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      茉莉酸甲酯對(duì)高溫脅迫、生物蠶食無(wú)花果幼苗的影響

      2017-11-30 08:03:34郭正兵韓柏明郭強(qiáng)
      江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2017年20期
      關(guān)鍵詞:甲酯茉莉緩沖液

      郭正兵+韓柏明+郭強(qiáng)

      摘要:以波姬紅無(wú)花果為試材,40 ℃高溫脅迫經(jīng)茉莉酸甲酯處理的無(wú)花果幼苗,分析與抗逆相關(guān)的超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化物酶(POD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、茉莉酸合成路徑中脂氧合酶(LOX)活性變化及丙二醛、脯氨酸、多酚含量,同時(shí),采用黑絨金龜蠶食傷害經(jīng)茉莉酸甲酯處理的無(wú)花果幼苗,分析與生物脅迫相關(guān)的多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性變化及單寧、胰蛋白酶抑制素含量。結(jié)果表明,高溫脅迫經(jīng)50 μmol/L茉莉酸甲酯處理的無(wú)花果幼苗,其SOD、POD、CAT活性與未用茉莉酸甲酯處理(對(duì)照)相比有顯著增加,脯氨酸、多酚含量提高,丙二醛含量降低;生物蠶食經(jīng)50 μmol/L茉莉酸甲酯處理的幼苗葉片,其PPO、PAL活性增加,單寧、胰蛋白酶抑制素含量提高。經(jīng)茉莉酸甲酯處理的無(wú)花果幼苗,高溫脅迫、生物蠶食能通過(guò)增加SOD、POD、CAT活性抵御非生物逆境的脅迫,通過(guò)提高PPO、PAL活性增強(qiáng)對(duì)生物脅迫的抗性。

      關(guān)鍵詞:無(wú)花果;抗逆;茉莉酸甲酯;超氧化物歧化酶;過(guò)氧化物酶;多酚氧化酶;高溫脅迫;生物蠶食

      中圖分類號(hào): S663.301 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A 文章編號(hào):1002-1302(2017)20-0138-06

      無(wú)花果(Ficus carica L.)為??崎艑俣嗄晟淙~灌木或小喬木,原產(chǎn)于亞洲西部,目前我國(guó)各地均有栽培,尤以新疆維吾爾自治區(qū)南部、廣東、福建沿海地區(qū)、江浙一帶及膠東半島栽培較多,北京以南的內(nèi)陸地區(qū)近些年無(wú)花果栽培面積也迅速增加,北京以北地區(qū)因天氣寒冷,若栽培無(wú)花果須采用溫室大棚等設(shè)施進(jìn)行越冬。無(wú)花果栽培面積的不斷擴(kuò)大導(dǎo)致需苗量越來(lái)越大,而植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑研究應(yīng)用可為無(wú)花果的廣泛栽培提供理論指導(dǎo)[1]。

      茉莉酸甲酯(MeJA)是通過(guò)硬脂酸途徑產(chǎn)生的脂肪酸衍生物,廣泛存在于各類植物中[2]。當(dāng)植物受到創(chuàng)傷、昆蟲(chóng)咬食或病原菌侵染等引發(fā)局部及系統(tǒng)性的傷害信號(hào)時(shí),會(huì)產(chǎn)生茉莉酸甲酯等茉莉酸類物質(zhì),進(jìn)而提高植物本身的抗性[3]。茉莉酸甲酯對(duì)植物的調(diào)節(jié)作用主要體現(xiàn)在2個(gè)方面:一是調(diào)節(jié)植物種子萌發(fā)、花粉發(fā)育、衰老等生長(zhǎng)發(fā)育,二是調(diào)節(jié)植物傷害應(yīng)答、抵抗病原菌侵襲等防御系統(tǒng),并在轉(zhuǎn)錄水平上影響植物次生代謝[4]。茉莉酸類物質(zhì)誘導(dǎo)植物次生代謝物含量的增加,主要是以信號(hào)分子的形式參與到植物次生代謝過(guò)程中,調(diào)控相關(guān)關(guān)鍵酶基因的表達(dá),影響關(guān)鍵酶活性,從而對(duì)次生代謝物的產(chǎn)生進(jìn)行調(diào)控[5],茉莉酸類物質(zhì)在植物抵御逆境脅迫上起著關(guān)鍵作用。本研究利用茉莉酸甲酯處理經(jīng)高溫脅迫、生物蠶食的無(wú)花果幼苗葉片,進(jìn)行抗逆酶活性分析,為茉莉酸甲酯在無(wú)花果中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

