馬海霞，何麗娜，海春燕，曹新文，雷驥良，閆潔*，祝建波

（石河子大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，新疆 石河子832003）

茉莉酸甲酯對(duì)橡膠草生理生化及乳管分化的影響

馬海霞，何麗娜，海春燕，曹新文，雷驥良，閆潔*，祝建波

（石河子大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，新疆 石河子832003）

為了研究噴施不同濃度茉莉酸甲酯（MeJA）對(duì)橡膠草（Taraxacum kok-saghyz Rodin，TKS）農(nóng)藝性狀和乳管分化相關(guān)生理生化指標(biāo)的影響，分析這些指標(biāo)的變化與乳管分化的關(guān)系，明確促進(jìn)橡膠草乳管分化的最佳MeJA噴施濃度，本試驗(yàn)選擇1個(gè)月生的盆栽橡膠草為材料，設(shè)5個(gè)濃度的MeJA處理水平，即0.25、0.50、1.00、2.00和5.00 mmol/L，以噴施含2.2%無(wú)水乙醇的蒸餾水處理的橡膠草為對(duì)照，研究噴施不同濃度MeJA對(duì)橡膠草農(nóng)藝形狀、葉片葉綠素含量、根系活力、根系內(nèi)源激素含量、根系PAL活性、根系木質(zhì)素含量及根部韌皮束圈數(shù)的影響。結(jié)果顯示：與對(duì)照相比，噴施不同濃度MeJA可增加橡膠草的主根長(zhǎng)度、主根粗度和根冠比，但抑制了葉片的生長(zhǎng)。噴施不同濃度MeJA提高了葉片葉綠素含量和根系活力；橡膠草根系內(nèi)源玉米素核甘（ZR）、生長(zhǎng)素（IAA）和MeJA含量均呈增加趨勢(shì)，且均大于對(duì)照處理；隨著MeJA處理濃度的增大，脫落酸（ABA）和赤霉素（GA3）含量呈先增加后減小的趨勢(shì)；6-芐氨基腺嘌呤（6-BA）含量與對(duì)照無(wú)顯著差異。適宜濃度MeJA可增加橡膠草根部苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性，提高根系木質(zhì)素含量，增加韌皮束圈數(shù)。經(jīng)0.25、0.50和1.00 mmol/L MeJA處理后植株韌皮束圈數(shù)與對(duì)照呈顯著差異，與對(duì)照相比分別增加了29.4%、35.3%和47.0%。噴施適宜濃度的MeJA可促進(jìn)根部的生長(zhǎng)，優(yōu)化地上部與地下部的關(guān)系；加速根部IAA、MeJA、GA3、ZR和ABA代謝；提高植株P(guān)AL活性，增加木質(zhì)素含量，提高乳管分化能力。因此，可以通過(guò)葉面噴施濃度為1.00 mmol/L的MeJA最大限度的促進(jìn)橡膠草根部乳管分化。

橡膠草；茉莉酸甲脂；乳管分化

世界上存在約2500種產(chǎn)膠植物，只有少數(shù)物種產(chǎn)生的天然橡膠物理性能符合工業(yè)生產(chǎn)需要，如巴西橡膠樹、銀膠菊和橡膠草[1]。據(jù)調(diào)查，中國(guó)絕大部分的進(jìn)口橡膠均來(lái)源于東南亞。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，天然橡膠的需求量不斷增加，所以亟須尋找開發(fā)新的可用天然橡膠資源[2]。在對(duì)天然橡膠資源的探尋中，研究最為成功的是銀膠菊和橡膠草[3]，橡膠草橡膠與巴西橡膠樹橡膠的結(jié)構(gòu)和性能相似，是具有良好開發(fā)前景的產(chǎn)膠植物[3]。但由于橡膠草含膠率低、生產(chǎn)成本較高，限制著其應(yīng)用范圍。因此，研究噴施茉莉酸甲酯（MeJA）對(duì)橡膠草根部乳管細(xì)胞分化（簡(jiǎn)稱為乳管分化）的影響，明確與乳管分化關(guān)系最密切的生理生化指標(biāo)及其變化規(guī)律，對(duì)進(jìn)一步提高橡膠草產(chǎn)量和促進(jìn)橡膠草產(chǎn)業(yè)的開發(fā)有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。

