茉莉酸甲酯誘導(dǎo)的玉米對(duì)粘蟲生長(zhǎng)發(fā)育的影響

林東江，林港華，王亞如，高三基，王錦達(dá)

摘要：【目的】研究取食經(jīng)茉莉酸甲酯（MeJA）處理的玉米對(duì)粘蟲生長(zhǎng)發(fā)育的影響，揭示玉米相關(guān)抗蟲機(jī)制，為利用植物自身抗性進(jìn)行害蟲防治提供理論依據(jù)?！痉椒ā繉?duì)玉米苗噴施100 μmol/L的MeJA溶液，將處理24 h后的玉米苗喂食粘蟲1齡幼蟲，連續(xù)喂食直至化蛹，觀察分析粘蟲生長(zhǎng)發(fā)育情況;通過熒光定量PCR研究外源MeJA處理后玉米植株茉莉酸通路上關(guān)鍵基因的表達(dá)變化，并用超高效液相色譜—串聯(lián)質(zhì)譜（UPLC-MS/MS）對(duì)處理后的玉米葉片相關(guān)激素進(jìn)行定性和定量分析?！窘Y(jié)果】與對(duì)照相比，取食經(jīng)MeJA處理的玉米葉片后，6齡粘蟲幼蟲體重減輕11.67%，蛹重減輕18.20%，羽化率降低7.35%，成蟲存活時(shí)間縮短0.93 d，而蛹期延長(zhǎng)0.27 d。熒光定量PCR檢測(cè)結(jié)果，外源MeJA處理24 h后，ZmLox基因的表達(dá)量顯著上調(diào)（P<0.05，下同），達(dá)對(duì)照的5.57倍;ZmAos基因表達(dá)量在處理12 h后顯著增加，24 h后降至對(duì)照相近水平;ZmAoc基因和ZmOpr基因表達(dá)量在處理后12和24 h無顯著變化（P>0.05，下同）。UPLC-MS/MS定性定量分析結(jié)果表明，噴施MeJA 24 h后，玉米葉片中二氫茉莉酸（H2JA）含量顯著增加，為對(duì)照的5.67倍，而茉莉酸（JA）、茉莉酸—異亮氨酸（JA-ILE）和MeJA含量無顯著變化?！窘Y(jié)論】外源噴施MeJA能誘導(dǎo)玉米產(chǎn)生防御能力，影響取食的粘蟲生長(zhǎng)發(fā)育;ZmLox基因的顯著表達(dá)和激素H2JA的產(chǎn)生可能是玉米抗蟲的一個(gè)重要機(jī)制。

關(guān)鍵詞： 茉莉酸甲酯;玉米;粘蟲;基因表達(dá);激素檢測(cè)

中圖分類號(hào)： S435.132? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：2095-1191（2021）09-2465-08

Effects of methyl jasmonate induced corn on the growth and development of Mythimna separata

LIN Dong-jiang， LIN Gang-hua， WANG Ya-ru， GAO San-ji， WANG Jin-da*

（National Engineering Research Center of Sugarcane， Fujian Agriculture and Forestry University，