      1 材料與方法

      1.1 試驗(yàn)材料

      試驗(yàn)用外植體為波姬紅無(wú)花果幼嫩枝條,2014年3月采自江蘇省句容市江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院。試驗(yàn)用試劑為 6-芐基腺嘌呤(6-BA)、萘乙酸(NAA)、吲哚丁酸(IBA)、赤霉素(GA)、2% NaClO、0.1% HgCl2、75%乙醇、蔗糖、瓊脂、MS培養(yǎng)基等。茉莉酸甲酯用適量的無(wú)水乙醇溶解,加入Tween-80乳化,并用蒸餾水定容,使Tween-80終濃度為1%。

      1.2 無(wú)花果幼苗的擴(kuò)繁

      將無(wú)花果幼嫩枝條莖段接種培養(yǎng)30 d,將初始培養(yǎng)基上分化、生長(zhǎng)健壯的芽切下,接種于MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L+GA 0.2 mg/L+蔗糖30 g/L+瓊脂8.0 g/L(pH值5.8)的壯苗培養(yǎng)基上培養(yǎng)30 d,再將生長(zhǎng)健壯的無(wú)花果組培苗接入生根培養(yǎng)基進(jìn)行生根培養(yǎng)。培養(yǎng)條件為溫度25 ℃、光照度2 000 lx、光照時(shí)間14 h/d。

      1.3 無(wú)花果幼苗的移植與試驗(yàn)處理

      將無(wú)菌的波姬紅無(wú)花果組培苗移栽到裝有營(yíng)養(yǎng)土 ∶ 蛭石為1 ∶ 1的營(yíng)養(yǎng)缽中,選取4葉株齡的高度、長(zhǎng)勢(shì)、葉色基本一致的幼苗置于培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)1周,溫度為25 ℃、光照度為 2 000 lx、光照時(shí)間為14 h/d、相對(duì)濕度為70%~80%,其間正常澆水;采用50 μmol/L茉莉酸甲酯溶液均勻噴施無(wú)花果幼苗的葉表面和葉背,至藥液欲滴為度,以噴施相同濃度乙醇和Tween-80、不含茉莉酸甲酯的水溶液為對(duì)照,光照培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)1 d。一部分幼苗于40 ℃高溫脅迫1 d,取出,置于適宜環(huán)境中自然生長(zhǎng),并在脅迫前(0 d)及脅迫后、1、2、3、4 d 采集葉樣;另一部分幼苗用黑絨金龜蠶食葉片進(jìn)行生物脅迫,分別于處理后0、1、2、3、4 d采集葉樣,重復(fù)4次,每重復(fù)12株苗。葉片洗凈,用蒸餾水沖洗,吸水紙吸干,去除粗大的主葉脈,待測(cè)。

      1.4 生理指標(biāo)的測(cè)定

      1.4.1 丙二醛 參照孔祥生等的方法[6]采用硫代巴比妥酸(TBA)法測(cè)定丙二醛含量:吸取離心的上清液2 mL(對(duì)照為 2 mL 蒸餾水)于試管中,加入2 mL 0.6% TBA溶液,搖勻;沸水浴煮沸,自試管內(nèi)溶液出現(xiàn)小氣泡開(kāi)始計(jì)時(shí),約10 min;取出試管,冷卻,3 000 r/min離心15 min;取上清液并測(cè)量體積,以0.6% TBA溶液為空白,分別測(cè)定波長(zhǎng)為450、532、600 nm處的吸光度。

