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植物抗逆性中茉莉酸及其他衍生物的功用

来源:原创中版四柱预测彩图网 添加时间:2019-08-30

  摘要:茉莉酸类化合物作为一种新型的植物内源性激素,在植物的抗性方面具有广泛而重要的作用。本文介绍了它们在植物的抗虫性、抗病性、抗盐性、抗寒性、抗旱性、抗氧化以及抗热性方面的作用。

  关键词:茉莉酸; 茉莉酸甲酯; 抗性;

  继De Mole等1962年首次从茉莉属素馨花的香精油中分离到茉莉酸甲酯(MJ)后,人们陆续发现了茉莉酸(JA)及其他衍生物,将这些具有茉莉酸基本结构和功能的化合物统称为茉莉酸类化合物(JAs)。JAs通常在生长部位处含量较高[1].

  近年来,大量研究发现,在受到外界生物或非生物条件刺激时,植物体内会发生一系列生理生化反应以提高其抗逆性从而度过难关,而JAs大量产生并诱导一系列抗逆反应提示着它们在植物抗逆性方面的重要作用。

  1、抵抗生物胁迫

  1.1 抗虫性

  MJ透过植物细胞质膜被水解为JA,在植物体内完成信号的传递,调控相应基因的转录与表达、理化物质的合成,从而提高寄主植物对虫害的防御,增加抗虫性。MJ还可以诱导植物体产生挥发性物质[2].用不同浓度外源MJ对番茄进行处理,发现番茄体内对烟粉虱的物质总体含量均增加,而诱集烟粉虱的物质个别少量增加,总体减少[3].

  1.2 抗病性

  植物可被多种微生物寄生于体内或表面从而致病,然而植物体内也有自己的防御机制,JAs与植物抗病性有密切关联,人们普遍认为它可激活某些植物抗病相关基因的转录。如在小麦白粉病的抗性研究中,牛吉山等证明了抗病标志基因PR-1、PR-2、PR-5及Ta-JA2的表达增强呈正相关,JA是小麦抗白粉病反应的信号分子[4].

茉莉酸功用

  2、抵抗非生物胁迫

  2.1 抗盐性

  高盐条件容易造成植物的生理干旱,对植物产生离子毒害,破坏其正常代谢。JAs对植物抗盐性具有相关作用。氯化镧可以诱导植物JA的产生, 而氯化镧又可以促进盐胁迫下玉米种子的萌发和生长, 提高盐胁迫下玉米幼苗的存活率。采用溶液培养的方法发现加入JA合成抑制剂布洛芬 (IBU) 后氯化镧调控的“新单29”幼苗叶片抗盐性下降[5].

  2.2 抗寒性

  低温胁迫对植物的影响主要体现在酶活性、膜系统、细胞失水等方面,最终导致细胞代谢紊乱,甚至是细胞死亡。利用抗寒性不同的2个葡萄品种进行实验[6],得出低温胁迫下,葡萄植株通过调整体内激素代谢,提高ABA和JA的含量,降低IAA等促生长类激素含量,抑制活跃生长,以适应低温的结论。

  2.3 抗旱性与抗氧化

  水分是所有生物体必需的化合物。潘瑞炽等研究表明[7],MJ可改善花生幼苗叶片的结构,增加脱落酸和脯氨酸的含量,还可增加花生体内氧自由基的清除系统(如SOD)和减少膜脂过氧化作用及有毒物质的产生(如MDA),从而提高其对干旱的抵抗能力及抗氧化能力。

  2.4 抗热性

  高温可能会使植物体内蛋白质变性,膜中某些脂类液化,也可能阻碍其体内一些生理生化反应的进行。曹冬梅等报告显示高温处理下红掌幼苗叶片内JAs浓度先升高后随时间延长降低[8],高温处理后叶片抗氧化系统中的POD、SOD活性均有不同程度的升高,一定程度的高温处理可通过提高JAs浓度和抗氧化酶活性来提高红掌幼苗的抗热性。

  3、结语

  以上是JAs对植物抗性的影响,国内外有大量关于这方面的研究,足以看出JAs在诱导植物抗性方面的作用广泛,且作为众多植物内源激素中的一类,它不可能独立地完成某些作用。不过,目前尚未发现JAs在植物的抗涝性方面和抗金属盐等方面的很多研究,这可以作为新的研究方向,更加深入地探索JAs在植物抗逆性方面的更多作用。希望在不久的将来,JAs可以作为一种新型的植物生长调节剂被广泛应用,为广大农作物的增产高质做出贡献。

  参考文献

  [1]王宝山。植物生理学[M].北京:科学出版社,2016:168~171.
  [2]杨乃博, 伍苏然, 沈林波, 张树珍, 杨本鹏。植物抗虫性研究概况[J].热带农业科学, 2014, 34 (09) :61~68+89.
  [3]杨爱民, 周福才, 苏宏华, 赵斌, 张玉华, 衡森, 张海波。外源茉莉酸甲酯对番茄体内抗烟粉虱相关物质的诱导[J].扬州大学学报(农业与生命科学版), 2016, 37 (04) :97~102.
  [4]牛吉山, 刘靖, 倪永静, 尹钧。茉莉酸对PR-1、PR-2、PR-5和Ta-JA2基因表达以及小麦白粉病抗性的诱导[J].植物病理学报, 2011, 41 (03) :270~277.
  [5]单长卷, 徐新娟。茉莉酸合成抑制剂IBU对氯化镧调控玉米幼苗叶片抗盐性的影响[J].西北农业学报, 2017, 26 (1) :87~93.DOI:10.7606/j.issn.1004-1389.2017.01.011.
  [6]曲凌慧, 车永梅, 刘新, 卢江。ABA和JA等激素参与葡萄对低温胁迫的应答[J].青岛农业大学学报 (自然科学版) , 2010, 27 (01) :36~41.
  [7]潘瑞炽, 豆志杰, 叶庆生。茉莉酸甲酯对水分胁迫下花生幼苗SOD活性和膜脂过氧化作用的影响[J].植物生理学报, 1995 (03) :221~228.
  [8]曹冬梅, 王云山, 康黎芳, 张超, 刘琛彬。高温对红掌幼苗叶片茉莉酸浓度及抗氧化系统的影响[J].中国生态农业学报, 2007 (05) :102~104.

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