外源NO對馬鈴薯塊莖創(chuàng)傷木栓化過程中內(nèi)源激素的影響

田 登,馬 露,楊 芳

(云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院,昆明 650201)

【研究意義】馬鈴薯(SolanumtuberosumL.)是茄科茄屬一年生草本植物,對環(huán)境的適應(yīng)能力比較強(qiáng),在世界各地均有廣泛種植,是世界第三大糧食作物[1]。中國馬鈴薯生產(chǎn)潛力巨大,優(yōu)勢明顯,產(chǎn)業(yè)前景廣闊,是世界上最大的馬鈴薯生產(chǎn)國,產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的1/4,被譽為 21 世紀(jì)最有發(fā)展前景的高產(chǎn)經(jīng)濟(jì)作物之一[2]。云南省是全國馬鈴薯的主產(chǎn)區(qū)之一[3]。馬鈴薯糧菜兼用,產(chǎn)量高,營養(yǎng)豐富,產(chǎn)品附加值高,國內(nèi)種植面積及產(chǎn)量皆居世界首位,是中國重要的糧食安全作物[4]。但是馬鈴薯塊莖在采收、分級、包裝和運輸過程中易受不同程度的碰傷、擦傷和切傷等機(jī)械損傷[5]。因此,研究馬鈴薯創(chuàng)傷塊莖快速愈合的方法具有現(xiàn)實意義。【前人研究進(jìn)展】木栓質(zhì)是一種具有脂肪族和芳香族結(jié)構(gòu)域的細(xì)胞壁生物聚合物,在植物的傷口組織中合成,以限制水分流失和病原體感染[6]。一氧化氮(NO)作為主要的氣態(tài)信號分子,可參與從種子萌發(fā)到根系發(fā)育再到幼苗生長的一系列植物生理過程,并參與植物對非生物脅迫的響應(yīng),包括干旱脅迫、低溫脅迫、熱脅迫、高鹽脅迫、臭氧脅迫和重金屬脅迫[7]。Efetova等[8]研究證實在農(nóng)桿菌誘導(dǎo)的腫瘤中,ABA與水通道蛋白基因的表達(dá)相關(guān),并能增加擬南芥根組織中木質(zhì)素的含量。Lulai等[9]研究認(rèn)為創(chuàng)傷誘導(dǎo)導(dǎo)致活性細(xì)胞分裂素短暫滯留,并且生長素會相應(yīng)增加,表明這些激素參與了傷口周皮發(fā)育的誘導(dǎo)。Zhang等[10]研究證實茉莉酸(JA)可以促進(jìn)擬南芥葉片外植體傷口新根再生反應(yīng)。楊芳等[11]研究認(rèn)為馬鈴薯塊莖創(chuàng)傷后創(chuàng)傷木栓化及創(chuàng)傷周皮的形成,與ABA、ZR和GA等內(nèi)源激素協(xié)同調(diào)控及POD、PAL酶活增加有關(guān)。【本研究切入點】馬鈴薯在采收期極易受到機(jī)械損傷,且影響其愈合的因素有很多。目前對外源NO促使馬鈴薯塊莖創(chuàng)傷愈合過程中與內(nèi)源激素之間關(guān)聯(lián)的研究較少?！緮M解決的關(guān)鍵問題】通過使用SNP(NO供體)和C-PTIO(NO清除劑)處理樣品材料,研究外源NO對馬鈴薯塊莖創(chuàng)傷后不同時間內(nèi)源激素變化,探討外源NO在馬鈴薯塊莖創(chuàng)傷愈合中對內(nèi)源激素作用機(jī)制,為探索加快馬鈴薯塊莖創(chuàng)傷愈合的方法提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗所用的馬鈴薯為云南農(nóng)業(yè)大學(xué)薯類作物研究所提供的馬鈴薯品種‘滇薯47’(以D47表示)。采收后挑選薯皮完整、無病蟲害、大小形態(tài)類似的馬鈴薯塊莖。于常溫下放置14 d后避光儲存在5 ℃條件下的冷庫內(nèi)。試驗前從倉庫取出,放置在常溫下平衡2 d后進(jìn)行后續(xù)試驗。

