本文摘要：摘要：茉莉酸(JA)是一種廣泛存在于高等植物中的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)，作為內(nèi)源信號(hào)分子參與低溫冷害、高溫脅迫、鹽脅迫、水分脅迫、病蟲(chóng)害以及機(jī)械傷害脅迫等抗逆反應(yīng)。選用抗冷性存在明顯差異的兩個(gè)水稻(Oryza sativa L.)品種日本晴和IR50作為材料，通過(guò)設(shè)置對(duì)照(
摘要：茉莉酸(JA)是一種廣泛存在于高等植物中的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)，作為內(nèi)源信號(hào)分子參與低溫冷害、高溫脅迫、鹽脅迫、水分脅迫、病蟲(chóng)害以及機(jī)械傷害脅迫等抗逆反應(yīng)。選用抗冷性存在明顯差異的兩個(gè)水稻(Oryza sativa L.)品種日本晴和IR50作為材料，通過(guò)設(shè)置對(duì)照(未經(jīng)低溫處理)、低溫、低溫+茉莉酸(JA)3種處理，研究茉莉酸對(duì)水稻幼苗的抗冷生理效應(yīng)。結(jié)果表明，添加茉莉酸溶液在一定程度上能減緩低溫脅迫對(duì)水稻幼苗造成的傷害，有效地提高抗冷性，但這種緩解效應(yīng)在不同水稻品種間存在一定差異。
關(guān)鍵詞：茉莉酸(JA);低溫脅迫;水稻(Oryza sativa L.);生理效應(yīng) 發(fā)表學(xué)術(shù)論文網(wǎng)
水稻(Oryza sativa L.)是中國(guó)第一大糧食作物，對(duì)溫度變化較敏感。在中國(guó)南方地區(qū)，雙季稻區(qū)和高海拔山區(qū)早春低溫和連續(xù)陰雨(倒春寒)是造成秈稻爛秧的主要原因。同時(shí)，長(zhǎng)江流域秋季遲熟中稻或雙季晚稻抽穗揚(yáng)花期低溫冷害(寒露風(fēng))也會(huì)導(dǎo)致減產(chǎn)。北方地區(qū)水稻的整個(gè)生長(zhǎng)期都可能遇到低溫冷害。因此，我國(guó)每年預(yù)計(jì)損失的水稻產(chǎn)量可達(dá)50億～100億kg[1]。
茉莉酸(JA)是一種廣泛存在于高等植物體內(nèi)的新型植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)，在植物生長(zhǎng)發(fā)育、光合特性、抗逆反應(yīng)等方面起著重要的調(diào)節(jié)作用[2]。茉莉酸(JA)作為一種信號(hào)物質(zhì)參與低溫冷害、高溫脅迫、鹽脅迫、水分脅迫、病蟲(chóng)害以及機(jī)械傷害脅迫等抗逆反應(yīng)。同時(shí)茉莉酸類(lèi)物質(zhì)能抑制植物生長(zhǎng)，抑制種子和花粉粒萌發(fā)，促進(jìn)葉片和果實(shí)衰老，加速細(xì)胞分裂和膨大，促進(jìn)氣孔關(guān)閉，誘導(dǎo)禾本科植物的穎花開(kāi)放[3，4]，此外還能調(diào)節(jié)植物多種保護(hù)酶的活性。在植物受到逆境傷害時(shí)，植物體內(nèi)茉莉酸及其衍生物的含量顯著增加，進(jìn)而誘導(dǎo)與抗逆有關(guān)的基因表達(dá)，如蛋白酶抑制劑和苯丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶等，提高酯氧合酶活性，從而增強(qiáng)植物的抗性。本研究以耐低溫品種日本晴和低溫敏感品種IR50的水稻幼苗為試驗(yàn)材料，設(shè)置對(duì)照(未經(jīng)低溫處理)、低溫處理、低溫+20 μmol/L茉莉酸3種處理方式，經(jīng)處理的水稻幼苗生長(zhǎng)2 d后測(cè)定其相關(guān)生理指標(biāo)變化情況，從而為水稻作物的耐冷、穩(wěn)產(chǎn)提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
耐低溫水稻品種日本晴和低溫敏感水稻品種IR50，茉莉酸(JA)購(gòu)自Sigma公司。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及處理
