干旱胁迫是造成作物减产的主要非生物胁迫之一,关于提高农作物耐旱性的研究已引起人们的广泛关注。多胺（Polyamines,PAs）是普遍存在于植物体内的一类具有强烈生物活性的低分子量脂肪族含氮碱,在植物中具有调节基础代谢、影响生长发育、控制形态建成、延缓衰老等功能,主要包括腐胺（Put）、亚精胺（Spd）和精胺（Spm）,其中Spd与植物抗逆性之间的关系最为密切。研究表明,适宜浓度的外源Spd能够在一定程度上缓解干旱胁迫造成的损伤,促进植物在干旱胁迫下的生长。然而关于Spd在干旱胁迫下的光抑制保护、氮代谢及抗坏血酸-谷胱甘肽循环中的机制尚不清楚,仍缺乏深入研究。玉米（Zea mays L.）是全球重要的谷类作物之一,不仅是重要的口粮饲料,亦有广泛的工业用途,现己成为世界第一大粮食作物。玉米作为一种雨养型作物,生育期较长,需水量较大,是对水分胁迫较为敏感的作物之一。本文可通过（1）采用水培法,以两种不同耐旱类型玉米?先玉335‘（干旱不敏感型）和?丰禾1号‘（干旱敏感型）为试验材料,设置正常营养液栽培和PEG-6000模拟干旱栽培,结合外源Spd施用,研究其对玉米幼苗植株生长、光合特性、叶黄素循环、叶绿体超微结构、抗氧化保护系统、渗透调节系统、氮代谢、多胺代谢和内源植物激素含量的影响。（2）采用大桶盆栽试验,以?先玉335‘为试验材料,开花期分别进行正常水分处理（含水量为田间最大持水量的75±5%）和中度水分亏缺（含水量为田间最大持水量的50±5%）处理,结合外源Spd施用,研究其对玉米根系生长、根系活力、根系伤流量、叶绿素含量（SPAD值）、净光合速率、叶面积、花后干物质积累、产量和产量构成因素的影响。探讨外源Spd在提高玉米耐干旱性中的生理调节功能。同时,对外源Spd和干旱胁迫处理下玉米幼苗的叶片进行了转录组学分析,以期初步揭示外源Spd对玉米响应干旱胁迫的基因表达调控基础。主要结果如下:（1）干旱胁迫抑制了两品种玉米幼苗生长,降低了叶片净光合速率（P_n）、气孔导度（g_s）、蒸腾速率（T_r）、光合色素含量、PSII光化学量子效率（F_v/F_m）、光合电子传递速率（ETR）、光化学淬灭系数（qP）,同时增加了非光化学淬灭系数（NPQ）,其中?丰禾1号‘受到胁迫的影响程度较大;在处理第4d,?丰禾1号‘中P_n的下降主要是由于非气孔因素造成的,而?先玉335‘中P_n的下降主要是由于气孔因素造成的。外源Spd处理能够促进干旱胁迫下玉米幼苗的生长,增加光合色素的含量,减缓干旱胁迫诱导的光合电子传递的抑制,提高PSII反应中心的光化学活性,有效缓解干旱胁迫对玉米幼苗叶片光合作用的气孔限制和非气孔限制,且对耐旱性较弱品种?丰禾1号‘的缓解效果更为明显。（2）干旱胁迫诱导了玉米幼苗光合作用的光抑制,并对光合系统造成一定程度的光损伤。外源Spd处理增加了玉米幼苗的总叶黄素循环库（VAZ）的大小,增强叶黄素循环（DEPS）的去环氧化作用,以热的形式耗散激发能,保护了光合器官免遭光破坏,稳定了玉米幼苗叶片叶绿体及类囊体膜结构,从而缓解了干旱胁迫对玉米幼苗光合作用和植株生长的抑制作用。（3）干旱胁迫显著降低了玉米幼苗叶片含水量和叶片水势,同时显著降低了根系导水率（Lp）,这诱导了可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸等渗透调节物质的积累。外源Spd一方面可通过促进根系生长,提高根系导水率Lp,来增强根系吸水;另一方面可通过诱导渗透调节物质的进一步合成或积累来提高细胞的吸水能力,从而改善玉米幼苗的水分状况,提高玉米幼苗对干旱胁迫逆境的适应性。（4）干旱胁迫下,玉米幼苗体内光合电子传递发生紊乱,超氧阴离子（O₂?^-）产生速率和过氧化氢（H₂O₂）的含量均显著提高。过量活性氧（ROS）的积累导致膜脂过氧化程度加剧,丙二醛（MDA）含量明显升高,膜脂透性增强。