Fuzhou? 035002， China）

Abstract：【Objective】To study the effects of corn leaves treated with methyl jasmonate （MeJA） on the growth and development of Mythimna separata， reveal the relevant insect resistance mechanism of corn， and provide a theoretical basis for the use of plant resistance for pest control. 【Method】Spraying 100 μmol/L of MeJA solution on corn seedlings. After 24 h，fed the corn seedlings to the first instar larvae of M. separata， continued feeding until pupation， observed and analyzed the growth and development of M. separata. Then， quantitative PCR was used to study the expression changes of key genes in the jasmonic acid pathway after treatment with exogenous MeJA， and the qualitative and quantitative analysis of related hormones in the treated corn leaves by ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry （UPLC-MS/MS）. 【Result】Compared with the control， after feeding on corn leaves treated with MeJA， the body weight of the 6th instar M. separata larvae was reduced by 11.67%， the pupal weight was reduced by 18.20%， the emergence rate was reduced by 7.35%， the adult survival time was shortened by 0.93 d， and the pupal period was extended by 0.27 d.? The fluorescence quantitative PCR detection results showed that after 24 h of exogenous MeJA treatment， the expression of ZmLox gene was significantly up-regulated （P<0.05， the same below）， reaching 5.57 times that of the control; ZmAos gene expression increased significantly after treatment for 12 h， then it decreased to the level of the control after 24 h. The expression of ZmAoc gene and ZmOpr gene did not change significantly at 12 and 24 h after treatment（P>0.05，the same below）. UPLC-MS/MS qualitative and quantitative analysis results showed that after spraying MeJA for 24 h， the content of dihydrojasmonic acid （H2JA） in corn leaves increased significantly， which was 5.67 times that of the control. While there was no significant difference in the content of jasmonic acid （JA）， jasmonic acid-isoleucine（JA-ILE） and MeJA. 【Conclusion】Spraying of MeJA induces corn defense ability? and affects the growth and development of the M. separata. The induced expression of ZmLox and the production of hormone H2JA would be an important mechanism of corn resistance to insects.

Key words： methyl jasmonate; Zea mays L.; Mythimna separata; gene expression; hormone detection

Foundation item： National Key Research and Development Program of China（2018YFD201100）; National Mo-dern Agriculture Industry Technology System Construction Project （CARS-17）