本試驗采用硝普酸鈉(SNP, Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA)為NO供體,在水溶液溶解時就可釋放NO;以2-(4-羧基苯基)-4,4,5,5,-四甲基-1,3-二氧咪唑啉鉀鹽(C-PTIO, Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA)為NO專用清除劑,其廣泛用于消除植物中NO的累積。

1.2 試驗方法

馬鈴薯塊莖創(chuàng)傷處理參考張梅花等[12]的方法,用打孔器和刀片將去除表皮的馬鈴薯塊莖處理為直徑約15 mm、厚度約5 mm、重1 g左右的小圓片,將小圓片根據(jù)測定用量分成3份,用純水沖洗去除表面的淀粉粒。試驗設(shè)3次處理,每個處理3次重復(fù),CK處理:超純水;SNP處理:0.5 mmol/L SNP溶液;C-PTIO處理:1.3 mmol/L C-PTIO溶液。上述小圓片放入各處理溶液中(<30片/100 mL處理液)。將3份材料分別置于100 mL燒杯中在旋轉(zhuǎn)震蕩器(80 r/min)上溫育1 h,并且每隔20 min更換一次處理液。處理完成后放置于底部覆蓋有保鮮薄膜且墊有濾紙并貼上標(biāo)簽的磁盤上,置于(23±1)℃、空氣相對濕度85%、光照為0的培養(yǎng)箱進(jìn)行創(chuàng)傷愈合反應(yīng)。

分別于處理后0、27、46、54、72 h取樣,每個處理各3次重復(fù),每個重復(fù)取1個圓片,用液氮冷凍干燥并放置于-80 ℃的冰箱中保存,用于測定內(nèi)源激素含量。

1.3 內(nèi)源激素含量測定

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線建立 用甲醇水溶液將標(biāo)準(zhǔn)品稀釋為一系列濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液,用同位素內(nèi)標(biāo)法建立標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3.2 代謝物提取 用液氮研磨樣品并取100 mg樣品置于2 mL的離心管中,加入30 μL內(nèi)標(biāo)溶液和1 mL乙腈水溶液(1%FA),震蕩2 min使其混勻;在4 ℃并且避光的環(huán)境中,抽提12 h,離心20 min,吸取上清液,用氮氣吹干后再用100 μL乙腈水(1∶1,v/v)復(fù)溶,再離心20 min后,取上清液分析。

1.3.3 色譜-質(zhì)譜分析 采用Waters I-Class LC超高效液相色譜系統(tǒng)對提取的樣品進(jìn)行分離。色譜柱為:柱Waters, ACQUITY UPLC BEH C18 1.7 μm, 2.1 mm×100 mm column;流動相:A液為0.05%FA水溶液,B液為0.05%FA乙腈。將樣品放置在自動進(jìn)樣器為4 ℃,柱溫45 ℃,流速為400 μL/min,進(jìn)樣量2 μL中。相關(guān)液相梯度如下:0～10 min,B液從2%線性變化到98%;10.0～10.1 min,B液從98%線性變化至2%;11～13 min,B液維持在2%。在樣本隊列中,每間隔一定數(shù)量的試驗樣本設(shè)置1個QC樣本,用于檢測和評價系統(tǒng)的穩(wěn)定性及重復(fù)性。

使用5500 QTRAP質(zhì)譜儀(AB SCIEX)在正/負(fù)離子模式下進(jìn)行質(zhì)譜分析。5500 QTRAP ESI源條件如下:源溫 500 ℃, 氣體放電離子源1(Gas1):45, 氣體放電離子源2 (Gas2):45, 簾氣(CUR):30, 離子噴霧電壓-4500 V;采用MRM模式檢測待測離子對。

1.4 試驗數(shù)據(jù)與統(tǒng)計分析

文中顯示數(shù)據(jù)均為平均值,數(shù)據(jù)采用IBM SPSS Statistics 25 軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源NO處理對脫落酸(ABA)含量的影響