      1.4.2 脯氨酸 參照李合生的方法[7]采用茚三酮法測(cè)定脯氨酸含量:準(zhǔn)確吸取葉片提取液移入試管中,加水補(bǔ)足體積到1 mL;分別加入0.25 mL甲酸、1.0 mL茚三酮-乙二醇甲醚溶液,沸水中加熱15 min;取出,移入70 ℃恒溫水浴鍋中繼續(xù)發(fā)色10 min,加入5 mL異丙醇溶液,靜置5 min;測(cè)定波長(zhǎng) 510 nm 處吸光度,利用脯氨酸濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算脯氨酸含量。

      1.4.3 多酚 參照卜彥花等的方法[8]測(cè)定無(wú)花果葉片多酚含量。

      1.4.4 單寧 采用香草醛法[9]測(cè)定單寧含量:稱取葉片 0.2 g,剪碎,浸入25 mL甲醇中提取2 h;取上清液,添加4%香草醛、甲醇溶液各2.0 mL,鹽酸1.0 mL,混合,30 ℃水浴 20 min;室溫下用分光光度計(jì)測(cè)定波長(zhǎng)為510 nm處的吸光度,并以不同濃度單寧酸為標(biāo)樣繪制單寧濃度與吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線,計(jì)算單寧含量,單位為mg/g。endprint

      1.4.5 胰蛋白酶抑制素[10] 準(zhǔn)確稱取葉片0.2 g,加入4 mL含7%聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、1.67 mmol/L苯硫脲、0.3 mol/L KCl、0.4 mmol/L維生素C(抗壞血酸)的Tris-HCl緩沖液(50 mmol/L,pH值7.8),研磨成勻漿;13 000 r/min 4 ℃離心10 min;取上清液,測(cè)定胰凝乳蛋白酶含量,測(cè)定時(shí),先在含有0. 001 5 mg胰凝乳蛋白酶的 1.0 mmol/L HCl溶液中加入等量提取液混合反應(yīng)10 min,再取100 μL混合液與2.9 mL含有0.5 mmol /L N-苯甲酰-L-酪氨酸乙酯(BTEE)的甲醇-磷酸緩沖液(pH值8.0)混勻,以BTEE和胰凝乳蛋白酶作對(duì)照,于波長(zhǎng)256 nm處測(cè)定10 min內(nèi)吸光度的變化值,單位時(shí)間內(nèi)吸光度變化0.01代表生成1個(gè)單位胰蛋白酶抑制素,用U/g表示。

      1.5 抗氧化酶活性的測(cè)定

      稱取0.5 g無(wú)花果葉片置于研缽內(nèi),加入少量經(jīng)預(yù)冷的50 mmol/L含1% PVP、pH值為7.8的磷酸緩沖液,冰浴研磨;勻漿移入離心管,并用相應(yīng)的磷酸緩沖液分2次沖洗研缽,并移入離心管,使提取液的終體積為5 mL;提取液于冷凍離心機(jī)內(nèi)11 000 r/min 4 ℃離心20 min;取上清液,測(cè)定酶的活性,測(cè)定溫度為25 ℃。

      1.5.1 苯丙氨酸解氨酶(PAL) 參照鄒志燕等的方法[11]測(cè)定PAL活性:在2.80 mL含20 mmol/L L-苯丙氨酸的硼酸緩沖液(0.2 mol/L,pH值8.8)中加入20 μL酶提取液,混勻,于波長(zhǎng)290 nm處測(cè)定2 min內(nèi)吸光度的變化,以1 min吸光度變化0.01表示1個(gè)酶活力單位,用U/(g·min)表示。

      1.5.2 多酚氧化酶(PPO) 以鄰苯二酚為底物,參照宮玉艷等的方法[12]測(cè)定PPO活性:在2.9 mL含0.02 mol/L鄰苯二酚的磷酸緩沖液(0.2 mol/L,pH值7.4)中加入100 μL酶提取液,混勻,于波長(zhǎng)420 nm處測(cè)定2 min內(nèi)吸光度的變化,以1 min吸光度變化0.01表示1個(gè)酶活力單位,用U/(g·min)表示。

      1.5.3 過(guò)氧化物酶(POD) 以愈創(chuàng)木酚為底物,參照鄭炳松的方法[13]測(cè)定POD活性:在2.99 mL含0.2%愈創(chuàng)木酚和0.3% H2O2的磷酸緩沖液(0.05 mol/L,pH值7.4)中加入 10 μL 酶提取液,混勻,于波長(zhǎng)470 nm處測(cè)定3 min內(nèi)吸光度的變化,以1 min吸光度變化0.1表示1個(gè)酶活力單位,用 U/(g·min) 表示。