0 引言

【研究意義】粘蟲（Mythimna separate）又名行軍蟲，屬鱗翅目夜蛾科，主要危害玉米、水稻、小麥和甘蔗等禾本科作物，具有雜多食性、間歇性暴發(fā)的特征，其適應(yīng)力極強(qiáng)，喜歡高溫高濕環(huán)境，每年有4～5次大范圍遷飛過程（Kong et al.，2019），在我國(guó)除新疆外其他各?。▍^(qū)、市）均有發(fā)生為害。玉米（Zea mays L.）作為我國(guó)重要的糧食作物之一，其生長(zhǎng)過程中也不可避免地受到各種害蟲的侵?jǐn)_，對(duì)玉米產(chǎn)量帶來極大影響。近年來，隨著氣候條件、種植結(jié)構(gòu)及自身適應(yīng)性等的變化，粘蟲在我國(guó)的發(fā)生程度有明顯加重趨勢(shì)。目前生產(chǎn)上主要通過噴施化學(xué)藥劑防治粘蟲（謝桂艷，2018），但長(zhǎng)期使用農(nóng)藥等化學(xué)試劑，不僅會(huì)造成環(huán)境污染，還會(huì)增強(qiáng)粘蟲自身的耐藥性，從而降低化學(xué)藥劑對(duì)粘蟲的防治效果。植食性昆蟲對(duì)農(nóng)作物的健康生長(zhǎng)帶來了極大影響，而利用植物自身抗性抵抗害蟲取食則是最為環(huán)保和最具應(yīng)用前景的防治方法之一，也是未來害蟲防治的發(fā)展方向?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】植物在長(zhǎng)期的進(jìn)化過程中，為抵抗各種植食性動(dòng)物的取食，形成了包括次生代謝產(chǎn)物調(diào)控、形態(tài)結(jié)構(gòu)上特化等多種方式抵抗植食性動(dòng)物（Qiao et al.，2019）。植物誘導(dǎo)抗病技術(shù)的常見措施包括交叉保護(hù)、根際微生物誘導(dǎo)產(chǎn)生抗性和直接施加激發(fā)子3種方法（孟澍雨等，2018）。目前已知的植物次生代謝物質(zhì)超過10萬種，其主要為含氮化合物、萜類和甾類化合物以及包括簡(jiǎn)單酚類、類黃酮、醌類等在內(nèi)的酚類化合物（劉陳瑋等，2019;吳波等，2019），這些植物次生代謝物質(zhì)有的能對(duì)植食性動(dòng)物的進(jìn)食、生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖等生命行為產(chǎn)生干擾，甚至可毒殺部分幼蟲?，F(xiàn)有對(duì)玉米抗蟲機(jī)制的研究表明，玉米抗蟲性主要體現(xiàn)在玉米生理生化抗性和物理形態(tài)抗性兩個(gè)方面（郭井菲等，2018）。而利用茉莉酸（Jasmonic acid，JA）或茉莉酸甲酯（Methyl jasmonate，MeJA）誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗蟲性已有相關(guān)研究報(bào)道（Markowski et al.，2019）。外源對(duì)楊樹和煙株噴施MeJA可顯著降低楊扇舟蛾和斜紋夜蛾的生存能力（席征等，2007;周艷瓊，2011）;MeJA處理玉米幼苗能降低亞洲玉米螟的發(fā)育速率（王友超等，2018）;外源MeJA能誘導(dǎo)菊花產(chǎn)生抗蚜蟲性（樊婕，2020）;用0.0225 mmol/L外源MeJA處理蕃茄植株，可通過降低營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量、提高次生代謝產(chǎn)物含量以及蛋白防御酶活性來增加番茄對(duì)煙粉虱的抗性（張曉霞等，2020）。上述研究結(jié)果僅揭示了一個(gè)客觀現(xiàn)象，未對(duì)植物誘導(dǎo)的抗蟲機(jī)制進(jìn)行深入研究。茉莉酸類物質(zhì)作為植物體內(nèi)的內(nèi)源調(diào)節(jié)激素，對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育及植物對(duì)逆境脅迫的響應(yīng)起著重要作用。植物的茉莉酸通路是由α-亞麻酸在13-脂氧合酶作用下生成13S-氫過氧亞麻酸，接著在丙二烯氧合酶作用下轉(zhuǎn)換成丙二烯氧化物，然后經(jīng)過丙二烯氧合環(huán)化酶反應(yīng)生成12-氧-植物二烯酸，再經(jīng)過還原酶的3輪β-氧化生成茉莉酸，最后在茉莉酸甲基轉(zhuǎn)移酶（JMT）作用下生成MeJA或其他物質(zhì)（蔣科技等，2010）?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】近年來有研究發(fā)現(xiàn)外源噴施MeJA可誘導(dǎo)植物產(chǎn)生免疫反應(yīng)，生成防御蛋白、揮發(fā)性物質(zhì)以及誘導(dǎo)形成防御結(jié)構(gòu)（張知曉等，2018;姚嶺柏等，2020），從而表現(xiàn)出一定的抗蟲性（鞏莎，2012），而其本身對(duì)植食性昆蟲則無直接毒害作用。植物的防御反應(yīng)通常是由于其受到外界刺激而啟動(dòng)體內(nèi)相關(guān)防御基因的表達(dá)，最終提高相關(guān)防御代謝產(chǎn)物的形成。目前在玉米上尚無相關(guān)研究報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】研究取食經(jīng)外源MeJA誘導(dǎo)的玉米對(duì)粘蟲生長(zhǎng)發(fā)育的影響，并通過檢測(cè)玉米體內(nèi)茉莉酸通路相關(guān)基因的表達(dá)量及茉莉酸類激素的變化，以闡明玉米在MeJA脅迫下的防御應(yīng)答反應(yīng)，揭示玉米相關(guān)抗蟲機(jī)制，為利用植物自身抗性進(jìn)行害蟲防治提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

1. 1. 1 供試玉米 供試玉米品種為鄭單95，玉米種子在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)自然光下20～25 ℃盆栽種植，待生長(zhǎng)至4葉期時(shí)供試。

1. 1. 2 供試蟲源 供試蟲源為實(shí)驗(yàn)室內(nèi)人工飼養(yǎng)繁育的粘蟲。粘蟲卵在光照培養(yǎng)箱中（23±1）℃、相對(duì)濕度（70%～75%）、光周期（16L∶8D）條件下孵化，選擇剛孵化大小及形態(tài)發(fā)育一致的1齡幼蟲作為試驗(yàn)用蟲。

1. 2 玉米苗處理

配置100 μmol/L的MeJA溶液，待玉米長(zhǎng)到4葉期，對(duì)擬需要接蟲處理的玉米提前24 h整株噴施約5 mL的MeJA溶液，噴完后用塑料袋封閉，置于26 ℃培養(yǎng)箱中待用。以噴施無菌水為對(duì)照。