由圖1可知,CK處理中,隨時間的延長總體呈下降趨勢,0 h時為97.35 ng/(g·FW),72 h為43.82 ng/(g·FW);SNP處理的ABA含量隨時間的延長呈先下降后上升趨勢,27 h時最低,為39.71 ng/(g·FW);C-PTIO處理的ABA含量隨時間的延長總體呈下降趨勢,72 h時最低,為26.51 ng/(g·FW)。在27 h時,CK處理的ABA含量比SNP處理和C-PTIO處理分別提高19.91%、25.88%,SNP處理和C-PTIO間無顯著差異(P>0.05,下同);46 h時,SNP處理的ABA含量比C-PTIO處理 提高35.81%,SNP處理和CK處理間ABA含量無顯著差異;54 h時,SNP處理的ABA含量比CK處理和C-PTIO處理 分別提高58.22%、65.73%,CK處理和C-PTIO處理間無顯著差異;72 h時SNP處理比CK處理和C-PTIO處理分別提高52.83%、71.46%,CK處理比C-PTIO處理提高39.51%,三者間差異顯著(P<0.05,下同)。與CK處理相比,SNP處理在一定程度上顯著提高馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中的內(nèi)源ABA含量,而C-PTIO處理在一定程度上降低馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中內(nèi)源ABA含量。

不同小寫字母表示同一處理在不同時間差異顯著(P<0.05),不同大寫字母表示同一時間不同處理間差異顯著(P<0.05)。下同。Different lowercase letters represent the difference significance in the same treatment at different times. Different uppercase letters represent the difference significance in different treatments at the same time. The same as below.圖1 不同處理ABA含量變化Fig.1 Changes of ABA content under different treatments

2.2 外源NO處理對乙烯前體ACC含量的影響

由圖2可知,CK處理中,馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中內(nèi)源ACC的含量隨時間延長呈先下降后上升趨勢,46 h時最低,為22.78 ng/(g·FW);SNP處理隨時間延長呈先下降后上升趨勢,27 h最低,為20.23 ng/(g·FW);C-PTIO處理隨時間延長總體呈下降趨勢,54 h時最低,為20.73 ng/(g·FW)。0、27和46 h時,3個處理間ACC含量無顯著差異;54和72 h時,SNP處理 ACC含量比CK處理分別提高22.58%、26.82%,比C-PTIO處理分別提高30.68%、35.72%,CK處理和C-PTIO處理間ACC含量無顯著差異。與CK處理相比,SNP處理促進(jìn)了馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中內(nèi)源ACC含量的增加,而C-PTIO處理抑制馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中內(nèi)源ACC含量的增加。

圖2 不同處理ACC含量變化Fig.2 Changes of ACC content under different treatments

2.3 外源NO對水楊酸(SA)含量的影響

由圖3可知,馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中3個處理中內(nèi)源SA的含量隨時間延長,呈先上升后下降再上升的趨勢,27 h時為第1個峰值,CK處理、SNP處理、C-PTIO處理分別為391.31、448.86、423.96 ng/(g·FW);SNP處理在46 h時為波谷,為378.85 ng/(g·FW),CK處理和C-PTIO處理在54 h時為波谷,分別為356.35、295.12 ng/(g·FW);在72 h時,3個處理為第2個峰值,分別為517.50、574.90、467.04 ng/(g·FW)。27 和46 h時,3個處理間SA含量無顯著差異;54和72 h時,SNP處理的SA含量比CK處理分別提高22.29%、9.98%,比C-PTIO處理分別提高35.64%、18.76%;54 h時,CK處理和C-PTIO處理間SA含量差異不顯著;72 h時,CK處理 的SA含量比C-PTIO處理顯著提高9.75%。表明,與CK處理相比,SNP處理在一定程度上會促進(jìn)馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中內(nèi)源SA含量的增加,而C-PTIO處理則在一定程度上抑制了馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中內(nèi)源SA的積累。

圖3 不同處理SA含量變化Fig.3 Changes of SA content under different treatments

2.4 外源NO對吲哚乙酸(IAA)含量的影響

由圖4可知,馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中3個處理中內(nèi)源IAA的含量隨時間延長總體呈上升趨勢,27 h內(nèi)上升最快,27 h后上升趨緩;SNP處理與C-PTIO處理變化趨勢相同,均為有2個波峰,SNP處理在54 h時最高,為186.62 ng/(g·FW);C-PTIO處理在27 h時最高,為89.16 ng/(g·FW)。在27、46和54 h時,SNP處理比CK處理分別提高42.87%、36.33%、50.57%,比C-PTIO處理分別提高42.28%、58.81%、52.25%,CK處理和C-PTIO處理間IAA含量差異不顯著;在72 h時,CK處理和SNP處理 的IAA含量比C-PTIO處理分別提高26.90%、34.22%,且CK處理和SNP處理間IAA含量差異不顯著。表明,與對照CK相比,SNP處理可一定程度上促進(jìn)馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中內(nèi)源IAA含量的增加,C-PTIO處理會降低馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中的內(nèi)源IAA含量。