前人研究表明，茉莉酸（JA）和MeJA作為茉莉酸類物質(zhì)（JAs）的代表具有刺激橡膠樹乳管分化的作用[3]，劉惠芳等[4]認(rèn)為同時(shí)使用適宜濃度的JA和6-芐氨基腺嘌呤（6-BA）能增加乳管分化程度，而脫落酸（ABA）與JA共同施用則減弱了JA對(duì)乳管分化的誘導(dǎo)作用，然而單獨(dú)使用ABA則不能誘導(dǎo)乳管的形成[5-8]。鄭杰[6]認(rèn)為噴施乙烯利能夠促進(jìn)橡膠樹乳管分化，提高橡膠產(chǎn)量，但乙烯利能夠引起橡膠樹樹皮的局部死亡和壞死。郝秉中等[7]認(rèn)為JA可誘導(dǎo)橡膠樹乳管分化，是調(diào)節(jié)乳管分化和發(fā)育的重要信號(hào)，其前體亞麻酸能夠誘導(dǎo)橡膠樹萌條分化出乳管，促進(jìn)成齡橡膠樹乳管再分化。橡膠樹乳管的分化還與植物抗性有密切關(guān)系，外源噴施JA能提高植物苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性，誘導(dǎo)植物體系統(tǒng)獲得抗性[9]。曾日中等[10]認(rèn)為當(dāng)橡膠樹受外源JA刺激時(shí)不僅可誘導(dǎo)PAL活性增強(qiáng)和木質(zhì)素含量增加，還促進(jìn)乳管分化。

前人主要集中在影響橡膠樹乳管生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)蛋白、基因及生態(tài)因子的研究方面，而關(guān)于橡膠草葉面噴施MeJA對(duì)其乳管分化、根部?jī)?nèi)源激素變化和植株抗性影響的研究相對(duì)較少。本研究以1個(gè)月生橡膠草植株為材料，研究噴施不同濃度MeJA處理的橡膠草根部乳管分化與農(nóng)藝性狀、葉綠素含量、根系活力、內(nèi)源激素含量、PAL活性、木質(zhì)素含量的關(guān)系，探討不同濃度的MeJA對(duì)橡膠草乳管分化的影響，以明確影響橡膠草乳管分化的生理生化因子，以期為進(jìn)一步提高橡膠草產(chǎn)膠量提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)中所選用的茉莉酸甲酯（MeJA）購(gòu)自于北京博奧拓達(dá)科技有限公司，主要成分為茉莉酸甲酯（Methyl Jasmonate，反 -3-氧代 -2-（順 -2-戊烯基）-環(huán)戊乙酸甲酯）。試驗(yàn)中所用的草炭土由丹麥Pinstrup公司生產(chǎn)。

1.2 方法

2015-2016年，試驗(yàn)在石河子大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，試驗(yàn)中橡膠草種子于2014年6月采自新疆石河子市北泉鎮(zhèn)農(nóng)田溝渠旁。采用盆栽試驗(yàn)，試驗(yàn)用花盆規(guī)格為15 cm×15 cm的塑料盆，橡膠草培養(yǎng)所用的基質(zhì)為草炭土和蛭石，兩者按草炭土∶蛭石=3∶1（體積比）比例進(jìn)行混合。種子經(jīng)10%雙氧水消毒15 min，清水漂洗數(shù)次后播種于培養(yǎng)皿中，待種子發(fā)芽后將生長(zhǎng)健康且長(zhǎng)勢(shì)均勻的幼苗移栽到混合的基質(zhì)中。光照培養(yǎng)架上的光強(qiáng)設(shè)為25000 Lux，光照時(shí)間為12 h/d，光照培養(yǎng)的溫度為室溫。幼苗生長(zhǎng)至1個(gè)月時(shí)用MeJA噴施。

試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)不同MeJA濃度處理，分別為：0.25、0.50、1.00、2.00 和 5.00 mmol/L。各處理均采用葉面噴施的方法施用MeJA。含2.2%無(wú)水乙醇的蒸餾水處理的植株為對(duì)照（CK）。選取長(zhǎng)勢(shì)健康且均勻一致的橡膠草植株，進(jìn)行葉面噴施，每2 d天噴施1次，共噴施5次。MeJA具有揮發(fā)性，噴施后立即套上黑袋子，能延長(zhǎng)其對(duì)橡膠草的處理時(shí)間。5次噴施結(jié)束之后第3天測(cè)定根部?jī)?nèi)源激素（IAA、GA3、ABA、IAA、6-BA、MeJA）、PAL活性、根系活力及葉綠素含量，在噴施后第20天測(cè)定農(nóng)藝性狀、木質(zhì)素含量及根部解剖學(xué)結(jié)構(gòu)。

1.2.1 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.2.2 農(nóng)藝性狀的測(cè)定

農(nóng)藝形狀的測(cè)定于噴施后20 d開始，每處理選取長(zhǎng)勢(shì)均勻且有代表性的橡膠草植株5盆（共計(jì)15株），每盆選擇相同部位的5片葉片測(cè)定。葉長(zhǎng)、葉寬、主根長(zhǎng)、主根粗用游標(biāo)卡尺測(cè)量，葉面積參照吉田昌一[11]的方法，計(jì)算公式為：葉面積=葉長(zhǎng)×葉寬×0.75。

