不同浓度茉莉酸甲酯诱导对植物营养和繁殖性状的影响

摘要

在自然群落中平均有约10％的植物生产量遭到植食性昆虫的取食，这个损失比例甚至超过了植物分配到繁殖的平均比例，这必将影响植物的适合度。而面对植食性昆虫的取食压力，植物在物理、化学、物候等方面进化出多种类型的防御手段以减少昆虫取食的影响。茉莉酸（jasmonic acid,JA）和茉莉酸甲酯（methyljasmonate,MeJA）作为与损伤相关的植物激素和信号分子，广泛地存在于植物体内，外源应用能够激发防御植物基因的表达，诱导植物的化学防御。目前有关茉莉酸和茉莉酸甲酯系列物在植物防御中的作用的研究已经成为近十年来植物化学防御研究的热点。本文选择黄瓜和葎草作为研究对象，通过不同浓度的外源茉莉酸甲酯诱导实验研究，分析了不同浓度茉莉酸甲酯诱导后植物形态特征、生物量和花、果产量以及繁殖投资、繁殖效率指数等的变化特征，研究了受试植物对不同浓度茉莉酸甲酯处理在形态、生物量以及繁殖体特征的应答反应，探讨了植物对茉莉酸甲酯的不同诱导水平的反应和成本。主要研究结果体现在以下几个方面：
　　 ⑴对植物外源施加不同浓度茉莉酸甲酯诱导后植物形态变化特征研究表明：①外源茉莉酸甲酯诱导后植物叶片的叶长、叶宽、叶柄长、叶片数量、叶面积以及叶片叶绿素随着处理浓度的增加而增加，且均高于对照组，即叶片变大数量增多叶绿素含量增加；②在外源茉莉酸甲酯处理后，随着处理浓度的增加叶片含水量降低，且低于对照组；③外源茉莉酸甲酯处理植株后，植株的主茎长、主茎直径、节间长、分节数均低于对照组，植株变矮；④外源茉莉酸甲酯处理植株后，植物根长随处理浓度增加而增加，且根长均比对照组长。
　　 ⑵对植物外源施加不同浓度茉莉酸甲酯诱导后植物生物量特征变化研究表明：①应用不同浓度外源茉莉酸甲酯处理后，植株的叶生物量、叶柄生物量、根生物量随处理浓度增加而增加，但茎生物量和总重随处理浓度增加而降低；②外源茉莉酸甲酯处理后，植株根生物量、叶生物量、叶柄生物量占总生物量的比例增加，茎生物量占总生物量的比例随处理浓度升高至1.2mmol/L时升高，但升高到1.2mmol/L后降低且低于对照组所占比例，花及幼果重占生物量比例随处理浓度升高而降低，处理浓度为4.8mmol/L时花及幼果生物量占总生物量比重最低；③随处理浓度增加植株地下与地上所占比例升高，各处理组均高于对照组。但当处理浓度升高到4.8mmol/L后增加处理浓度地上与地下所占比例反而降低。
　　 ⑶对植物外源施加不同浓度茉莉酸甲酯诱导后植物繁殖特征变化的研究表明：①外源施加茉莉酸甲酯后植株花数增加。随茉莉酸甲酯浓度增加每植株花数增加，但花数增加与浓度增加不成正比，即浓度达到一定程度以后增加茉莉酸甲酯浓度，植株花数开始减少；②外源茉莉酸甲酯处理后，随处理浓度的增加每植株果数减少，但果重增加且均高于对照组；③外源施加茉莉酸甲酯后各处理组植株的繁殖产量、繁殖投资、繁殖效率指数、繁殖比率等指标随外源茉莉酸甲酯浓度的增加而增加，植株繁殖指数随处理浓度的增加繁殖指数降低。
　　 ⑷外源应用不同浓度茉莉酸甲酯诱导后植物的形态特征、生物量特征以及繁殖特性的变化表明，植物对不同浓度茉莉酸甲酯的应答反应不同。