圖4 不同處理IAA含量變化Fig.4 Changes of IAA content under different treatments

2.5 外源NO對茉莉素類含量的影響

由圖5可知,馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中3個處理中內(nèi)源JA含量在CK處理和C-PTIO處理中隨時間的延長總體呈先上升后下降趨勢,27 h時最高,分別為23.88、45.21 ng/(g·FW);在27 h,C-PTIO處理的 JA含量比CK處理和SNP處理分別提高47.17%和87.61%,CK處理和SNP處理間差異不顯著;在46～72 h,3個處理間JA含量差異不顯著。表明,與對照相比,SNP處理可在一定程度上抑制馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中JA含量增加,C-PTIO處理可在一定程度上提高馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中的JA含量。

圖5 不同處理JA含量變化Fig.5 Changes of JA content under different treatments

由圖6可知,馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中內(nèi)源JA-ILE的含量在CK處理中呈先上升后下降,再上升趨勢,27 h最高,為1.44 ng/(g·FW);SNP處理中呈先下降后上升趨勢,46 h最低,為0.19 ng/(g·FW);C-PTIO處理呈先上升后下降趨勢,27 h最高,為2.05 ng/(g·FW)。在27 h,CK處理和C-PTIO處理 JA-ILE含量比SNP處理分別提高73.82%和81.65%,CK處理和C-PTIO處理間JA-ILE含量差異不顯著;46、54和72 h,3個處理間JA-ILE含量差異不顯著。表明,與CK處理相比,前期處理NO對馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中JA-Ile含量的積累有促進(jìn)作用,后期對其含量有抑制作用,在整個創(chuàng)傷愈合過程中,C-PTIO對JA-Ile含量增加起抑制作用。

圖6 不同處理JA-Ile含量變化Fig.6 Changes of JA-Ile content under different treatments

由圖7可知,馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中內(nèi)源 cis-OPDA的含量在CK處理和C-PTIO處理中,總體呈先上升后下降再上升趨勢,27 h時最高,分別為35.92和34.17 ng/(g·FW);SNP處理中,呈先下降后上升趨勢,27 h最低,為8.24 ng/(g·FW)。在27 h,CK處理和C-PTIO處理 的cis-OPDA含量比SNP處理分別提高77.06%和75.89%,CK處理和C-PTIO處理間 cis-OPDA含量差異不顯著;46 h C-PTIO處理 cis-OPDA含量比CK處理和SNP處理分別提高16.73%和31.29%,CK處理和SNP處理間 cis-OPDA含量無顯著差異,54和72 h,3個處理間 cis-OPDA含量差異不顯著。表明,與CK處理相比,SNP處理對馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中內(nèi)源cis-OPDA含量有一定的抑制作用,C-PTIO處理在塊莖創(chuàng)傷愈合中期對內(nèi)源cis-OPDA的積累有一定促進(jìn)作用。

圖7 不同處理cis-OPDA含量變化Fig.7 Changes of cis-OPDA content under different treatments

2.6 外源NO對細(xì)胞分裂素類含量的影響

分別對3個處理的細(xì)胞分裂素類物質(zhì)反式玉米素(tZ)、順式玉米素(cZ)、反式玉米素核苷(trans zeatin riboside, tzR)、順式玉米素核苷(cis zeatin riboside, czR)、異戊烯基腺嘌呤(iP)和異戊烯基腺苷(iPA)的含量進(jìn)行測定。由圖8可知,馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中內(nèi)源tZ的含量隨時間的延長3個處理均呈先上升后下降趨勢,SNP處理在27 h最高,為3.39 ng/(g·FW),CK處理和C-PTIO處理在46 h時最高,分別為3.81、2.49 ng/(g·FW)。在27和72 h SNP處理的 tZ含量比CK處理分別提高21.38%、43.48%,比C-PTIO處理分別提高38.74%、48.43%,CK處理和C-PTIO處理間tZ含量差異不顯著;46 h CK處理的 tZ含量比SNP處理和C-PTIO處理分別提高38.54%、34.45%,C-PTIO處理和SNP處理間tZ含量無顯著差異,54和72 h,3個處理間tZ含量差異不顯著。結(jié)果表明,與CK處理相比,SNP處理在馬鈴薯塊莖創(chuàng)傷愈合的前期和后期對內(nèi)源tZ含量的積累有明顯促進(jìn)作用,而在中期表現(xiàn)出抑制作用,而C-PTIO處理抑制內(nèi)源tZ含量的積累。