1.2.3 葉綠素含量的測(cè)定

葉綠素含量的測(cè)定于噴藥后3 d開始，每處理隨機(jī)選取5片倒三葉，且被選擇的葉片噴藥前生長(zhǎng)健康，參照Linchtenthaler等[12]的測(cè)定方法。葉綠素含量的計(jì)算公式為：葉綠素 a（mg/g）：Ca=（12.72A663-2.59A645）×V/（1000×W），葉綠素 b（mg/g）：Cb=（22.88A645-4.68A663）×V/（1000×W），葉綠素總量（mg/g）：CT=（8.02A663+20.29A645）×V/（1000×W）。以上各式中，A663、A645分別在波長(zhǎng)663、645 nm條件下葉綠素提取液的吸光度值；V是80%丙酮提取液的體積（mL）；W是提取橡膠草葉片鮮重（g）。

1.2.4 根系活力的測(cè)定

根系活力的測(cè)定于噴藥后3 d開始，每處理重復(fù)3次。參照張志良等[13]的測(cè)定方法（TTC法）。

1.2.5 內(nèi)源激素含量的測(cè)定

內(nèi)源激素含量的測(cè)定采用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）測(cè)定，測(cè)定單位為中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)作物化學(xué)控制研究中心王寶明課題組。取樣方法：挖取橡膠草根部，流水沖洗干凈后，用濾紙吸干根部表面的水分，準(zhǔn)確稱取0.2 g，迅速放到5 mL離心管中，然后置于液氮中速凍，冷凍的根樣保存在-80℃超低溫冰箱中備用。

1.2.6 PAL活性的測(cè)定

PAL活性的測(cè)定于噴藥后3 d開始，每處理重復(fù)3次。參照張志良等[13]的測(cè)定方法。

1.2.7 木質(zhì)素含量的測(cè)定

木質(zhì)素含量的測(cè)定于噴施后20 d開始，每處理重復(fù)3次。取橡膠草根部，用流水沖洗干凈，吸干根部表面的水分，選取靠近葉基的根進(jìn)行木質(zhì)素含量的測(cè)定。參照Syros等[14]的測(cè)定方法。

1.2.8 根部韌皮束圈數(shù)的測(cè)定

根部韌皮束圈數(shù)的測(cè)定于噴施后20 d開始，每處理重復(fù)3次。樣本處理參照史自強(qiáng)等[15]的測(cè)定方法，并在此基礎(chǔ)上加以改進(jìn)。從每個(gè)濃度處理下的植株中選取有代表性的植株3株，切去葉基以上約0.5 cm的部分，選取以下不大于1 cm的根部放入FAA固定液（50%無(wú)水乙醇配制）中固定24 h，經(jīng)脫水、變性、透明、切片和染色等步驟，在顯微鏡下對(duì)韌皮束圈數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，求取同濃度處理下3株植株韌皮束圈數(shù)的平均值。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010統(tǒng)計(jì)和作圖，通過(guò)SPSS 20軟件進(jìn)行方差分析檢驗(yàn)其差異顯著性，方差比較采用Duncan法。

2 結(jié)果與分析

2.1 噴施不同濃度MeJA對(duì)橡膠草農(nóng)藝性狀的影響

由表1可知，與對(duì)照相比，噴施5個(gè)不同濃度MeJA處理對(duì)橡膠草的主根粗度和根冠比無(wú)顯著影響；噴施 0.25、0.50、1.00和 2.00 mmol/L的 4個(gè)處理顯著提高了主根長(zhǎng)度；0.25和0.50 mmol/L 2個(gè)處理對(duì)橡膠草的葉長(zhǎng)、葉寬和葉面積無(wú)顯著影響，但1.00、2.00和5.00 mmol/L 3個(gè)濃度處理均顯著降低了橡膠草的葉長(zhǎng)、葉寬和葉面積，其中尤以5.00 mmol/L濃度處理的降低效果最顯著。這說(shuō)明噴施0.25-0.50 mmol/L的MeJA既能促進(jìn)地下部根的生長(zhǎng)，又對(duì)地上部葉片生長(zhǎng)的抑制作用較小。

表1 噴施不同濃度MeJA對(duì)橡膠草農(nóng)藝性狀的影響Tab.1 Effects of spraying the different concentrationon of MeJA on agronomic traits of TKS

2.2 噴施不同濃度的MeJA對(duì)橡膠草葉片葉綠素含量的影響

葉綠素在光合作用中對(duì)光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化中起著極為重要的作用。由表2可知，噴施不同濃度MeJA處理后，橡膠草葉片的葉綠素a、葉綠素b及總?cè)~綠素含量較對(duì)照均呈增加趨勢(shì)；其中0.25和0.50 mmol/L處理下的葉綠素a和總?cè)~綠素含量與對(duì)照無(wú)顯著差異；與對(duì)照相比，1.00、2.00和5.00 mmol/L 3個(gè)濃度處理均顯著提高了葉片的葉綠素a、葉綠素 b及總?cè)~綠素含量（P＜0.05）。