      1.5.4 過(guò)氧化氫酶(CAT) 參照孔祥生等的方法[6]測(cè)定CAT活性:在含0.3% H2O2的磷酸緩沖液(0.05 mol/L,pH值7.0)中加入20 μL酶提取液,混勻,于波長(zhǎng)240 nm處測(cè)定2 min內(nèi)吸光度的變化,以1 min吸光度變化0.1表示1個(gè)酶活力單位,用U/(g·min)表示。

      1.5.5 超氧化物歧化酶(SOD) 采用鄰苯三酚自氧化法[7]測(cè)定SOD活性:將待測(cè)酶提取液加入到緩沖液中,混勻;加入鄰苯三酚,迅速混勻,快速倒入石英比色杯中,25 ℃恒溫池中于波長(zhǎng)325 nm處連續(xù)測(cè)定2 min內(nèi)吸光度變化,以1 mL反應(yīng)液中1 min抑制鄰苯三酚自氧化速率達(dá)50%的酶量定義為1個(gè)酶活力單位。

      1.5.6 脂氧合酶(LOX)[14] 在含25 μL油酸鈉母液、2 900 μL 磷酸緩沖液的溶液中加入75 μL粗酶液,以磷酸緩沖液為空白對(duì)照,25 ℃恒溫池中于波長(zhǎng)234 nm處測(cè)定吸光度,加酶液后30 s開(kāi)始計(jì)時(shí),每隔15 s測(cè)1次吸光度,共測(cè)量6次,以1 g樣品1 min吸光度增加0.01為1個(gè)LOX酶活力單位。重復(fù)3次。

      1.5.7 DPPH自由基清除率和總還原力測(cè)定 (1)DPPH自由基清除率的測(cè)定。在10 mL比色管中依次加入4.0 mL DPPH溶液和黃酮提取液,再加入無(wú)水乙醇至刻度,混勻立即用1 cm比色皿在517 nm波長(zhǎng)處測(cè)吸光度,記為Di;再在溫室避光保存30 min后測(cè)吸光度,記為Dj;對(duì)照試驗(yàn)為只加DPPH的乙醇溶液,其吸光度記為Dc。按下式計(jì)算自由基清除率(K):K=[1-(Di-Dj)/Dc]×100%。(2)總還原力的測(cè)定。在10 mL離心管中分別加入0.2 mol/L的pH值為6.6的磷酸緩沖液2.5 mL和樣品溶液1 mL,加入2.5 mL 1%鐵氰化鉀,混合均勻后于50℃反應(yīng)20 min。取出后加入2.5 mL 10%三氯乙酸終止反應(yīng),5 000 r/min離心10 min。取上清液2.5 mL,加入2.5 mL蒸餾水和0.5 mL FeCl3,混勻后靜置 10 min,在700 nm處檢測(cè)吸光度。以維生素C作為陽(yáng)性對(duì)照。

      1.6 數(shù)據(jù)分析

      試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Spsspasw Statistics 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì),采用Duncans法進(jìn)行差異顯著性分析。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 茉莉酸甲酯處理對(duì)高溫脅迫無(wú)花果幼苗植株的影響

      50 μmol/L茉莉酸甲酯處理的無(wú)花果幼苗經(jīng)40 ℃高溫脅迫1 d,并在適宜環(huán)境中自然生長(zhǎng)3個(gè)月,結(jié)果發(fā)現(xiàn),所有的植株都受到不同程度的高溫脅迫影響,傷害輕微的植株的葉片出現(xiàn)零星褐色斑點(diǎn)或局部小面積壞死斑塊,傷害嚴(yán)重的植株的葉片慢慢枯萎脫落,生長(zhǎng)點(diǎn)壞死,但植株未見(jiàn)死亡,仍可從莖基部萌發(fā)側(cè)芽,恢復(fù)生長(zhǎng);茉莉酸甲酯處理的植株恢復(fù)生長(zhǎng)相對(duì)較快,葉片相對(duì)較大。由表1可見(jiàn),未噴施茉莉酸甲酯(對(duì)照)處理的植株傷害相對(duì)較重,嚴(yán)重受害植株占比、葉片死亡率分別為60%、20%,而茉莉酸甲酯處理的嚴(yán)重受害植株占比、葉片死亡率分別僅為25%、5%。

