自噬是真核生物中主要的分解代谢途径,能维持细胞在胁迫条件下的稳态。程序性细胞死亡（Programmed cell death,PCD）是一种受基因严格调控和有序的细胞死亡事件。本实验室前期研究表明,小麦（Triticum aestivum L.）在淹水胁迫早期,根细胞中活性氧（ROS）积累,进而诱导了自噬和PCD。然而自噬如何影响PCD,根皮层和中柱细胞应对淹水胁迫的机制是否相同,以及不同耐湿品种小麦响应淹水胁迫的差异如何等尚不清楚。本研究以小麦耐湿品种华麦8号（Huamai 8）和不耐湿品种华麦9号（Huamai 9）为材料,利用细胞生物学和分子生物学等技术,探究小麦在淹水胁迫下根细胞自噬如何影响PCD,根皮层和中柱细胞中自噬相关基因表达水平、PCD水平和抗氧化能力等方面的异同,及不同耐湿品种小麦响应淹水胁迫在自噬、PCD、ROS和抗氧化酶等方面的差异。研究结果如下:1.随着淹水时间的延长,小麦根长度、鲜重、活力和活性较对照逐渐降低,并在48 h降到最低值。2.在淹水胁迫下,小麦根细胞中Ta ATG基因表达水平呈先上升后降低的趋势,Ta ATG8a基因表达平在12 h达到峰值,而其他Ta ATG基因表达水平在24h达到峰值。3.淹水胁迫诱导了根细胞核发生变形和核质浓缩等形态变化、metacaspase基因表达上调和caspase-like蛋白酶活性显著提高,并在24 h或36 h达到峰值。淹水胁迫24 h-48 h期间,根细胞出现了DNA laddering条带和TUNEL阳性细胞核等PCD特征,因此淹水胁迫诱导了小麦根中PCD的发生。4.自噬诱导剂雷帕霉素（Rapamycin,RAPA）增强了小麦根细胞中SOD活性和Ta ATG基因表达水平,但降低了metacaspase基因表达水平、caspase-like蛋白酶活性、细胞核形态变化程度和PCD水平（DNA laddering条带数量、TUNEL阳性细胞核比率,下同）;而抑制剂3-甲基腺嘌呤（3-Methyladenine,3-MA）对根的作用与诱导剂相反。5.小麦在淹水胁迫后,根皮层细胞PCD相关水平高于中柱细胞,而自噬相关基因和抗氧化酶基因表达水平、抗氧化酶和低氧相关酶活性均低于中柱细胞。说明小麦在淹水胁迫下,根皮层细胞抗氧化能力低于中柱细胞,而PCD水平高于中柱细胞。6.系统研究了不同耐湿品种小麦响应淹水胁迫生理机制的差异,结果表明:在淹水胁迫下,华麦8号根细胞中ROS积累量、metacaspase基因表达水平、核形态变化程度、caspase-like蛋白酶活性和PCD水平均低于华麦9号;而自噬相关基因和抗氧化酶基因表达水平、抗氧化酶和低氧相关酶活性、抗O₂^·-活力、根生长势、活力、活性和可溶性蛋白含量均高于华麦9号。