表2 噴施不同濃度MeJA對(duì)橡膠草葉片葉綠素含量的影響Tab.2 Effects of spraying the different concentrations of MeJA on leaves chlorophyll content of TKS

2.3 噴施不同濃度MeJA對(duì)植株根系活力的影響

根系活力的強(qiáng)弱直接影響植株地上部分的生長(zhǎng)發(fā)育快慢及產(chǎn)量的高低。由表3可知，噴施MeJA能增強(qiáng)橡膠草根系活力，且根系活力的變化隨著噴施MeJA濃度的增加呈先增加后減小的趨勢(shì)。噴施MeJA后橡膠草根系活力均較對(duì)照處理的橡膠草根系活力大，其中 0.50、1.00、2.00和 5.00 mmol/L 4個(gè)濃度處理的根系活力與對(duì)照相比達(dá)到顯著水平（P＜0.05），其中尤以噴施0.5 mmol/L處理對(duì)根系活力的促進(jìn)作用更顯著（表3）。

表3 噴施不同濃度MeJA對(duì)植株根系活力的影響Tab.3 Effects of spraying the different of MeJA concentrations on root activity of TKS

2.4 噴施不同濃度MeJA對(duì)橡膠草根部?jī)?nèi)源激素的影響

由表4可知，橡膠草噴施不同濃度MeJA處理的IAA、MeJA含量均呈增加趨勢(shì)，且均大于對(duì)照處理，2.00和5.00 mmol/L處理下其含量與其他各處理顯著差異。ZR含量在2.00 mmol/L處理下達(dá)最大值，且顯著高于其余處理（P＜0.05）。6-BA含量呈單峰曲線變化，在0.50 mmol/L處理下達(dá)最大值，0.50和5.00 mmol/L處理的植株6-BA含量與其余各處理顯著差異。ABA和GA3含量呈先增加后減小的趨勢(shì)，ABA含量在0.50和1.00 mmol/L的2個(gè)濃度處理下高于對(duì)照處理，ABA含量在0.25、0.50和1.00 mmol/L處理下顯著高于其他各處理（P＜0.05）；GA3含量在1.00 mmol/L處理下達(dá)最大值且與其余各處理顯著差異（P＜0.05）。

表4 噴施不同濃度MeJA對(duì)橡膠草根系內(nèi)源激素的影響Tab.4 Effects of spraying the different concentrations of Methyl jasmonate on root endogenous hormones of TKS

2.5 噴施不同濃度的MeJA對(duì)橡膠草根系PAL活性的影響

PAL活性經(jīng)各濃度MeJA處理后均高于對(duì)照，在0.50和5.00 mmol/L處理下與對(duì)照顯著差異，其他3個(gè)濃度處理的PAL活性與對(duì)照無(wú)顯著差異（表5）。

表5 噴施不同濃度MeJA對(duì)橡膠草根系PAL活性的影響Tab.5 Effects of spraying the different concentrations of MeJA on root PAL activity of TKS

2.6 噴施不同濃度MeJA對(duì)橡膠草根系木質(zhì)素含量的影響

由表6可知，噴施不同濃度MeJA處理的橡膠草根部木質(zhì)素含量總體先增加后減小，在1.00 mmol/L 處理下顯著高于對(duì)照處理（P＜0.05），0.25、0.50和2.00 mmol/L處理下的木質(zhì)素含量與對(duì)照無(wú)顯著差異，5.00 mmol/L處理的木質(zhì)素含量最小，顯著低于對(duì)照。

表6 噴施不同濃度MeJA對(duì)橡膠草根系木質(zhì)素含量的影響Tab.6 Effects of spraying the different concentrationons of MeJA on root lignin content in koksaphyz

2.7 噴施不同濃度MeJA對(duì)橡膠草根部乳管分化的影響

由表7可知，噴施MeJA處理的橡膠草根部乳管的分化隨噴施MeJA濃度的增加呈先增加后減小的趨勢(shì)。與對(duì)照相比，0.25、0.50和1.00 mmol/L 3個(gè)處理的根部韌皮束圈數(shù)較對(duì)照處理顯著增加，且這3個(gè)處理間無(wú)顯著差異；而2.00和5.00 mmol/L 2個(gè)處理的根部韌皮束圈數(shù)顯著小于對(duì)照處理。表明葉面噴施濃度為0.25-1.00 mmol/L的MeJA可有效促進(jìn)橡膠草根部乳管的分化。

表7 不同濃度MeJA對(duì)橡膠草根部乳管分化的影響Table 7 Effects of different concentrations of MeJA on root laticifer differentiation of TKS