      2.2 茉莉酸甲酯處理對(duì)高溫脅迫無(wú)花果葉片丙二醛、脯氨酸、多酚含量的影響endprint

      2.2.1 丙二醛 由圖1可見(jiàn),與對(duì)照相比,噴施50 μmol/L茉莉酸甲酯的無(wú)花果,其葉片丙二醛含量有顯著降低(P<0.05);脅迫處理第1 d采樣,無(wú)花果葉片丙二醛含量較脅迫當(dāng)天采樣(0 d)有所上升,后呈緩慢下降態(tài)勢(shì)。

      2.2.2 脯氨酸 由圖2可見(jiàn),與丙二醛相反,噴施50 μmol/L茉莉酸甲酯的無(wú)花果,其葉片脯氨酸含量顯著高于對(duì)照(P<0.05);脯氨酸含量變化趨勢(shì)與丙二醛也有所不同,對(duì)照與噴施茉莉酸甲酯處理的無(wú)花果,其葉片脯氨酸含量在第1~3 d采樣時(shí)呈上升態(tài)勢(shì),第4 d略有下降。

      2.2.3 多酚 由表2可見(jiàn),茉莉酸甲酯處理的無(wú)花果幼苗經(jīng)高溫脅迫,其葉片總酚含量迅速升高,顯著高于對(duì)照(P<0.05),其中沒(méi)食子酸、咖啡酸、原兒茶酸、龍膽酸、丁香酸、p-香豆酸的含量在第3 d采樣時(shí)相對(duì)最高,均顯著高于對(duì)照(P<0.05),無(wú)花果幼苗通過(guò)促進(jìn)葉片多酚的合成以抵御逆境脅迫;對(duì)照植株經(jīng)高溫脅迫處理,沒(méi)食子酸、咖啡酸、原兒茶酸、龍膽酸、丁香酸、p-香豆酸、總酚含量低于同期茉莉酸甲酯處理的植株。

      2.3 茉莉酸甲酯處理對(duì)高溫脅迫無(wú)花果葉片抗氧化酶活性的影響

      2.3.1 LOX 茉莉酸是植物進(jìn)行抗逆的一種重要激素,LOX是茉莉酸合成路徑中的第一個(gè)關(guān)鍵酶,且茉莉酸具有自我激活合成路徑的作用,外源茉莉酸的噴施能促進(jìn)內(nèi)源茉莉酸的合成,而LOX活性的高低可反映內(nèi)源茉莉酸的含量大小。由圖3可見(jiàn),茉莉酸甲酯處理的無(wú)花果幼苗經(jīng)高溫脅迫,其葉片LOX活性在1~3 d采樣時(shí)呈上升態(tài)勢(shì),4 d時(shí)略有下降,其中,第2~3 d采樣的葉片LOX活性顯著高于對(duì)照處理(P<0.05);對(duì)照葉片的LOX活性呈緩慢上升趨勢(shì),變化相對(duì)較小。

      2.3.2 SOD 由圖4可見(jiàn),茉莉酸甲酯處理的無(wú)花果幼苗經(jīng)高溫脅迫,其葉片SOD活性在1~3 d采樣時(shí)呈上升態(tài)勢(shì),4 d時(shí)略有下降,其中,2~4 d采樣的葉片SOD活性顯著高于對(duì)照處理(P<0.05);對(duì)照處理的無(wú)花果葉片其SOD活性在 1 d 采樣時(shí)含量上升,后逐漸下降。

      2.3.3 CAT 由圖5可見(jiàn),茉莉酸甲酯處理的無(wú)花果幼苗經(jīng)高溫脅迫,其葉片CAT活性在1~2 d采樣時(shí)上升,3~4 d 呈下降態(tài)勢(shì),其中,1~4 d采樣的葉片CAT活性顯著高于對(duì)照處理(P<0.05);對(duì)照處理的葉片CAT活性變化趨勢(shì)與茉莉酸甲酯處理一致,呈先升后降態(tài)勢(shì)。

