供体侧和受体侧的电子传递抑制以及反应中心的失活。海藻糖预处理组在高温下仍保持OJIP曲线的基本形状,初始荧光坡度、J、P峰值略有降低但仍远高于对照,表明外源海藻糖保护了PSII的组分,减少高温胁迫造成的破坏；高温胁迫下对照中的光合放氧速率降低表明光合能力受到抑制,而外源海藻糖预处理组在高温和恢复期的光合放氧速率均高于对照,说明外源海藻糖提高了高温下的光合能力,同时加快了从胁迫中恢复的速率。4. 外源海藻糖减少了高温胁迫下PSII颗粒的损失高温胁迫下对照中PSII颗粒含量减少了51.7%、大量损失。而高温下海藻糖预处理组的PSII颗粒维持远高于对照的含量,说明外源海藻糖缓解了PSII颗粒的损失。综上,外源海藻糖可以减轻高温胁迫造成的膜脂过氧化伤害、保护D1蛋白及PSII反应中心复合物的蛋白质二级机构,从而缓解对PSII供体侧、受体侧和反应中心的抑制、提高光化学效率和光合能力,在结构和功能上保护PSII,提高小麦幼苗的耐热性。