本课题组反复比较了黄淮流域140个冬小麦(Triticum aestivum)材料的苗期UV-B耐性,其中近70%的供试材料表现为对UV-B敏感,只有30%表现为不同程度的耐性,其中生长受到显著促进的材料有10个。经反复比较,从中挑选出抗性强且表型稳定的代号为119的冬小麦材料,以及极敏感且表型稳定的代号为120的冬小麦材料进一步研究。在出苗后每天照射6h,照射强度为15μW·cm-2的UV-B处理,连续处理7-10d,比较了二者在生长、光合作用相关指标、UV吸收物质、膜的透性、ROS清除酶活性、ABA代谢、H2O2积累、类黄酮与ABA合成过程中相关限速酶基因的表达,以及蛋白质差异表达等方面对紫外线胁迫的响应。研究结果表明:敏感材料120的株高、干重、UV吸收物质合成、各种ROS清除酶活性、膜的功能、及光合能力等指标均受到抑制,抗性材料119的上述指标受到UV-B促进。进一步分析发现,抗性品系119在编码UV吸收物质合成酶基因(特别是CHS)的表达量上调,UV吸收物质受诱导合成量增加,120中的CHS表达量及UV吸收物质合成量未见变化。120的叶片表皮毛细胞和气孔保卫细胞中有大量H2O2积累。外施ABA处理能够缓解UV-B的抑制作用,并能促进幼苗生长。UV-B处理导致119叶片的ABA含量增加而120叶片的ABA含量未见变化。Real-time PCR结果表明,119中编码合成ABA的限速酶基因PSY、ZDS、PDS、VDE、NCDE的表达也上调,而120的上调不明显。这些证据表明,ABA参与了119对UV-B的抗性调控,而且119生长受UV-B促进很可能与ABA激活ROS清除能力有关。蛋白质质谱分析结果表明,在119中,检测到5个差异表达蛋白点,其中2个蛋白点下调,3个上调涉及4个蛋白,值得一提的是单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)的表达上调,该酶是抗坏血酸(ASA)再生过程中最关键的酶,ASA存在于叶绿体中,对清除叶绿体中的ROS至关重要。在120中检测到的12个蛋白点均下调表达,这些蛋白表达的下调分析可能抑制了叶片中类黄酮、类胡萝卜素及ABA等抗逆物质的合成。此外,下调表达的还包括参与ATP合成及CO2固定的酶,说明120的光合作用系统也受到了较大影响。经检测,二者在CPD修复能力方面没有差异,其产生抗性差异的原因排除了DNA损伤的修复能力差异因素。综上所述,119与120对UV-B抗性的差异可能主要是由于119中UV吸收物质的合成差异导致的。由于119的UV吸收物质受到诱导合成量多,屏蔽掉了大量UV-B,导致进入植物体内的紫外线量减少,这部分紫外线作为信号诱导了ABA的合成,从而激活了ROS清除系统,提高了光合系统活性,改善了膜系统的功能,促进了幼苗生长。而120叶片中由于UV吸收物质的合成没有受到诱导,结果UV-B射线进入叶片内造成伤害,抑制了120的生长。