      2.3.4 POD 由圖6可見(jiàn),茉莉酸甲酯處理的無(wú)花果幼苗經(jīng)高溫脅迫,其葉片POD活性變化趨勢(shì)與CAT一致,在1~2 d 采樣時(shí)上升,3~4 d下降,其中,1~4 d采樣的葉片POD活性顯著高于對(duì)照處理(P<0.05);對(duì)照處理的葉片POD活性呈先升后降態(tài)勢(shì)。

      2.3.5 DPPH自由基的清除和總還原力 由圖7、圖8可見(jiàn),茉莉酸甲酯和對(duì)照處理的無(wú)花果幼苗經(jīng)高溫脅迫,其植株DPPH自由基清除率、總還原力隨采樣時(shí)期的延長(zhǎng)呈先升后降趨勢(shì),這可能與高溫脅迫后酚酸、沒(méi)食子酸、總酚含量的變化相關(guān);50 μmol/L茉莉酸甲酯處理的植株DPPH自由基清除率和總還原力在2~4 d采樣時(shí)均顯著高于對(duì)照(P<0.05)。

      2.4 茉莉酸甲酯處理對(duì)生物脅迫無(wú)花果葉片抗性物質(zhì)的影響

      2.4.1 單寧 利用黑絨金龜蠶食經(jīng)茉莉酸甲酯處理的無(wú)花果葉片,對(duì)其進(jìn)行生物脅迫,結(jié)果(表9)表明,葉片單寧含量在1~2 d采樣時(shí)上升,3~4 d下降,其中,1~4 d采樣的葉片POD活性顯著高于對(duì)照處理(P<0.05);對(duì)照葉片單寧含量變化趨勢(shì)與茉莉酸甲酯處理的一致。

      2.4.2 胰蛋白酶抑制素 由圖10可見(jiàn),茉莉酸甲酯處理的無(wú)花果幼苗經(jīng)生物脅迫,其葉片胰蛋白酶抑制素含量變化趨勢(shì)與單寧一致,在1~2 d采樣時(shí)上升,3~4 d下降,其中,1~3 d采樣的葉片胰蛋白酶抑制素含量顯著高于對(duì)照處理(P<0.05);對(duì)照處理的葉片胰蛋白酶抑制素也呈先升后降態(tài)勢(shì)。

      2.5 茉莉酸甲酯處理對(duì)生物脅迫無(wú)花果葉片抗性酶活性的影響

      由圖11、圖12可見(jiàn),茉莉酸甲酯處理的無(wú)花果幼苗經(jīng)生物脅迫,其葉片苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)活性在1~3 d采樣時(shí)有明顯上升,且顯著高于對(duì)照(P<0.05),在4 d采樣時(shí)雖有明顯下降,但與對(duì)照相比差異顯著(P<0.05)。

      2.6 茉莉酸甲酯處理對(duì)高溫、生物脅迫無(wú)花果葉片內(nèi)源茉莉酸含量的影響

      茉莉酸在植物抗逆方面起著重要的作用。由圖13可見(jiàn),無(wú)論是高溫處理(4 d)后還是生物蠶食(4 d)后,茉莉酸甲酯處理的無(wú)花果葉片的茉莉酸含量明顯高于對(duì)照,這可能是因?yàn)橛密岳蛩峒柞ヌ幚砟艽碳ぶ参矬w內(nèi)茉莉酸的合成,進(jìn)而來(lái)應(yīng)答外界環(huán)境的脅迫。