3 討論

3.1 橡膠草噴施MeJA對(duì)植株地上部和地下部生長(zhǎng)，根系活力與乳管分化的影響

研究表明，噴施高濃度的MeJA能抑制葉片的正常生長(zhǎng)，使光合作用面積減小[16]，造成地上部分同化產(chǎn)物量降低[17]。龔小貴[18]對(duì)馬蘭的研究中也認(rèn)為較高濃度的MeJA抑制植物葉片的生長(zhǎng)，但可顯著提高葉片葉綠素含量。根系是植物的主要吸收器官，根系活力是反映植株吸收能力的綜合指標(biāo)，根系活力強(qiáng)則有利于植株對(duì)水分及礦物養(yǎng)分的吸收[19]。本研究表明，橡膠草葉面噴施MeJA抑制了葉片的生長(zhǎng)，減小了葉面積；這可能是因?yàn)閲娛㎝eJA促進(jìn)了葉片中GA向根部運(yùn)輸，使葉片中GA的含量減小，進(jìn)而抑制葉面積增加。Wang等[20]認(rèn)為葉片內(nèi)源GA合成減少，導(dǎo)致植株的橫向生長(zhǎng)受到抑制。橡膠草噴施適宜濃度的MeJA能促進(jìn)根的縱向伸長(zhǎng)和橫向生長(zhǎng)，使植株根冠比變大，優(yōu)化植株地上部和地下部生長(zhǎng)，這一方面可能是因?yàn)楦縂A和IAA合成增加，使得根部的生長(zhǎng)加快；另一方面噴施MeJA能提高根系活力，這有利于植株對(duì)水分及礦物養(yǎng)分的吸收，使光合產(chǎn)物優(yōu)先向根部轉(zhuǎn)移，增加根系生物量，進(jìn)而提高根冠比[21]。同時(shí)葉片葉綠素含量的增加，提高了葉片對(duì)光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化，增加了光合同化產(chǎn)物的積累，使葉片有更多的光合產(chǎn)物向根部運(yùn)輸，為乳管分化提供了物質(zhì)保障。

3.2 橡膠草噴施MeJA對(duì)內(nèi)源激素的影響及與乳管分化的影響

細(xì)胞分化是一個(gè)極其復(fù)雜的生理生化變化，是植物體內(nèi)各種因素綜合作用、相互協(xié)調(diào)的結(jié)果[22]，最終使植株表現(xiàn)出相應(yīng)生理生化變化。前人研究表明，JA和MeJA具有刺激橡膠樹乳管分化的作用[3]，IAA是管狀分子分化的一個(gè)基礎(chǔ)性誘導(dǎo)因子[23]，能夠促進(jìn)橡膠樹再生樹皮中乳管列數(shù)的增加。但很多激素并未誘導(dǎo)乳管分化的作用，它們?cè)谕庠碝eJA的誘導(dǎo)下含量發(fā)生變化，各激素間相互作用，可能對(duì)乳管的分化產(chǎn)生影響。本研究表明，葉面噴施適宜濃度的 MeJA能夠增強(qiáng)根部?jī)?nèi)源 IAA、MeJA、GA3、ZR及ABA代謝，使其含量增加。ZR含量與MeJA處理濃度未表現(xiàn)出緊密的相關(guān)性，6-BA和GA3含量分別在0.50和1.00 mmol/L處理下達(dá)到最大，與韌皮束圈數(shù)相符，此濃度處理下的6-BA和GA3含量變化可能與MeJA共同作用促進(jìn)橡膠草乳管的分化；IAA的含量變化與韌皮束圈數(shù)并未表現(xiàn)出高度一致，隨IAA含量的逐漸增多，韌皮束圈數(shù)在2.00和5.00 mmol/L處理下減小，這可能是由于高濃度的IAA抑制了橡膠草根系的生長(zhǎng)和分化。ABA的主要生理作用為抑制植物生長(zhǎng)，除此之外還能夠提高植物的抗旱和耐鹽力，IAA、GA和細(xì)胞分裂素（CTK）對(duì)其生理作用有抵消效應(yīng)；另外，ABA能夠刺激乙烯的合成，有效的調(diào)整植物的根冠比。ABA含量的變化與韌皮束圈數(shù)的變化趨勢(shì)一致，體現(xiàn)出了高濃度抑制低濃度促進(jìn)細(xì)胞分化的效應(yīng)，這與曹婧等[24]用不同濃度ABA處理對(duì)異子蓬黑色種子生長(zhǎng)和發(fā)育的研究結(jié)果相似。隨葉面噴施MeJA濃度增大，根系內(nèi)源MeJA含量也增大，而韌皮束圈數(shù)減少，這可能是由于高濃度的MeJA對(duì)橡膠草的生長(zhǎng)產(chǎn)生了抑制效應(yīng)[2 5]，阻礙了乳管的分化。