挑選日曬2 d后谷粒飽滿有光澤的水稻種子，洗凈后98%乙醇消毒30 min，置于38 ℃恒溫箱中24 h，30 ℃恒溫箱催芽24 h后水培盆中播種，置于光照強(qiáng)度為4 000 lx的人工智能培養(yǎng)箱內(nèi)生長(zhǎng)至三葉一心，進(jìn)行如下處理：①未經(jīng)低溫處理三葉一心期;②(4±1) ℃低溫處理2 d;③(4±1) ℃低溫處理的同時(shí)添加2.0 μmol/L的茉莉酸溶液生長(zhǎng)2 d。每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)，選取充分展開(kāi)的第2、3水稻葉片為試驗(yàn)材料。
1.3 生理生化指標(biāo)測(cè)定方法
1.3.1 相對(duì)電導(dǎo)率的測(cè)定 相對(duì)電導(dǎo)率的測(cè)定方法參照文獻(xiàn)[5]，略有改動(dòng)。將水稻新鮮葉片剪成小片置于已用去離子水沖洗過(guò)的小燒杯中，用去離子水沖洗6次，濾紙吸干表面水分，用電子天平精確稱(chēng)量0.3 g葉片，放置于已用去離子水洗過(guò)的大離心管中。加入去離子水5 mL，放入搖床(25 ℃，150 r/min)振蕩4 h，取出后靜置30 min，測(cè)得電導(dǎo)率X2(進(jìn)行同樣振蕩及靜置處理但未加水稻葉片的去離子水電導(dǎo)率為X1)。隨后將樣品置于-20 ℃冰箱中冷凍24 h以上，取出振蕩5 h，靜置30 min，測(cè)得電導(dǎo)率為X4(進(jìn)行同樣冷凍、振蕩及靜置處理但未加水稻葉片的去離子水電導(dǎo)率為X3) ，采用下列公式計(jì)算相對(duì)電導(dǎo)率：相對(duì)電導(dǎo)率=(X2-X1)/(X4-X3)×100%。
1.3.2 丙二醛(MDA)的測(cè)定 丙二醛(MDA)測(cè)定采用TCA-TBA法，參考文獻(xiàn)[6]，略有改動(dòng)。
1.3.3 可溶性蛋白質(zhì)含量的測(cè)定 參照文獻(xiàn)[5]采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法進(jìn)行可溶性蛋白質(zhì)含量的測(cè)定。
1.3.4 脯氨酸(Pro)含量的測(cè)定 脯氨酸(Pro)含量的測(cè)定方法參照文獻(xiàn)[5]。
1.3.5 過(guò)氧化物酶(POD)活性的測(cè)定 POD活性測(cè)定方法參照文獻(xiàn)[7]， 酶的活性以U/(mg·鮮重)表示。
1.3.6 超氧化物歧化酶(SOD)活性的測(cè)定 參照文獻(xiàn)[6]采用NBT光還原法測(cè)定SOD活性，以NBT光還原50%為一個(gè)酶活力單位，酶的活性以U/mg表示。
1.3.7 過(guò)氧化氫酶(CAT)活性的測(cè)定 參照文獻(xiàn)[8]采用Aebi的方法測(cè)定CAT活性，以每分鐘催化分解1 mg分子底物的酶量為一個(gè)單位，酶的活性以mg/g·min表示。
1.4 數(shù)據(jù)分析
數(shù)據(jù)采用DPS 7.05數(shù)理統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行Duncan新復(fù)極差顯著性檢驗(yàn)和Excel 2003軟件作圖。
2 結(jié)果與分析
2.1 低溫處理?xiàng)l件下茉莉酸(JA)對(duì)水稻幼苗葉片相對(duì)電導(dǎo)率的影響
植物細(xì)胞膜對(duì)維持細(xì)胞微環(huán)境和正常的生理代謝起著重要的作用。在正常情況下，細(xì)胞膜對(duì)物質(zhì)具有選擇透性能力。當(dāng)植物受到低溫危害時(shí)，細(xì)胞膜遭到破壞，透性增大，使細(xì)胞內(nèi)的電解質(zhì)外泄，導(dǎo)致植物細(xì)胞浸提液的電導(dǎo)率增大。
由圖1可見(jiàn)，對(duì)照組的日本晴與IR50的相對(duì)電導(dǎo)率相差無(wú)幾，低溫處理水稻幼苗2 d后，日本晴和IR50相對(duì)電導(dǎo)率分別為40.7%和45.3%，與對(duì)照組相比差異均達(dá)顯著水平，用2.0 μmol/L的茉莉酸(JA)處理水稻幼苗2 d后，日本晴和IR50水稻幼苗的相對(duì)電導(dǎo)率分別比低溫脅迫降低20.6%和10.2%，日本晴的降低幅度比IR50的降低幅度高，且與未加JA的低溫處理相比差異均達(dá)顯著水平，說(shuō)明日本晴有很好的耐冷特性。
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