      3 結(jié)論與討論

      植物在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中必須不斷進(jìn)行生理代謝來(lái)應(yīng)對(duì)外界生物和非生物脅迫環(huán)境以維持生存,而防御因子是調(diào)控植物生長(zhǎng)及繁殖最重要的一個(gè)因子,可應(yīng)對(duì)外來(lái)的非生物和生物脅迫[15-16]。植物激素在調(diào)節(jié)植物代謝應(yīng)答逆境脅迫方面起著關(guān)鍵的作用,主要有茉莉酸(JA)、水楊酸、乙烯3種激素[17]。茉莉酸是一種重要的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,在調(diào)控植物種子萌發(fā)、根伸長(zhǎng)、胚胎發(fā)育、性別決定、幼苗發(fā)育、塊莖形成、果實(shí)成熟、葉片衰老等生長(zhǎng)發(fā)育方面起著重要的作用[18-20],尤其在植物干旱、鹽脅迫、高溫等逆境脅迫應(yīng)答[21-23]中作用更為明顯,但在無(wú)花果上的相關(guān)研究相對(duì)較少。本試驗(yàn)研究表明,高溫脅迫或生物蠶食經(jīng)茉莉酸甲酯處理的無(wú)花果,其葉片內(nèi)源茉莉酸含量急劇上升,這與Pedranzani等的研究結(jié)論[24-26]較為吻合,鹽脅迫、傷口、滲透脅迫、紫外輻射等不同脅迫都會(huì)導(dǎo)致內(nèi)源茉莉酸含量的增加,并啟動(dòng)一系列應(yīng)答逆境脅迫的途徑。

      當(dāng)植物遭受脅迫時(shí),體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生羥基自由基(·OH)、超氧陰離子自由基(O-2 · )、過(guò)氧化氫(H2O2)等活性氧(ROS),過(guò)多的ROS能使脂類、蛋白質(zhì)、核酸氧化[27],造成植物氧化損傷[28],而植物會(huì)產(chǎn)生超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、過(guò)氧化物酶(POD)、谷胱甘肽還原酶(GR)、抗壞血酸過(guò)氧化物酶(APX)、谷胱甘肽過(guò)氧化物(GPX)等一些抗氧化的酶來(lái)抵御傷害。茉莉酸能使植物產(chǎn)生抗氧化劑和次級(jí)代謝產(chǎn)物[29],增強(qiáng)植物的抗氧化系統(tǒng)及其清除自由基的能力[30],如利用茉莉酸甲酯處理蓖麻,能使其體內(nèi)APX活性升高;茉莉酸甲酯能減輕百草枯藥劑對(duì)玉米的氧化傷害[31];懸鉤子經(jīng)過(guò)茉莉酸甲酯處理后抗氧化能力迅速升高[32]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,茉莉酸甲酯處理能使高溫脅迫處理的無(wú)花果葉片抗氧化酶SOD、POD、CAT活性增強(qiáng),葉片內(nèi)源DPPH清除率、總還原力升高,使葉片的受傷害程度降低,與表型分析一致。endprint

      除非生物脅迫響應(yīng)外,茉莉酸也參與無(wú)花果植株的生物脅迫響應(yīng)。茉莉酸甲酯處理能增強(qiáng)植物對(duì)害蟲(chóng)的抗性[33];田間西紅柿經(jīng)茉莉酸甲酯處理,西花薊馬、蚜蟲(chóng)的數(shù)量銳減[34],且甜菜夜蛾數(shù)量也減少很多[35];桃噴施茉莉酸甲酯,蚜蟲(chóng)數(shù)量減少[36];與對(duì)照植株比,茉莉酸甲酯處理的菠菜其真菌侵害數(shù)量減少,且茉莉酸甲酯能減少線蟲(chóng)對(duì)燕麥、菠菜等植物的傷害[37]。另外,茉莉酸甲酯熏蒸棉花還能誘導(dǎo)植株產(chǎn)生乙酸葉醇酯、羅勒烯、金合歡烯等揮發(fā)性物質(zhì),通過(guò)間接誘導(dǎo)釋放揮發(fā)性物質(zhì)和直接防御蛋白以抵御昆蟲(chóng)的傷害[38]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,利用黑絨金龜蠶食經(jīng)茉莉酸甲酯處理的無(wú)花果葉片,其內(nèi)源茉莉酸含量增加,PAL、PPO氧化酶活性急劇上升,單寧、胰蛋白酶抑制素物質(zhì)含量增加,這些物質(zhì)含量的增加能抵御外界生物的進(jìn)一步侵害,使植物盡快恢復(fù)正常生長(zhǎng)狀態(tài)。

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