3.3 橡膠草噴施MeJA對(duì)根系PAL活性、木質(zhì)素含量及與乳管分化的影響

前人研究表明，外源噴施JA可提高植物的PAL活性，誘導(dǎo)植物體系統(tǒng)獲得抗性[9]。巴西橡膠樹的乳管被認(rèn)為是一種參與防御反應(yīng)的保護(hù)結(jié)構(gòu)，而乳管中的乳膠是橡膠樹在受到環(huán)境脅迫時(shí)起保護(hù)作用的細(xì)胞質(zhì)[26]，因此JA誘導(dǎo)橡膠樹與JA在植物防御反應(yīng)中的作用一致。曾日中等[10]認(rèn)為，當(dāng)橡膠樹受外源JA刺激使得PAL活性增加，使植株體內(nèi)抗性物質(zhì)和木質(zhì)素含量增加。木質(zhì)素的沉積被認(rèn)為是細(xì)胞分化的重要標(biāo)志之一[27]，在植物細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化以及抗性上具有重要的意義[28-29]。本研究表明，橡膠草噴施MeJA能促進(jìn)根系PAL活性，且PAL活性隨MeJA處理濃度的增大總體呈增大趨勢(shì)；同時(shí)使橡膠草根部木質(zhì)素含量增加，但是當(dāng)噴施MeJA濃度過(guò)高時(shí)反而抑制了橡膠草根部木質(zhì)素的合成，使木質(zhì)素含量降低。這可能是因?yàn)橄鹉z草噴施MeJA使得根部的PAL活性增加，促進(jìn)了根部木質(zhì)素的合成，根部木質(zhì)素含量的增加又促進(jìn)乳管的分化。但過(guò)高濃度MeJA抑制了橡膠草根部木質(zhì)素的合成，這可能是因?yàn)楦邼舛鹊腗eJA抑制或者減弱了木質(zhì)素合成途徑中其它酶的活性或者一些木質(zhì)素合成關(guān)鍵因素被限制，從而使木質(zhì)素含量降低。

4 結(jié)論

葉面噴施適宜濃度MeJA可促進(jìn)橡膠草根部乳管分化，增加韌皮束圈數(shù)。噴施MeJA可促進(jìn)根部的生長(zhǎng)，優(yōu)化地上部與地下部的關(guān)系；可提高根部?jī)?nèi)源IAA、MeJA、GA3、ZR及 ABA代謝水平，進(jìn)而促進(jìn)植株的生長(zhǎng)和細(xì)胞的分化；可提高植株P(guān)AL活性、增加木質(zhì)素含量、增強(qiáng)植物抗性。因此，建議在生產(chǎn)中通過(guò)葉面噴施濃度為1.00 mmol/L的MeJA來(lái)最大限度的促進(jìn)橡膠草根部乳管分化；同時(shí)，在此濃度下根系內(nèi)源ABA含量、DAC活性和木質(zhì)素含量均高于對(duì)照，這有助于橡膠草抗性的增強(qiáng)。

[1]代龍軍，曾日中.產(chǎn)膠植物橡膠轉(zhuǎn)移酶的研究進(jìn)展[J].植物生理學(xué)報(bào)，2013，49(10):1000-1008.Dai L J，Zeng R Z.Research advances in rubber transferases of the rubber-producing plants[J].Plant Physiology Journal，2013，49(10):1000-1008.

[2]安峰，林位夫，謝貴水，等.國(guó)內(nèi)外巴西橡膠樹替代作物及技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀[J].熱帶作物學(xué)報(bào)，2012，33(6):1134-1141.An F，Lin W F，Xie G S，et al.Present si tuation of research and development of alternative crops and technology of Brazil rubber tree[J].Chinese Journal of Tropical Crops，2012，33(6):1134-1141.

[3]張立群，張繼川，王鋒，等.全球天然橡膠發(fā)展趨勢(shì)及我國(guó)多元化發(fā)展之路(下)[J].中國(guó)橡膠，2013，29(22):18-20.Zhang L Q，Zhang J C，Wang F，et al.Global natural rubber trends and Chinese diversified development[J].China Rubber，2013，29(22):18-20.

[4]劉惠芳，吳繼林，郝秉中.茉莉酸和其它激素對(duì)巴西橡膠樹乳管分化的協(xié)同作用[J].熱帶作物學(xué)報(bào)，2001，22(3):6-16.Liu H F，Wu J L，Hao B Z.Synergistic effect of jasmonic acid and other hormones on Brazilian rubber tree laticifer differentiation[J].Chinese Journal of Tropical Crops，2001，22(3):6-16.

[5]Hao B Z，Wu J L.Laticifer differentiation in hevea brasiliensis:induced by exogenous jasmonic acid and linolenic acid[J].Annals of Botany，2000，85(1):37-43.

[6]鄭杰.乙烯利在橡膠樹上應(yīng)用的研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35(19):5686-5688.Zheng J.Advances in the application of ethephon in rubber tree[J].Journal of Anhui Agricultural Sciences，2007，35(19):5686-5688.