外源Spd进一步提高了干旱胁迫下玉米幼苗叶片中超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性,以及抗坏血酸-谷胱甘肽循环（AsA-GSH循环）中抗坏血酸过氧化物酶（APX）和谷胱甘肽还原酶（GR）的活性,减缓了干旱胁迫下单脱氢抗坏血酸还原酶（MDHAR）和脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）活性的下降,同时增加了还原态抗坏血酸AsA和还原态谷胱甘肽GSH的含量,降低了氧化型抗坏血酸DHA和还原态谷胱甘肽GSSG的含量,增加了AsA/DHA和GSH/GSSG比值。较高的抗氧化酶活性以及AsA和GSH的含量水平有助于维持AsA-GSH循环的稳定,能够有效清除ROS,降低膜脂过氧化程度,维持细胞膜结构和功能的完整性,有利于提高植株的耐旱性。（5）干旱胁迫下,两品种玉米幼苗叶片中NH₄⁺的含量和游离氨基酸均显著增加,而NO₃^-的含量及硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸合酶（GOGAT）、谷氨酸脱氢酶（GDH）、谷草转氨酶（GOT）、谷丙转氨酶（GPT）活性均有所降低,而外源Spd可有效减缓干旱胁迫诱导的这些效应,且对?丰禾1号‘的效果更明显。这表明外源Spd可通过增强氨同化酶GS/GOGAT和GDH,和转氨酶（GOT和GPT）活性来促进干旱胁迫植株中过量氨的同化,有效缓解干旱胁迫诱导的氨毒害作用和氮代谢紊乱,从而促进植株生长。（6）干旱胁迫下,两品种玉米幼苗叶片中的不同种类、不同形态PAs的含量均显著增加。且与?丰禾1号‘相比,干旱胁迫处理的?先玉335‘叶片中的游离态、结合态和束缚态Spd和Spm的含量水平,以及S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶（SAMDC）和二胺氧化酶（DAO）活性的增加幅度更大。干旱胁迫下,外源Spd处理降低了两品种玉米幼苗叶片中游离态Put的含量,进一步增加了游离态、结合态和束缚态Spd和Spm的含量。这表明,外源Spd处理能够促进干旱胁迫植株中游离态Put向游离态Spd和Spm的转化,以及结合态和束缚态PAs的积累。同时,外源Spd处理提高了干旱胁迫下两品种玉米幼苗叶片鸟氨酸脱羧酶（ODC）、SAMDC和DAO活性,降低了多胺氧化酶（PAO）活性,且对?丰禾1号‘作用更为明显。这表明,外源Spd可通过调节玉米幼苗内源PAs的代谢来增强植株的耐旱性。（7）干旱胁迫下,两品种玉米幼苗叶片中脱落酸（ABA）、水杨酸（SA）和茉莉酸甲酯（MeJa）的含量均显著升高,且在?丰禾1号‘中的上升幅度大于其在?先玉335‘中的上升幅度;两品种玉米幼苗叶片中生长素（IAA）、玉米素核苷（ZR）和赤霉素（GA₃）的含量均显著下降,且在?丰禾1号‘中的下降幅度大于其在?先玉335‘中的上升幅度。施用外源Spd可缓解玉米幼苗叶片中IAA,ZR和GA₃含量的下降,减少SA和MeJA含量的上升幅度,而对ABA含量的影响不显著。Spd对内源激素平衡的调控可能与其对干旱胁迫下玉米叶片衰老的延迟作用和光合功能的保护密切相关。（8）通过对外源Spd和干旱胁迫处理下玉米幼苗的基因表达谱分析,对各处理组之间的差异表达基因进行了统计和聚类分析,结果表明,与正常水分处理的CK组基因表达情况最为接近的是单纯施用外源Spd的Spd组,其次为干旱胁迫下施用外源Spd的PEG+Spd组,差异最大的为单纯进行干旱胁迫的PEG组。PEG组与CK组相比共有2084个基因差异表达,这些基因涉及到44个代谢通路。对其中的卟啉和叶绿素代谢、光合作用-天线蛋白代谢通路、光合作用代谢通路、碳固定代谢通路、氮代谢通路、精胺酸和脯氨酸代谢通路这6个代谢通路的差异表达基因进行了聚类分析。由聚类分析结果可知,外源Spd缓解了干旱胁迫对玉米幼苗卟啉和叶绿素代谢、光合作用-天线蛋白代谢通路、光合作用代谢通路、碳固定代谢通路、氮代谢通路、精胺酸和脯氨酸代谢的影响。（9）盆栽试验条件下,外源Spd显著促进了干旱条件下玉米根系生长,增加了根长,根表面积和根体积,提高了根系活力和根系伤流量,从而改善植株对水分和养分的吸收利用。同时施用外源Spd可提高干旱条件下玉米叶片叶绿素含量（SPAD值）和光合速率,增加光合绿叶面积,延缓叶片衰老,增加花后干物质积累,增加了粒重和穗粒数,最终提高玉米产量。