长江流域小麦产区春季的大量集中降水可导致小麦淹水胁迫,使根系处于低氧环境（Hypoxia）。低氧环境可诱发小麦根部细胞发生线粒体自噬（Mitophagy）,线粒体自噬可以选择性降解损伤或功能异常的线粒体,有利于细胞整体的稳定。然而线粒体相关结构如膜通透性转变孔（mitochondrial permeability transition pore,mPTP）及呼吸链（ETC）在其中担任的角色还未见报道。本课题以华麦8号（耐湿性品种）和华麦9号（不耐湿性品种）两个小麦品种为材料,进行淹水处理,采用细胞生物学和分子生物学等综合技术,探究淹水胁迫下小麦根部细胞线粒体自噬发生的过程,以及线粒体ETC和mPTP的功能。主要结果如下:1.检测淹水胁迫下两个小麦品种根部细胞线粒体mPTP相关组分基因的转录水平发现,在淹水过程中,华麦8号根部细胞mPTP各组分基因的表达量先升高后降低,随后又升高;华麦9号根部细胞mPTP各组分基因的表达量降低后升高。线粒体蛋白细胞色素c/a的比值持续降低,表明淹水胁迫能促使小麦根部细胞mPTP的开放。2.对线粒体内自噬相关基因的表达量检测发现,在两个小麦品种中,淹水胁迫会诱导线粒体内自噬相关基因的表达,且部分基因在华麦8号中的表达量总体上高于华麦9号。Western blot检测小麦根部细胞线粒体标志性蛋白COXⅡ和细胞色素c的蛋白水平,发现淹水胁迫会导致小麦根部细胞线粒体内标志性蛋白细胞色素c和COXⅡ的降解,且随着淹水时间的延长,蛋白降解水平逐步升高,两个小麦品种间根部细胞线粒体COXⅡ的蛋白水平变化趋势存在差异。3.利用自噬体染料MDC和线粒体特异性红色荧光探针Mitotracker-Red共染色,观察小麦根部细胞中的线粒体自噬体,发现淹水处理诱导了两个小麦品种根部细胞中线粒体自噬体的形成,且在相同的处理下,华麦8号较华麦9号形成了更多的线粒体自噬体。透射电镜观察发现,淹水胁迫导致两个小麦品种根部细胞线粒体内部结构的降解,且随着淹水时间的延长,降解程度加剧。上述结果表明,淹水胁迫诱导小麦根部细胞线粒体自噬的发生,且随着淹水胁迫的进行,线粒体自噬的发生水平逐渐升高。4.外源mPTP开放抑制剂CSA对小麦根部细胞线粒体内自噬相关基因的表达有抑制作用,使自噬体的数量明显减少,缓解了淹水胁迫导致的线粒体自身降解;而外源氧化磷酸化解偶联剂CCCP可促进mPTP的开放,促进小麦根部细胞中线粒体自噬的发生。与仅淹水组的小麦相比,外源呼吸链抑制剂抗霉素A的加入使小麦根部细胞线粒体内自噬相关基因的表达量升高,使小麦根部细胞线粒体自噬体和囊泡状结构明显增多,线粒体降解程度加剧。证明mPTP的开放和呼吸链的破坏在淹水胁迫引发的小麦根部细胞线粒体自噬中起着促进作用。综上所述,在两个小麦品种根部细胞中,线粒体内自噬相关基因会响应外界淹水胁迫,导致线粒体内标志性蛋白降解,即线粒体自噬的发生。在该过程中,小麦根部细胞mPTP的开放及呼吸链的破坏对线粒体自噬的发生起着诱导作用,且在两个不同耐湿性小麦品种间,线粒体自噬的发生水平存在差别。