茉莉酸甲酯诱导水稻抗旱性的机理研究生态环境学报.doc

茉莉酸甲酯（MeJA）对水稻幼苗的抗旱生理效应 董桃杏，蔡昆争*，张景欣，荣 辉，谢国政，曾任森 华南农业大学热带亚热带生态研究所，广州 510642茉莉酸类物质（Jas）是植物体内广泛存在的生长调节物质，它作为内源信号分子参与植物在机械伤害、病虫害、干旱、盐胁迫、低温等条件下的抗逆反应。选用抗旱性存在明显差异的两个水稻(Oryza sativa L.)品种中二欧六和丰华占作为实验材料，通过设置对照、干旱、干旱+茉莉酸甲酯（MeJA）三种处理研究了茉莉酸甲酯对水稻幼苗的抗旱生理效应。研究结果表明，干旱胁迫后两个水稻品种幼苗叶片水势均显著降低，而干旱后喷施茉莉酸甲酯能明显增加叶片的水势，改善叶片的水分状况，抗旱性强的品种水势增加幅度较大。干旱胁迫后水稻叶片的抗氧化酶活性，包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）及过氧化氢酶（CAT）和有机渗透调节物质，包括可溶性糖、脯氨酸及游离氨基酸含量均大幅度上升，而干旱+茉莉酸甲酯处理则能降低了这些物质的含量，两个水稻品种的变化趋势表现一致。研究结果表明外施茉莉酸甲酯在一定程度上能减缓干旱胁迫对水稻幼苗造成的伤害，有效地提高抗旱性，但这这种增强效应在不同水稻品种间存在一定差异。 茉莉酸甲酯；水分胁迫；水稻；抗旱性中图分类号：Q946.81 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2007）0-1261-05茉莉酸（Jasmonic acid, JA）及其甲酯（methyl jasmonateMeJA）广泛存在于高等植物体内。它是亚麻酸经脂氧合酶（LOX）、丙二烯氧化物合成酶(AOS)等一系列酶促反应而生成[1]。许多研究表明,茉莉酸类物质对植物生长有广泛的生理效应,如抑制植物生长、抑制花粉粒萌发、促进叶片衰老、促进脱落、诱导块茎形成、诱导卷须卷曲、促进气孔关闭等[2，3]，并且发现茉莉酸类物质（Jas）在代谢和生理功能上具有激素作用的特点，特别类似于脱落酸的作用。但是大量研究结果表明，茉莉酸（酯）类物质是与抗性密切相关的植物生长物质，它作为内源信号分子参与植物在机械伤害、病虫害、干旱、盐胁迫、低温等条件下的抗逆反应。当植物受到伤害时，植物体内茉莉酸及其衍生物的含量显著增加，进而诱导一系列与抗逆有关的基因表达，如蛋白酶抑制剂、苯丙氨酸转氨酶（PAL）等。现已有实验证实植物外施MeJA后会表现出适应干旱的一些形态和生理反应，从而提高对干旱胁迫的忍耐性[2，46]，这点与脱落酸（ABA）很相似[7]。JA处理能增加脯氨酸含量[810]，但也有矛盾的结果，即MeJA处理并没有使脯氨酸积累增加，甚至降低了脯氨酸的含量[1113）。Wang[25]研究表明，MeJA处理草莓叶片能降低过氧化物酶（POD）的活性，增加过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性及氨基酸的水平，从而提高了草莓组织的抗旱性。另外有研究表明JA处理还能增加ABA的含量[8，11]。在干旱条件下生长的梨叶中施加JA能提高梨叶中甜菜碱含量，而甜菜碱是干旱胁迫下所产生的渗透调节物质从而提高了抗旱性，这与ABA的特点很相似[14]。 相对于大量研究关于茉莉酸类物质在创伤、抗虫、抗病等抗拟反应中的作用相比，系统研究茉莉酸类物质在诱导植物的抗旱性方面则相对较少，而且干旱胁迫条件下茉莉酸对农作物的诱导抗旱性研究很少。本研究以不同抗旱水稻(Oryza sativa L.)品种作为试验材料，探讨在水分胁迫条件下，外施逆境信号物质MeJA对叶片水势、保护酶、有机渗透调节物质的影响，研究外源MeJA对水稻生长的抗旱生理效应，从而为水稻作物的生理节水和抗旱稳产提供理论依据和实践指导。 所用材料是两个水稻品种，一个为抗旱性较弱的丰华占，一个为抗旱性较强的中二欧6号。 挑选饱满，有光泽的水稻种子，洗去表面尘土，再经0.1% HgCl2消毒30 min，浸种24 h，25 ℃催芽2 d，播种于盆栽土壤中。土壤为水稻土，土壤有机质含量为18.36 g·kg-1，速效氮为97.68 mg·kg-1，速效磷为50.61 mg·kg-1，速效钾为166.08 mg·kg-1。植株生长4 0 d后进行三个处理，分别为：对照(CK)：实验期间充分灌溉；干旱处理：控制水分在土壤水势为-0.8 MPa左右，作为与干旱+MeJA处理相对应，干旱后喷同样体积的水；干旱+MeJA处理：在干旱处理后喷施MeJA，外源MeJA的浓度为2.5×10-4 μmol·L-1。每个处理设四个重复。各种处理2 d后采样，选取充分展开的水稻第3、4叶片为实验材料，测定叶片水势、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、游离氨基酸、脯氨酸、可溶性糖等的含量。 叶片水势: 采用美国Yamato公司生产的WP4水势仪进行测定。 超氧化物歧