外源水杨酸对涝渍胁迫下小麦产量及相关生理指标的影响

江敏+郑舒文+宁慧宇+邹华文

摘要：为了研究水杨酸（SA）在小麦对涝渍胁迫响应过程中的作用，利用200 mmol/L SA外源喷施涝渍胁迫条件下的小麦叶片，检测逆境处理期间小麦叶片内几种常见保护酶的活性，丙二醛（MDA）、可溶性糖、脯氨酸含量及相对外渗电导率，并于收获后测产。结果表明，与对照相比，SA处理可以显著提高涝渍条件下小麦叶片内脯氨酸、可溶性糖含量及过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性，显著降低相对外渗电导率及MDA含量；大田试验结果表明，SA处理可以显著提高涝渍条件下小麦的产量。

关键词：小麦；涝渍；水杨酸；产量；生理指标

中图分类号：S512.101文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2017）05-0055-02

水杨酸（salicylic acid，SA）是一种内源的，在高等植物中广泛分布的简单酚类化合物，最早从柳树皮中分离出来，并在医疗领域中广泛应用[1]。近年来，SA在植物体内的功能、分布、代谢等基本规律被相继阐明，并被作为一种新的植物内源激素[2]。大量研究表明，SA是植物抗病反应的重要信号分子，通过诱导植物的系统获得性抗性（systemic acquired resistance，SAR），来提高植物的抗病性；还可以通过诱导细胞的程序性死亡来孤立并杀死侵入的病原体[3]。相对于生物抗性而言，SA在植物非生物抗性中的作用研究相对较少。已有的研究表明，SA可提高植物对盐胁迫、紫外线辐射、温度胁迫、干旱胁迫等的抗性[1]。但是，SA在植物对涝渍胁迫响应中的作用则鲜有报道。

随着种植结构的调整，江汉平原小麦种植面积逐年增加。但是该地区小麦产量水平较低，约为3 000～3 750 kg/hm2，比全国平均水平低33.2%[4-5]。究其原因，该地区的涝渍灾害可能是影响小麦产量的一个非常重要的因素。因为该地区的梅雨期与小麦扬花期重叠，而小麦扬花期是对涝渍胁迫极端敏感的时期。本研究以郑麦9023为材料，探讨了涝害条件下外源SA对小麦苗期生长的影响及可能的生理机制。以期通过化学调控的手段，提高该地区小麦单产提供理论依据。

1材料与方法

1.1材料

试验材料为郑麦9023。

[JP2]试验于2013年10月至2014年6月进行，随机区组设计试验小區，3次重复，小区面积为2.5 m×5 m。于拔节期对小麦进行涝渍胁迫处理，处理方法为田间灌水至刚好出现明水为止，并一直保持此水位持续处理14 d。涝渍胁迫1 d后，于傍晚日落后喷施200 mg/L SA，每隔2 d喷施1次，对照同时喷施清水。参照Wang等的方法[6]，分别于处理后0、5、10、15 d 测量倒3叶中的3种保护酶活性，可溶性糖、脯氨酸、MDA含量及相对电导率水平。测量各小区连续10株的株高，取平均值。收获后考种，进行产量及其构成因素的相关分析。[JP]

1.3数据处理与分析

采用SPSS软件对数据进行统计和方差分析。

2结果与分析

2.1SA对涝渍条件下小麦产量及产量构成要素的影响

生物量尤其是经济产量减少，是植物受涝渍胁迫后最直接的后果。由表1可以看出，SA处理能显著提高涝渍条件下的小麦产量，与对照相比。通过对产量构成各因素分析发现，处理与对照之间的穗长和分蘖数没有显著差异，而千粒质量和穗粒数的差异达到了显著水平。SA处理后的穗粒数与千粒质量分别比对照增加80.0%和13.7%。以上结果表明，SA可以通过提高穗粒数和千粒质量来增加涝渍胁迫条件下的小麦产量。

3讨论与结论

形态学指标和生理指标是衡量植物对逆境抗性常用的指标，形态学指标中的产量指标是所有指标中最直观、也是最重要的指标。本研究首先从产量指标上对外源SA在涝渍胁迫条件下对小麦的影响作了探讨，结果表明SA处理的试验小区产量显著高于对照，说明SA处理可以提高小麦的抗涝性。

研究表明，在涝渍胁迫环境下植物细胞代谢发生紊乱，光合作用及呼吸作用过程中的光合传递及呼吸链都会发生电子渗漏，产生大量的活性氧及自由基（如O-2[KG-*2]· [KG-*3]等）。过量的活性氧及自由基攻击细胞内正常的组分及结构，引起这些组分及结构的过氧化，膜脂过氧化最直接的结果是细胞透性增加，电解质外渗，相对外渗电导率升高，MDA含量增加，直至发生程序性细胞死亡[7-8]。同时，植物体还可以通过过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）等酶促保护系统以及还原性谷胱甘肽、抗坏血酸等非酶促保护系统来清除活性氧，在一定程度上减轻活性氧伤害[9]。本研究显示，SA处理在显著降低涝渍条件下小麦叶片内MDA及相对外渗电导率水平的同时，显著提高了SOD、POD及CAT活性，表明涝渍胁迫下SA处理可以维持细胞内较高的抗氧化酶活性，减少活性氧伤害，在很大程度上维护细胞内组分和结构的稳定性。结果还表明，涝渍条件下SA处理的小麦叶片内可溶性糖及脯氨酸的含量显著高于对照，说明SA还可以通过提高细胞内渗透调节物质的含量来维持细胞的水势，避免过度失水伤害。

参考文献：

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