外源獨腳金內(nèi)酯對兩種小麥苗期抗旱性的影響

鄭州師范學(xué)院 王言景 張鵬 鄭東方 朱文慧 孫盼盼

河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 李向東

獨腳金內(nèi)酯是一類小分子萜類化合物。自1966年研究人員從棉花根系浸提物中分離出獨腳金醇（C19H22O6）以來，目前已鑒定出多種SLs 類似物，但不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)上都包含1 個三環(huán)內(nèi)酯（ABC-ring）和1 個由烯醇醚鍵連接在一起的單環(huán)內(nèi)酯（D-ring）。不同形式的天然SLs 主要是ABC-ring 上不同形式或位置的基團(tuán)修飾引起的，而各種天然SLs 的D-ring 嚴(yán)格保持不變。

目前，有研究表明，獨腳金內(nèi)酯可以緩解大麥鎘毒害作用，緩解擬南芥、葡萄幼苗受到的干旱脅迫，緩解油菜漬水脅迫等。還有研究表明，獨腳金內(nèi)酯可介導(dǎo)水稻煙草的化感作用，參與調(diào)控水稻的氮磷鉀等養(yǎng)分的利用。而高新梅、武亭亭等雖然在其研究中部分涉及了獨腳金內(nèi)酯參與誘導(dǎo)小麥SPL 基因表達(dá)的路徑，但對獨角金內(nèi)酯影響小麥抗性生理并未進(jìn)行詳細(xì)研究。此外，Mojde Sedaghat 等在其研究中雖然對獨角金內(nèi)酯誘導(dǎo)小麥抗旱性生理變化進(jìn)行了初步研究，表明其對小麥的光合代謝與抗氧化系統(tǒng)都有所影響，但獨腳金內(nèi)酯影響的小麥不同激素的表達(dá)有待進(jìn)行深入探討。

本研究通過明確獨腳金內(nèi)酯誘導(dǎo)小麥抗旱性生理的影響，為小麥的田間栽培提供技術(shù)支持與幫助，并為進(jìn)一步明確獨腳金內(nèi)酯合成轉(zhuǎn)導(dǎo)的內(nèi)在機(jī)制，以及與不同激素間的相互作用效果，進(jìn)而為研究其與不同激素信號的交叉應(yīng)答機(jī)制，提供理論依據(jù)與借鑒。

一、供試材料

供試材料為鄭麥1860、鄭麥369 及外源獨角金內(nèi)酯。

二、試驗設(shè)置

光照（白天/黑夜，12 h/12 h，早6 點至晚6 點為光照時間，12 000 lux），溫度（白天/ 黑夜，25℃/20 ℃），濕度（50 %）。PEG 6000 溶液（20 %，蒸餾水溶解）模擬干旱脅迫處理。外源GR24，10μm（100 mL），分3 次噴施，噴施至植株體表均勻覆蓋一層水膜，每次噴施間隔5 min。小麥種子經(jīng)過2%次氯酸鈉溶液消毒5 min，發(fā)芽盒內(nèi)萌發(fā)至1 葉期。移苗，采用5 L 的不透光盆水培處理。幼苗長至2 葉1 心期（心葉約為第2 葉的1/3）干旱處理2 d，而后與早8 點葉面噴施GR24，對照采用蒸餾水（CK）處理。早8 點葉面噴施后，于第6 h、第24 h 分別取樣測定相關(guān)指標(biāo)。每個處理設(shè)置4 次重復(fù)。

三、試驗方法

（一）形態(tài)變化

形態(tài)建成：對24 h 小麥生長狀態(tài)進(jìn)行拍照。

（二）生理變化

1.植株含水量：24 h，每個處理取4 株樣品，測定植株的鮮質(zhì)量，并烘干至恒質(zhì)量，測量干質(zhì)量，計算植株含水量。

2.SPAD：使用SPAD 計，測量第6 h 每個處理小麥葉片的葉綠素?zé)晒庵担貜?fù)5 次。

3.抗氧化酶活性：通過氮藍(lán)四唑與愈創(chuàng)木酚法分別測定葉片的SOD 與POD 活性。

四、統(tǒng)計分析

采用Excel 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與分析。

五、結(jié)果分析

（一）形態(tài)變化

通過圖1 可以看出，經(jīng)過SLs 處理后兩種小麥的根系長度較長，且不同葉片的顏色較為鮮艷，植株活性較強(qiáng)。

（二）生理變化

1.植株含水量與SPAD 值。通過對圖2 的分析可以看出，第6 h，外源SLs 處理對兩種小麥的SPAD 值均有促進(jìn)作用，但相同品種的不同處理之間，差異幅度并不大。從對第24 h 小麥葉片含水量的分析中可以看出，SLs 較明顯促進(jìn)了植株含水量的提升，且鄭麥1860 的提升幅度要大于鄭麥369。這說明外源SLs 能夠改變植株的葉綠素含量與植株含水量，且在20%PEG 的脅迫下，對鄭麥1860 的作用效果較明顯。

2.抗氧化酶活性。通過對圖3 的分析可以看出，在干旱條件下，無論是噴施清水還是SLs 對兩種小麥的SOD 與POD 活力都存在一定的影響。但在通過深入對比可以看出，針對鄭麥1860，從第6 h 至第24 h，SOD活力與POD 活力迅速上升，但鄭麥1860 CK 處理則無明顯波動。而針對鄭麥369 兩種處理的SOD 與POD，其SOD 在不同時段內(nèi)變化幅度不大，但其POD 則出現(xiàn)較大幅度變化，雖然SLs 處理在24 h 內(nèi)略低于CK 處理，但SLs 處理的增長幅度較大于CK 處理。可以看出，SLs處理確實對小麥的抗氧化能力有促進(jìn)作用，但在不同品種以及不同品種的不同生長時間段內(nèi)作用效果略有不同。

六、討論

小麥?zhǔn)侵袊闹饕Z食作物之一，其產(chǎn)量的高低直接影響我國的糧食安全。特別是全球氣候變暖、干旱等逆境不斷發(fā)生，時刻威脅著我國的發(fā)展與穩(wěn)定。因此，有效改善小麥的生長條件，提升小麥的栽培利用水平，進(jìn)而保證產(chǎn)量與品質(zhì)的提升，對改善我國的經(jīng)濟(jì)、保證我國的正常發(fā)展具有積極的作用。

在本研究中，通過葉面噴施外源GR24（獨角金內(nèi)酯的結(jié)構(gòu)類似物），對其誘導(dǎo)的小麥含水量與抗氧化物能力的變化進(jìn)行了探討。通過分析可以看出，獨腳金內(nèi)酯對重度干旱條件下的小麥光合能力、水分含量與抗氧化能力確實存在一定的促進(jìn)作用，但在不同品種中的作用效果以及作用時間存在一定的差異，而這與程鴻燕與Zhuomin 等的研究結(jié)果存在一定的共性。說明外源獨腳金內(nèi)酯存在一定的產(chǎn)業(yè)利用價值，未來可能成為一種高效的植物生長調(diào)節(jié)劑。

本研究對獨腳金內(nèi)酯在小麥抗旱能力方面的誘導(dǎo)作用進(jìn)行了初步分析，但仍缺乏對內(nèi)在調(diào)控機(jī)制的研究，特別是對獨角金內(nèi)酯與小麥激素交叉應(yīng)答方面的探討，這必將是未來的重要研究領(lǐng)域之一。