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水分胁迫是影响植物生长的主要因素之一,是世界农业生产的主要自然灾害。在此背景下,研究并提高水稻抵抗水分胁迫的机制已经成为急需解决的关键问题之一。本试验采用聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫,研究了10%PEG预处理及复水和再次15%PEG模拟水分胁迫对水稻叶和根抗氧化防御系统中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)同工酶及cu/znSOD、APX1和CAT1基因表达的影响,揭示出水稻抗氧化酶同工酶对PEG预处理的响应方式及响应强度,从分子水平研究了水稻抗氧化酶对PEG预处理的响应,为提高水稻抗旱性奠定了基础。研究结果如下：在水稻的叶片中经预处理后SOD同工酶能够更快的感知随后的水分胁迫来保护水稻免受伤害；水稻根系的研究发现酶Ⅱ、Ⅲ经过预处理后对水分胁迫有了一定的抗性,同时没有经过复水的试验组(预处理-15%PEG)中酶Ⅱ的活性低于对照组但高于预处理组(预处理-复水-15%PEG),由此可知,水分胁迫预处理后对其进行复水有助于水稻根内SOD酶Ⅱ的修复；因此可推知PEG预处理及复水能够一定程度上提高水稻SOD同工酶抵抗水分胁迫的能力。水稻叶片中的POD同工酶Ⅶ及根系中的POD同工酶Ⅳ、Ⅴ均是预处理后提前诱导出来的POD同工酶。在水稻的叶片中预处理组(预处理-复水-15%PEG)的POD同工酶总体活性高于对照组及其他试验组,可见经过预处理后能更快更强的感知外界环境使机体免受伤害。无论是在水稻叶片中还是在根系中经过PEG预处理的预处理组(预处理-复水-15%PEG)中的CAT同工酶的总体活性低于没有经过预处理的试验组(直接15%PEG),且没有经过复水的试验组(预处理-15%PEG)的CAT同工酶的活性高于有复水过程的预处理组(预处理-复水-15%PEG),由此可推测,水分胁迫预处理可能提高了水稻根内CAT同工酶对冉次胁迫应答的能力,使其再次遭受胁迫时表现出和对照组类似的反应,同时复水过程也一定程度上使CAT同工酶得到保护,可见预处理能够提高水稻CAT同工酶应答水分胁迫的能力。在水稻的叶片和根系中没有预处理的比经过预处理的在遭受水分胁迫时其抗氧化酶基因cu/znSOD、APX1和CAT1的转录水平明显上调,这说明PEG预处理能够在基因表达的水平上提高水稻抵抗水分胁迫的能力。同时PEG预处理后的复水阶段可以使水稻抗氧化基因表达得到修复,可推知预处理后的复水阶段对水稻根系防御机制的恢复有重要的作用。