1. 3 粘蟲生長(zhǎng)發(fā)育觀察

1. 3. 1 粘蟲接種與記錄 將初孵幼蟲分別接到對(duì)照組與試驗(yàn)組玉米苗上，每盆玉米苗接30頭幼蟲，第2 d分別再將所有可見的粘蟲轉(zhuǎn)移至新處理過的玉米苗上，每日均重復(fù)將粘蟲轉(zhuǎn)移至新鮮處理過的玉米苗上。每天觀察記錄粘蟲生長(zhǎng)發(fā)育和存活情況，直到所有粘蟲化蛹或死亡。隨機(jī)從2、4和6齡試驗(yàn)組和對(duì)照組粘蟲幼蟲各抽取15頭稱重;待所有幼蟲化蛹后，收集試驗(yàn)組和對(duì)照組中所有的蛹稱量;蛹置于光照培養(yǎng)箱中等待羽化，羽化后的成蟲僅提供清水，觀察記錄蛹期的時(shí)間及對(duì)應(yīng)成蟲的存活天數(shù)。所有昆蟲均在（26±1）℃、相對(duì)濕度（70%～75%）、光周期（16L∶8D）下的光照培養(yǎng)箱中飼養(yǎng)。

化蛹率（%）=化蛹數(shù)/試蟲總數(shù)×100

羽化率（%）=羽化成蟲數(shù)/試蟲總數(shù)×100

1. 3. 2 統(tǒng)計(jì)分析 運(yùn)用SPSS 18.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，采用ANOVA對(duì)粘蟲幼蟲體重、蛹重和成蟲存活時(shí)間等進(jìn)行方差分析。

1. 4 玉米植株茉莉酸通路上相關(guān)基因的表達(dá)分析

1. 4. 1 處理后玉米葉片取樣 接蟲前分別從MeJA處理和對(duì)照處理后12和24 h的每株玉米植株上隨機(jī)摘取3片葉片放入液氮瓶中，置于-80 ℃保存，備用。

1. 4. 2 相關(guān)基因的表達(dá)分析 采用TRIzol試劑（Magen公司）提取玉米葉片總RNA，用Prime Script RT Master Mix Perfect Real Timewith DNA Earser（TaKaRa公司）試劑盒合成cDNA。在玉米基因組網(wǎng)站（https：//maizegdb.org/）查找相關(guān)基因序列，根據(jù)目的基因的序列，利用Beacon designer 8設(shè)計(jì)定量的PCR引物（表1）。熒光定量PCR反應(yīng)采用SYBR?Permix ExTaqTM試劑盒（南京諾唯贊生物科技股份有限公司），根據(jù)說明書進(jìn)行反應(yīng)液配置和試驗(yàn)。對(duì)所得試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用2-ΔΔCt分析計(jì)算各基因的相對(duì)表達(dá)量。

1. 5 玉米植株相關(guān)激素測(cè)定

取樣保存方法同1.4.1，送至武漢邁特維爾生物科技有限公司進(jìn)行茉莉酸通路上4種激素[JA、MeJA、二氫茉莉酸（H2JA）和茉莉酸—異亮氨酸（JA-ILE）]。試驗(yàn)流程大致為：先稱取50 mg研磨后的樣本，加入適量?jī)?nèi)標(biāo)，用甲醇∶水∶甲酸=15∶4∶1（V∶V∶V）進(jìn)行提取，提取液濃縮后用100 μL 80%甲醇—水溶液復(fù)溶，過0.22 μm PTFE濾膜，置于進(jìn)樣瓶中，最后用超高效液相色譜—串聯(lián)質(zhì)譜（UPLC-MS/MS）對(duì)相關(guān)激素進(jìn)行定性和定量分析（Fang et al.，2016）。

