茉莉酸类对稻、高梁和果园草颖花开放的诱导效应

以稻、高粱、苏丹草和果园草等植物为试验材料，研究了茉莉酸类（JAs）对 颖花开放的效应及其机理，并对茉莉酸甲酯（MeJA）用于调节水稻杂交制种中父 母本花时进行了初步研究。 1．外源MeJA强烈诱导稻、高粱、苏丹草和果园草等禾本科植物的颖花开放： 早稻297的离体穗在经40μmol/L，400μmol/L和4mmol/L的MeJA溶液浸穗 2min处理后80min，在对照颖花开放尚未启动时，平均每穗颖花开放率分别达 7.5％，22.7％和44.5％；杂交稻安湘S-株173的连穗经4mmol/L的MeJA溶液 浸穗2min处理后80min，开颖率达32.5％；不育系（新露A）也能响应MeJA的诱 导，经1mmol/L MeJA处理后，80min时开颖率达42.9±6.1％。稻穗响应MeJA处 理所需的最短时间为6～30min，随当时气温和供试品种而异，较高的温度（34 ℃）比低温（25℃）更利于MeJA发挥作用。 高粱常规品种千金红和AR1，雄性不育系3042A和TX623A，保持系3042B 和TX623B，苏丹草S99-4以及杂交草（高粱雄性不育系TX623A与苏丹草722 选的杂种）的离体穗均响应2mmol/L MeJA溶液浸穗2min处理而大量开颖。处理 后8h，千金红的开颖率为18.72％，是对照0.75％的25倍，AR1的开领率为2.96％， 为对照0.37％的8.1倍；处理后7h，苏丹草的开颖率为18.42％，为对照1.24％的 14.9倍；处理后8h，杂交草的开颖率达24.02％，是对照1.8％的13.3倍；处理后 10h，雄性不育系TX623A和保持系TX623B的开颖率分别为18.11％和23.96％， 分别比对照增加了18.11％和15.12％；千金红的颖花开放对MeJA的响应表现出浓 度效应，经0.2、0.5和2mmol/L的MeJA处理后8h，平均开颖率分别为8.63％、 11.03％和22.76％，分别比对照增加0.5、0.9和3.1倍。MeJA的作用滞后期为 60-300min。 2mmol/L MeJA溶液浸穗4min处理后4.5h，果园草颖花就开始开放，而对照 颖花的开放在处理后19.5h才启动；处理后28.5h，颖花开放数达132朵/穗，是对 照8朵/穗的16.5倍。 2．JA和Coronatine诱导水稻颖花开放，而在诱导马铃薯块茎形成方面与JA/MeJA 具有类似功能的TA、MeTA和Theobroxide却不具备诱导水稻颖花开放的活性： 1mmol/L JA明显促进水稻颖花开放，其活性略低于MeJA；0.1mmol/L Coronatine浸穗5min处理后的145min，水稻（cv.Michkogane）颖花开放数比对 照增加一倍多；作用滞后期为25min；而1mmol/L TA、MeTA和Theobroxide浸 穗2min处理并不影响Michkogane的颖花开放。 3．水杨臼类猜抗回。JA对历在开放的播导效应： 处理后 12h，10mml几和 Inunow的 SA对 ZmmoVL MeJA诱导的高梁 （。vTX623A）颖花开放的抑制率分别为100％和9！．34％；smmollL的SA明显抑 制 Zmmol／L MeJA诱导的水稻颖花开放，而气态 MeSA对自然的及 lmmow M6JA 诱导的水稻颖花开放具有抑制效应，这种抑制可被MalA的处理所逆转。 4．内源J＾够十八碳邀径（octadec．no i c pathway）的信号 舍与颖在开放的 词控： JA生物合成的前体LA（10mmol／L）明显促进水稻和果园草的颖花开放， 但浓度低于smmollL时不能诱导水稻开颖；而其中间代谢物（更直接的JA前体） OPC．4：0，OPC．6：0和OPC．8：0等则在lmmol／L的浓度下就可表现出诱导水稻开 颖的活性，但非植物内源性的OPC·5：0，OPC．7：0和OFC．9：0等在处理当天并不 诱导开颖；脂氧合酶（LOX）的抑制剂SHAM明显抑制由LA所诱导的果园草颖 花开放，但对MeJA诱导开颖的活性并无明显影响；JA生物合成中的另一个关键 性酶丙二烯氧化物环化醇的抑制剂Aspirin抑制果园草颖花开放，其抑制效应可被 MeJA解除。这些结果提示：内源JA参与颖花开放的诱导。 smmollL的非植物内源性的偶数OPC．10：0和奇数OPC．5：0，OPC．7：0在处理 的当大，虽然只有0陀．ic：0在水稻开颖中表现出微弱的活性，但处理后二天的累 积开颖数，OPC－10：0达到OPC－4：0和OPC－6：0处理的同样水平，OPC－5：0和 OPC－7：口处理也明显高子对照；3－。xaOPC－6：0和 3。xa．OPC．5：0分别是OPC．6：0 和 OPC－5：0 6－位碳原子的氧取代物，它们在 smmol／L的浓度下对水稻颖花开放均 无活性；卜氧化抑制剂2·F－8：0（smmol／L）既不抑制水稻颖花的自然开放，也不 影响OPC．6：0对颖花开放的促进效应。OPC．4：0，OPC．6：0和OPC．8：0对开颖的 诱导是其自身的活性还是来自其卜 化后的JA的作用，还有待进一步研究。 GC－MS对水稻颖花中JA的定性研究证实了JA在水稻颖花中的存在。定量 分析表明：水稻（CV．Killallal97）颖花在开放之前的 4．sh、2．sh和 0．sh分别是 3．35、 4．94和 9．89 ggFW，随时间的推移呈明显的上升趋势．这一结果为内源 JA参与 颖花开放的诱导提供了更为直接的证据：水稻（CV．Shi。k8Fi）抽出穗的颖花含内源 JA 4．10 ＂g／gFW，而孕穗捎的幼嫩颖花的从含量达 11．68 ＂g／gFW；水稻（cv．4黄 色）穗上、中、下不同郁位的颗花分别含 JA：！3石0、11．32和！8．64 ＂g／gFW，下部 含量最高，其次是上部，中部最低；闭颖突变体 ID－7颖