[7]郝秉中，田維敏，譚海燕，等.茉莉酸在巴西橡膠樹傷害防衛(wèi)結(jié)構(gòu)形成中的作用[J].熱帶作物學(xué)報(bào)，2002，23(4):1-6.Hao B Z，Tian W M，Tan H Y，et al.The role of jasmonic acid in the formation of Brazil rubber tree damage defense structure[J].Chinese Journal of Tropical Crops，2002，23(4):1-6.

[8]Nichiporovich A A，Ivanjtzkaja E F.On the working condition of the foliageasa factor of differentiation of lactiferous vessels in kok-saghyz roots[J].Comp Rend(Doklady)Acad Sci，URSS，1945，46(1):36-39.

[9]李文彬.昆蟲抗菌肽介導(dǎo)的抗桉樹青枯病基因工程研究[D].?？?華南熱帶農(nóng)業(yè)大學(xué)，2000.

[10]曾日中，白先權(quán)，黎瑜，等.外源茉莉酸誘導(dǎo)巴西橡膠樹乳管分化的酶學(xué)研究(Ι)[J].熱帶作物學(xué)報(bào)，2001，22(3):17-23.Zeng R Z，Bai X Q，Li Y，et al.Enzymatic study on the induction of breast ductal differentiation of rubber tree by exogenous jasmonic acid(Ι)[J].Chinese Journal of TropicalCrops，2001，22(3):17-23.

[11]吉田昌一.稻作科學(xué)原理[M].厲葆初.杭州:浙江科技出版社，1984:21-28，35-37.

[12]Lichtenthaler H K.Chlorophylls and carotenoids pigments of photosynthetic biomembranes[J].MethodsEnzymology,1987，148:350-382.

[13]張志良，瞿偉菁.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].3版.北京：高等教育出版社，2003:277-278.

[14]Syros T，Yupsanis T，Zafiriadis H，et al.Activity and isoforms of peroxidases，lignin and anatomy，during adventitious rooting in cuttings ofEbenus creticaL.[J].Journal Plant Physiology.，2004，161(1):69-77.

[15]史自強(qiáng)，胡正海.植物含橡膠組織的制片[J].植物學(xué)報(bào)，1965,13(2):179-183.Shi Z Q，Hu Z H.The production method of rubbercontaining of plant[J].Acta Botanica Sinica，1965，13(2):179-183.

[16]楊傳杰，羅毅，孫林，等.水分脅迫對(duì)覆膜滴灌棉花根系活力和葉片生理的影響[J].干旱區(qū)研究，2012，29(5):802-810.Yang C J，Luo Y，Sun L，et al.Effects of water stress on cotton root activity and leaf physiology of plastic mulched drip irrigation[J].Arid Zone Research，2012，29(5):802-810.

[17]王利軍，李家永，戰(zhàn)吉成，等.水楊酸對(duì)受高溫脅迫的葡萄幼苗光合作用和同化物分配的影響[J].植物生理學(xué)通訊，2003，39(3):215-216.Wang L J，Li J Y，Zhan J C，et al.Effects of Salicylic acid on photosynthesis and assimilate distribution of grape seedlings under heat stress[J].Plant Physiology Journal，2003，39(3):215-216.

[18]龔小貴.不同濃度茉莉酸甲酯對(duì)馬藍(lán)生理與蛋白質(zhì)的影響[D].福州:福建農(nóng)林大學(xué)，2001.

[19]路文靜，李奕松.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教程[M].北京：中國(guó)林業(yè)出版社，2012:17-20.

[20]Wang L，Mu C，Du M W，et al.The effect of mepiquat chloride on elongation of cotton(Gossypium hirsutumL.)internode is associated with low concentration of gibberellic acid[J].Plant Science，2014，225：15-23.

[21]郭德軍，宋蟄存.基于灰度共生矩陣的紋理圖像分類研究[J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備，2005，33(7):33-34.Guo D J，Song Z C.A study on texture image classifying based on gray-level cooccurrence matrix[J].Forestry Machinery&Woodworking Equipment，2005，33(7):33-34.

[22]郜愛玲，李建安，劉儒，等.高等植物花芽分化機(jī)理研究進(jìn)展[J].經(jīng)濟(jì)林研究，2010，28(2):131-136.Gao A L，Li J A，Liu R，et al.Advances in research on flower bud differentiation mechanism in higher plants[J].Nonwood Forest Research，2010，28(2):131-136.

[23]Milioni D，Sado P，Stacey N J，et al.Differential expression of cell wall related genes during the formation of tracheary elements in theZinniamesophyllcellsestem[J].Plant molecular Bioogyl，2001,47(1/2):221-238.

[24]曹婧，李曉榮，王翠，等.外源激素ABA新疆荒漠鹽生植物異子蓬異型種子萌發(fā)機(jī)制 [J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2015，35(20):6666-6677.Cao J，Li X R，WANG C，et al.Effects of exogenous abscisic acid on heteromorphic seed germination ofSuaeda aralocaspica，a typical halophyte of Xinjiang desert region[J].Acta Ecologica Sinica，2015，35(20):6666-6677.