2 結(jié)果與分析

2. 1 取食MeJA處理的玉米對(duì)粘蟲幼蟲體重和蛹重的影響

對(duì)取食玉米葉片的粘蟲進(jìn)行連續(xù)觀察，分別對(duì)孵化后第5、10、15 d的2、4和6齡粘蟲幼蟲進(jìn)行體重稱量，結(jié)果（圖1-A）顯示，短期取食經(jīng)MeJA處理的玉米葉片對(duì)粘蟲的體重?zé)o明顯影響，2和4齡粘蟲幼蟲體重MeJA處理與對(duì)照無顯著差異（P>0.05，下同），但4齡期的MeJA處理粘蟲平均體重略低于對(duì)照;連續(xù)取食15 d后，取食MeJA處理玉米葉片的6齡粘蟲幼蟲體重顯著降低（P<0.05，下同），比對(duì)照輕11.67%。

連續(xù)喂養(yǎng)粘蟲直至化蛹，收集MeJA處理和對(duì)照的粘蟲蛹進(jìn)行稱量，結(jié)果（圖1-B）顯示，MeJA處理粘蟲蛹重顯著低于對(duì)照，較對(duì)照輕18.20%。

2. 2 取食MeJA處理的玉米對(duì)粘蟲化蛹率、蛹期、羽化率及成蟲壽命的影響

由表2可知，取食MeJA處理玉米葉片對(duì)粘蟲的化蛹率和蛹期無顯著影響，但化蛹率較對(duì)照低3.65%，而蛹期較對(duì)照延長(zhǎng)0.27 d;取食MeJA處理玉米葉片對(duì)粘蟲的羽化率和成蟲壽命有顯著影響，羽化率較對(duì)照低7.35%，成蟲壽命較對(duì)照短0.93 d。

2. 3 玉米植株茉莉酸合成通路中相關(guān)基因的表達(dá)

用100 μmol/L的MeJA噴施玉米葉片12和24 h后分別檢測(cè)茉莉酸通路上相關(guān)基因的表達(dá)量，結(jié)果顯示，外源MeJA脅迫下，ZmLox基因的表達(dá)量變化較大，處理12和24 h后的ZmLox基因表達(dá)量顯著增加，分別是對(duì)照的1.78和5.57倍（圖2-A）;經(jīng)MeJA處理12 h后ZmAos基因的表達(dá)量顯著增加，24 h后明顯下降，分別是對(duì)照的2.51和1.29倍（圖2-B）;經(jīng)MeJA處理12和24 h后的ZmAoc基因表達(dá)量無顯著變化，分別是對(duì)照的91%和1.00倍（圖2-C）;經(jīng)MeJA處理12和24 h后的ZmOpr基因表達(dá)量無顯著變化，分別是對(duì)照的1.23倍和99%（圖2-D）。

2. 4 噴施外源MeJA后玉米葉片中相關(guān)激素的檢測(cè)結(jié)果

通過UPLC-MS/MS定性定量分析，結(jié)果（圖3）表明，與對(duì)照相比，噴施外源MeJA 24 h后，玉米葉片中H2JA含量顯著增加，為對(duì)照的5.67倍;而茉莉酸通路上其他相關(guān)激素[JA、JA-ILE和MeJA]含量輕微下降，但未達(dá)顯著差異水平。

3 討論

植物體內(nèi)的多種次生代謝物質(zhì)已被證實(shí)具有良好的抵御外界各種生物脅迫的功能，目前以JA為代表的植物激素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上已逐漸開始應(yīng)用于植物病害防治（Oka et al.，2013;Cao et al.，2016）。植物在外源MeJA刺激下，植物體的內(nèi)源茉莉酮酸含量會(huì)迅速增加，內(nèi)源茉莉酮酸信號(hào)分子的傳導(dǎo)作用直接激活植物體內(nèi)的多酚氧化酶（PPO）、丙二烯氧合酶（AOS）和過氧化物酶（POD）等酶活性，從而產(chǎn)生具有特異性的蛋白酶抑制劑和植物防衛(wèi)素等次生代謝產(chǎn)物（桂連友，2005;王云鋒等，2019），以達(dá)到增強(qiáng)植物自身抵抗逆境的目的。研究發(fā)現(xiàn)外源茉莉酸類物質(zhì)噴施水稻（吳瑩瑩，2008）、長(zhǎng)白落葉松（姜礅等，2016）和棉花（馬廣民等，2018）后，能分別抑制褐飛虱、舞毒蛾、棉蚜及斜紋夜蛾的生長(zhǎng)發(fā)育。本研究發(fā)現(xiàn)，粘蟲取食了噴施MeJA溶液的玉米葉片后其體重降低且蛹期延長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)粘蟲的羽化率及成蟲壽命均有顯著影響。說明外源噴施MeJA能有效提升植物的抗蟲能力，對(duì)植食性昆蟲的生長(zhǎng)發(fā)育帶來負(fù)面影響。

