外源水楊酸對澇漬脅迫下小麥產量及相關生理指標的影響

江敏+鄭舒文+寧慧宇+鄒華文

摘要：為了研究水楊酸（SA）在小麥對澇漬脅迫響應過程中的作用，利用200 mmol/L SA外源噴施澇漬脅迫條件下的小麥葉片，檢測逆境處理期間小麥葉片內幾種常見保護酶的活性，丙二醛（MDA）、可溶性糖、脯氨酸含量及相對外滲電導率，并于收獲后測產。結果表明，與對照相比，SA處理可以顯著提高澇漬條件下小麥葉片內脯氨酸、可溶性糖含量及過氧化氫酶（CAT）、過氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性，顯著降低相對外滲電導率及MDA含量；大田試驗結果表明，SA處理可以顯著提高澇漬條件下小麥的產量。

關鍵詞：小麥；澇漬；水楊酸；產量；生理指標

中圖分類號：S512.101文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2017）05-0055-02

水楊酸（salicylic acid，SA）是一種內源的，在高等植物中廣泛分布的簡單酚類化合物，最早從柳樹皮中分離出來，并在醫療領域中廣泛應用[1]。近年來，SA在植物體內的功能、分布、代謝等基本規律被相繼闡明，并被作為一種新的植物內源激素[2]。大量研究表明，SA是植物抗病反應的重要信號分子，通過誘導植物的系統獲得性抗性（systemic acquired resistance，SAR），來提高植物的抗病性；還可以通過誘導細胞的程序性死亡來孤立并殺死侵入的病原體[3]。相對于生物抗性而言，SA在植物非生物抗性中的作用研究相對較少。已有的研究表明，SA可提高植物對鹽脅迫、紫外線輻射、溫度脅迫、干旱脅迫等的抗性[1]。但是，SA在植物對澇漬脅迫響應中的作用則鮮有報道。

隨著種植結構的調整，江漢平原小麥種植面積逐年增加。但是該地區小麥產量水平較低，約為3 000～3 750 kg/hm2，比全國平均水平低33.2%[4-5]。究其原因，該地區的澇漬災害可能是影響小麥產量的一個非常重要的因素。因為該地區的梅雨期與小麥揚花期重疊，而小麥揚花期是對澇漬脅迫極端敏感的時期。本研究以鄭麥9023為材料，探討了澇害條件下外源SA對小麥苗期生長的影響及可能的生理機制。以期通過化學調控的手段，提高該地區小麥單產提供理論依據。

1材料與方法

1.1材料

試驗材料為鄭麥9023。

[JP2]試驗于2013年10月至2014年6月進行，隨機區組設計試驗小區，3次重復，小區面積為2.5 m×5 m。于拔節期對小麥進行澇漬脅迫處理，處理方法為田間灌水至剛好出現明水為止，并一直保持此水位持續處理14 d。澇漬脅迫1 d后，于傍晚日落后噴施200 mg/L SA，每隔2 d噴施1次，對照同時噴施清水。參照Wang等的方法[6]，分別于處理后0、5、10、15 d 測量倒3葉中的3種保護酶活性，可溶性糖、脯氨酸、MDA含量及相對電導率水平。測量各小區連續10株的株高，取平均值。收獲后考種，進行產量及其構成因素的相關分析。[JP]

1.3數據處理與分析

采用SPSS軟件對數據進行統計和方差分析。

2結果與分析

2.1SA對澇漬條件下小麥產量及產量構成要素的影響

生物量尤其是經濟產量減少，是植物受澇漬脅迫后最直接的后果。由表1可以看出，SA處理能顯著提高澇漬條件下的小麥產量，與對照相比。通過對產量構成各因素分析發現，處理與對照之間的穗長和分蘗數沒有顯著差異，而千粒質量和穗粒數的差異達到了顯著水平。SA處理后的穗粒數與千粒質量分別比對照增加80.0%和13.7%。以上結果表明，SA可以通過提高穗粒數和千粒質量來增加澇漬脅迫條件下的小麥產量。

3討論與結論

形態學指標和生理指標是衡量植物對逆境抗性常用的指標，形態學指標中的產量指標是所有指標中最直觀、也是最重要的指標。本研究首先從產量指標上對外源SA在澇漬脅迫條件下對小麥的影響作了探討，結果表明SA處理的試驗小區產量顯著高于對照，說明SA處理可以提高小麥的抗澇性。

研究表明，在澇漬脅迫環境下植物細胞代謝發生紊亂，光合作用及呼吸作用過程中的光合傳遞及呼吸鏈都會發生電子滲漏，產生大量的活性氧及自由基（如O-2[KG-*2]· [KG-*3]等）。過量的活性氧及自由基攻擊細胞內正常的組分及結構，引起這些組分及結構的過氧化，膜脂過氧化最直接的結果是細胞透性增加，電解質外滲，相對外滲電導率升高，MDA含量增加，直至發生程序性細胞死亡[7-8]。同時，植物體還可以通過過氧化氫酶（CAT）、過氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）等酶促保護系統以及還原性谷胱甘肽、抗壞血酸等非酶促保護系統來清除活性氧，在一定程度上減輕活性氧傷害[9]。本研究顯示，SA處理在顯著降低澇漬條件下小麥葉片內MDA及相對外滲電導率水平的同時，顯著提高了SOD、POD及CAT活性，表明澇漬脅迫下SA處理可以維持細胞內較高的抗氧化酶活性，減少活性氧傷害，在很大程度上維護細胞內組分和結構的穩定性。結果還表明，澇漬條件下SA處理的小麥葉片內可溶性糖及脯氨酸的含量顯著高于對照，說明SA還可以通過提高細胞內滲透調節物質的含量來維持細胞的水勢，避免過度失水傷害。

參考文獻：

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