[25]田愛梅，王國(guó)強(qiáng)，曹家樹.莉酸類物質(zhì)對(duì)農(nóng)作物的生理效應(yīng)研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36(30):13037-13039.Tian A M，Wang G Q，Cao J S.Study on the physiological effects of jasmonates on crops[J].Journal of Anhui Agricultural Sciences，2008，36(30):13037-13039.

[26]劉惠芳.茉莉酸和其它激素對(duì)巴西橡膠樹乳管分化作用的研究[D].?？?華南熱帶農(nóng)業(yè)大學(xué)，2000.

[27]叢斌，楊茂成，粟波，等.小麥根尖細(xì)胞分化過(guò)程中木質(zhì)素合成及其相關(guān)酶的活性變化[J].復(fù)旦學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，1997，36(5):550-554.Cong B，Yang M C，Li B，et al.Lignin biosynthesis and activity of related enzymes during wheat root tip cells differentiation[J].Jourlal of Fudan Uniersity(Natural Science)，1997，36(5):550-554.

[28]徐東花，郭俊娥，徐璐，等.多胺氧化酶活性及木質(zhì)素沉積與菊花花芽分化的關(guān)系[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2014，29(3):164-169.Xu D H，Guo J E，Xu L，et al.The relationship between polyamine oxidase activity and lignin deposition and chrysanthemum flower bud differentiation[J].Acta Agriculturae Boreali-Sinica，2014，29(3):164-169.

[29]Moerschbacher B，Heck B，Kogel K H.An elicitor of the hypersensitive lignification response in wheat leaves isolated from the rust fungusPuccinia graminisf.s ptriticiⅡ.Induction of enzymes correlated with biosynthesis of lignin[J].Zeitschrift Für Naturorsch，1986，41(9):839-844.

Effects of Methyl jasmonate on physiology,biochemistry and laticifer differentiation ofTaraxacum kok-saghyz

Ma Haixia,He Lina,Hai Chunyan,Cao Xinwen,Lei Jiliang,Yan Jie*,Zhu Jianbo
(College of Life Sciences,Shihezi University,Shihezi,Xinjiang 832003,China)

The objective of this study was to compare the effects of different concentrations of methyl jasmonate (MeJA)on the agronomic traits and the physiological and biochemical indexes ofTaraxacum kok-saghyzRodin (TKS).Analysis was also conducted to determine the relationship between those indexes and laticifer differentiation in TKS.The optimal MeJA concentration was determined to promote laticifer differentiation.One-month-old TKS seedlings were sprayed with 0.25,0.5,1,2,and 5 mmol/L MeJA.In the control treatment,TKS seedlings were sprayed with a 2.2%solution of ethanol in distilled water.The following variables were then measured in each treatment:agronomic traits,leaf chlorophyll content,root activity,endogenous hormone concentration,root phenylalanine ammonialyase (PAL)activity,root lignin content,and number of phloem bundles in the roots.The results showed that MeJA increased taproot length,taproot thickness,and the root shoot ratio,but inhibited leaf growth.Exogenous MeJA also increased leaf chlorophyll,and root activity.In roots,the concentrations of zeatin (ZR),auxin (IAA),and MeJA were significantly greater in the MeJA treatments than in the control.Low MeJA concentrations increased abscisic acid(ABA)and gibberellin (GA3)in roots,whereas high MeJA reduced ABA and GA3.There was no significant difference in 6-benzylaminoadenine(6-BA)between the MeJA treatments and the control.The appropriate concentration of MeJA increased thePAL activity,lignin content and the number of phloem bundles in TKS roots.The 0.25,0.5 and 1 mmol/L MeJA treatments increased the number of phloem bundles by 29.4,35.3,and 47.0%,respectively,compared with the control.In conclusion,MeJA can promote the growth of shoots and roots,thus optimizing their relationship.In roots,MeJA can increase the metabolism of MeJA,GA3,ZR and ABA,PAL activity,and lignin content.Exogenous MeJA at a concentration of 1 mmol/L MeJA can promote the differentiation of TKS roots.

Taraxacum kok-saghyzRodin;Methyl jasmonate;laticifer differentiation

S576；Q945.78

A

10.13880/j.cnki.65-1174/n.2017.04.010

1007-7383(2017)04-0451-07

2016-12-20

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31360060)

馬海霞(1988-)，女，碩士研究生，專業(yè)方向?yàn)橹参锷L(zhǎng)發(fā)育代謝調(diào)控，e-mail:mahx0819@163.com。

*通信作者：閆潔(1969-)，女，副教授，從事生物化學(xué)與分子生物學(xué)研究，e-mail:jiey@shzu.edu.cn。