JA作為多個(gè)植物激素的核心組分，參與多個(gè)植物激素信號(hào)共同調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育和脅迫響應(yīng)（Ahmad et al.，2016;Wasternack and Strnad，2016）。為進(jìn)一步研究噴施MeJA提升玉米抗蟲的機(jī)理，本研究對(duì)玉米茉莉酸通路上幾個(gè)重要基因進(jìn)行熒光定量PCR檢測(cè)，結(jié)果顯示，外源MeJA處理后ZmAos基因和ZmOpr基因的表達(dá)量在12 h內(nèi)呈現(xiàn)上調(diào)趨勢(shì)后下降，ZmLox基因的表達(dá)量在24 h內(nèi)上調(diào)趨勢(shì)變大，表明外源MeJA激活了JA合成及其信號(hào)通路。本研究結(jié)果表明，在外源MeJA脅迫下，ZmLox基因持續(xù)高表達(dá)，說明位于茉莉酸通路上游的脂氧合酶基因受到MeJA的影響最直接，也意味著玉米體內(nèi)的脂氧合酶可能會(huì)持續(xù)發(fā)揮作用，從而促進(jìn)下游的物質(zhì)合成轉(zhuǎn)化。在甘蔗、小麥和水稻的研究中也發(fā)現(xiàn)，外源噴施MeJA顯著提高了甘蔗、小麥和水稻的Lox基因表達(dá)（馬超，2013;王亞如，2019;李春琴等，2020）。而植物的茉莉酸通路作為植物響應(yīng)外界刺激的重要信號(hào)通路（溫小杰等，2010），MeJA對(duì)植物茉莉酸通路中相關(guān)基因的影響早有報(bào)道。呂麗敏等（2018）研究發(fā)現(xiàn)，在外源MeJA脅迫下，棉花的GhLox1、GhLox2、GhAos和GhAoc基因均表現(xiàn)出上調(diào)表達(dá)，作者推測(cè)有關(guān)JA合成途徑的相關(guān)基因均受JA類物質(zhì)的誘導(dǎo)并參與了JA及其衍生物合成過程，起到正反饋調(diào)節(jié)作用。本研究結(jié)果與呂麗敏等（2018）的結(jié)果不完全相同，本研究發(fā)現(xiàn)外源MeJA脅迫后12和24 h，僅有ZmLox和ZmAos基因有正反饋調(diào)節(jié)的趨勢(shì)，而其他2個(gè)茉莉酸通路中的基因未表現(xiàn)出顯著變化;同時(shí)發(fā)現(xiàn)外源MeJA脅迫后12和24 h僅有ZmLox基因持續(xù)高表達(dá)，ZmAos的表達(dá)量呈先上升后下降的變化趨勢(shì)。通常來說，茉莉酸通路對(duì)外界刺激較敏感，能在較短時(shí)間內(nèi)對(duì)外界刺激做出響應(yīng)，因此推測(cè)這些低表達(dá)的基因可能與本研究所選擇的時(shí)間點(diǎn)存在密切關(guān)系。此外，植物體內(nèi)基因調(diào)節(jié)可能涉及多個(gè)過程，并不是某個(gè)代謝通路上所有基因都顯著上調(diào)才能引起最終產(chǎn)物的變化。劉靖（2011）研究表明，MeJA對(duì)于同一抗病基因，在不同品種中的相關(guān)基因激活速度和強(qiáng)度也不盡相同。說明植物的基因調(diào)節(jié)過程較復(fù)雜，對(duì)外界刺激所產(chǎn)生的基因表達(dá)調(diào)控反應(yīng)與刺激類型、刺激強(qiáng)度和植物種類均密切相關(guān)，即使是同種刺激在不同植物中的防御反應(yīng)也可能存在較大差異。

