外源独脚金内酯对两种小麦苗期抗旱性的影响

郑州师范学院 王言景 张鹏 郑东方 朱文慧 孙盼盼

河南省农业科学院 李向东

独脚金内酯是一类小分子萜类化合物。自1966年研究人员从棉花根系浸提物中分离出独脚金醇（C19H22O6）以来，目前已鉴定出多种SLs 类似物，但不同的化学结构上都包含1 个三环内酯（ABC-ring）和1 个由烯醇醚键连接在一起的单环内酯（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团修饰引起的，而各种天然SLs 的D-ring 严格保持不变。

目前，有研究表明，独脚金内酯可以缓解大麦镉毒害作用，缓解拟南芥、葡萄幼苗受到的干旱胁迫，缓解油菜渍水胁迫等。还有研究表明，独脚金内酯可介导水稻烟草的化感作用，参与调控水稻的氮磷钾等养分的利用。而高新梅、武亭亭等虽然在其研究中部分涉及了独脚金内酯参与诱导小麦SPL 基因表达的路径，但对独角金内酯影响小麦抗性生理并未进行详细研究。此外，Mojde Sedaghat 等在其研究中虽然对独角金内酯诱导小麦抗旱性生理变化进行了初步研究，表明其对小麦的光合代谢与抗氧化系统都有所影响，但独脚金内酯影响的小麦不同激素的表达有待进行深入探讨。

本研究通过明确独脚金内酯诱导小麦抗旱性生理的影响，为小麦的田间栽培提供技术支持与帮助，并为进一步明确独脚金内酯合成转导的内在机制，以及与不同激素间的相互作用效果，进而为研究其与不同激素信号的交叉应答机制，提供理论依据与借鉴。

一、供试材料

供试材料为郑麦1860、郑麦369 及外源独角金内酯。

二、试验设置

光照（白天/黑夜，12 h/12 h，早6 点至晚6 点为光照时间，12 000 lux），温度（白天/ 黑夜，25℃/20 ℃），湿度（50 %）。PEG 6000 溶液（20 %，蒸馏水溶解）模拟干旱胁迫处理。外源GR24，10μm（100 mL），分3 次喷施，喷施至植株体表均匀覆盖一层水膜，每次喷施间隔5 min。小麦种子经过2%次氯酸钠溶液消毒5 min，发芽盒内萌发至1 叶期。移苗，采用5 L 的不透光盆水培处理。幼苗长至2 叶1 心期（心叶约为第2 叶的1/3）干旱处理2 d，而后与早8 点叶面喷施GR24，对照采用蒸馏水（CK）处理。早8 点叶面喷施后，于第6 h、第24 h 分别取样测定相关指标。每个处理设置4 次重复。

三、试验方法

（一）形态变化

形态建成：对24 h 小麦生长状态进行拍照。

（二）生理变化

1.植株含水量：24 h，每个处理取4 株样品，测定植株的鲜质量，并烘干至恒质量，测量干质量，计算植株含水量。

2.SPAD：使用SPAD 计，测量第6 h 每个处理小麦叶片的叶绿素荧光值，重复5 次。

3.抗氧化酶活性：通过氮蓝四唑与愈创木酚法分别测定叶片的SOD 与POD 活性。

四、统计分析

采用Excel 进行数据整理与分析。

五、结果分析

（一）形态变化

通过图1 可以看出，经过SLs 处理后两种小麦的根系长度较长，且不同叶片的颜色较为鲜艳，植株活性较强。

（二）生理变化

1.植株含水量与SPAD 值。通过对图2 的分析可以看出，第6 h，外源SLs 处理对两种小麦的SPAD 值均有促进作用，但相同品种的不同处理之间，差异幅度并不大。从对第24 h 小麦叶片含水量的分析中可以看出，SLs 较明显促进了植株含水量的提升，且郑麦1860 的提升幅度要大于郑麦369。这说明外源SLs 能够改变植株的叶绿素含量与植株含水量，且在20%PEG 的胁迫下，对郑麦1860 的作用效果较明显。

2.抗氧化酶活性。通过对图3 的分析可以看出，在干旱条件下，无论是喷施清水还是SLs 对两种小麦的SOD 与POD 活力都存在一定的影响。但在通过深入对比可以看出，针对郑麦1860，从第6 h 至第24 h，SOD活力与POD 活力迅速上升，但郑麦1860 CK 处理则无明显波动。而针对郑麦369 两种处理的SOD 与POD，其SOD 在不同时段内变化幅度不大，但其POD 则出现较大幅度变化，虽然SLs 处理在24 h 内略低于CK 处理，但SLs 处理的增长幅度较大于CK 处理。可以看出，SLs处理确实对小麦的抗氧化能力有促进作用，但在不同品种以及不同品种的不同生长时间段内作用效果略有不同。

六、讨论

小麦是中国的主要粮食作物之一，其产量的高低直接影响我国的粮食安全。特别是全球气候变暖、干旱等逆境不断发生，时刻威胁着我国的发展与稳定。因此，有效改善小麦的生长条件，提升小麦的栽培利用水平，进而保证产量与品质的提升，对改善我国的经济、保证我国的正常发展具有积极的作用。

在本研究中，通过叶面喷施外源GR24（独角金内酯的结构类似物），对其诱导的小麦含水量与抗氧化物能力的变化进行了探讨。通过分析可以看出，独脚金内酯对重度干旱条件下的小麦光合能力、水分含量与抗氧化能力确实存在一定的促进作用，但在不同品种中的作用效果以及作用时间存在一定的差异，而这与程鸿燕与Zhuomin 等的研究结果存在一定的共性。说明外源独脚金内酯存在一定的产业利用价值，未来可能成为一种高效的植物生长调节剂。

本研究对独脚金内酯在小麦抗旱能力方面的诱导作用进行了初步分析，但仍缺乏对内在调控机制的研究，特别是对独角金内酯与小麦激素交叉应答方面的探讨，这必将是未来的重要研究领域之一。