當(dāng)植物受到外界環(huán)境脅迫時(shí)，為抵御不良環(huán)境，植物本身會(huì)調(diào)節(jié)自身體內(nèi)的相關(guān)激素含量，如乙烯和JA參與鹽脅迫對(duì)水稻種子根生長(zhǎng)的抑制作用（劉莉，2018）;在干旱脅迫下，為調(diào)控甘薯內(nèi)源激素含量，應(yīng)在生長(zhǎng)前期噴施6-BA，可提高光合特性，有效緩解干旱造成的產(chǎn)量損失（王金強(qiáng)等，2020）。近年來的研究表明，為啟動(dòng)對(duì)生物脅迫的防御應(yīng)答，植物激素JA可降解茉莉酸途徑的抑制因子JAZ（Jasmonate ZIM-domain，JAZ）蛋白釋放MYC2和EIN3等轉(zhuǎn)錄因子;而脫落酸則通過去抑制化SnRK2激酶，從而磷酸化下游的轉(zhuǎn)錄因子和離子通道蛋白，促進(jìn)對(duì)非生物脅迫的應(yīng)答（孫凱文，2019）。本研究發(fā)現(xiàn)在外源MeJA脅迫24 h后，通過UPLC-MS/MS對(duì)茉莉酸通路上的4種激素MeJA、JA、H2JA和JA-ILE進(jìn)行定性定量分析，結(jié)果顯示MeJA、JA-ILE和JA的含量與對(duì)照組相比無顯著差異，而H2JA含量顯著增加，說明玉米在外界環(huán)境脅迫下，可通過調(diào)節(jié)體內(nèi)激素以提高自身的防御作用。H2JA在植物體內(nèi)主要以其衍生物二氫茉莉酸甲酯和二氫茉莉酸酯形式存在并發(fā)揮作用，對(duì)植物生長(zhǎng)、果實(shí)品質(zhì)提升及植株的抗性等均有重要影響（汪磊等，2007;何平等，2019）。前人研究結(jié)果顯示，外源接種病毒能引起植物體內(nèi)JA和H2JA含量上升，從而提高植物抗性，推測(cè)這種JA和H2JA水平的升高，可能是由于病毒誘導(dǎo)細(xì)胞膜破裂，提升亞麻酸的釋放，從而提高相應(yīng)防御物質(zhì)的含量（Clarke et al.，2000）。推測(cè)H2JA的含量上升，可能對(duì)粘蟲的生長(zhǎng)發(fā)育具有不良影響。本研究中僅發(fā)現(xiàn)1種植物激素顯著上調(diào)，而結(jié)合定量PCR基因表達(dá)檢測(cè)結(jié)果可看出，在外源MeJA脅迫24 h后相關(guān)的ZmLox和ZmAos基因依舊上調(diào)表達(dá)，推測(cè)植物激素的調(diào)節(jié)是一個(gè)復(fù)雜過程，因此未來可通過縮短或延長(zhǎng)取樣時(shí)間，進(jìn)一步全面檢測(cè)外源刺激下茉莉酸通路上的激素表達(dá)，從而確定植物激素防御的相關(guān)機(jī)制。此外，目前尚無H2JA在植物防御中作用和機(jī)制的報(bào)道，因此未來還需對(duì)H2JA的作用進(jìn)行深入研究，從而揭示其在植物防御過程中所扮演的角色。

4 結(jié)論

粘蟲取食經(jīng)外源MeJA誘導(dǎo)的玉米葉片后，其體重、蛹重和成蟲壽命均明顯下降;進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)MeJA誘導(dǎo)的玉米葉片中茉莉酸合成通路上ZmLox基因持續(xù)高表達(dá)，而該通路中下游的H2JA激素大量生成。推測(cè)ZmLox基因的顯著表達(dá)和激素H2JA的產(chǎn)生可能是玉米抗蟲的一個(gè)重要機(jī)制。

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（責(zé)任編輯 麻小燕）