圖8 不同處理tZ含量變化Fig.8 Changes of tZ content under different treatments

由圖9可知,CK處理和SNR處理中,馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中內(nèi)源cZ含量隨時間的延長均呈上升趨勢,均是72 h最高,分別為1.63、1.40 ng/(g·FW),C-PTIO處理呈先上升后下降趨勢,54 h最高,為1.23 ng/(g·FW)。在27～54 h,3個處理間cZ含量差異不顯著;72 h時CK處理和SNP處理 的cZ含量比C-PTIO處理分別提高67.03%和61.44%,CK處理和SNP處理間cZ含量無顯著差異。結(jié)果表明,與CK處理相比,SNP處理對馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中cZ含量沒有明顯影響,而C-PTIO對馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中內(nèi)源cZ含量的積累有抑制作用。

圖9 不同處理cZ含量變化Fig.9 Changes of cZ content under different treatments

由圖10可知,CK處理和SNP處理中,馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中內(nèi)源tzR的含量隨時間延長均呈上升趨勢,72 h最高,分別為6.29、5.37 ng/(g·FW),C-PTIO處理呈先上升后下降趨勢,46 h最高,為4.79 ng/(g·FW)。在27～54 h,3個處理間tzR含量差異不顯著;72 h時CK處理和SNP處理 tzR含量比C-PTIO處理分別提高73.12%和68.50%,CK處理和SNP處理間tzR含量無顯著差異。表明,與CK處理相比,馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中SNP處理對內(nèi)源tzR含量沒有明顯影響,而C-PTIO處理在前期對內(nèi)源tzR含量沒有明顯影響,而在后期會顯著抑制內(nèi)源tzR含量。

圖10 不同處理tzR含量變化Fig.10 Changes of tzR content under different treatments

由圖11可知,CK處理和SNP處理中,馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中內(nèi)源czR的含量隨時間延長均呈上升趨勢,72 h最高,分別為31.79、38.20 ng/(g·FW),C-PTIO處理呈先上升后下降趨勢,在54 h最高,為25.25 ng/(g·FW)。在27～46 h,3個處理間czR含量差異不顯著;54 h時SNP處理 czR含量比CK處理和C-PTIO處理分別提高20.48%和30.35%,CK處理和C-PTIO處理間czR含量無顯著差異;在72 h,SNP處理 czR含量比CK處理和C-PTIO處理分別提高16.77%和68.10%,CK處理 czR含量比C-PTIO處理提高61.67%。表明,與CK處理相比,馬鈴薯創(chuàng)傷愈合過程中,SNP處理在一定程度上可以促進(jìn)內(nèi)源czR的積累,C-PTIO在一定程度上會抑制內(nèi)源czR的積累。

圖11 不同處理czR含量變化Fig.11 Changes of czR content under different treatments

由圖12可知,CK處理中,馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中內(nèi)源iP的含量隨著時間的延長呈上升趨勢,72 h最高,為1.88 ng/(g·FW),SNP處理和C-PTIO處理呈先上升后下降趨勢,在54 h最高,分別為1.73、2.02 ng/(g·FW)。在27 h,SNP處理 iP含量比CK處理提高31.96%,SNP處理和C-PTIO處理間、CK處理和C-PTIO處理間iP含量無顯著差異,46～72 h,3個處理間iP含量差異不顯著。表明,與CK處理相比,在馬鈴薯塊莖愈傷木栓化前期,SNP處理和C-PTIO均對iP含量的積累有一定促進(jìn)作用,而在馬鈴薯塊莖愈傷木栓化后期,SNP處理和C-PTIO對iP的積累均表現(xiàn)出抑制作用。

圖12 不同處理iP含量變化Fig.12 Changes of iP content under different treatments

由圖13可知,3個處理中,馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中內(nèi)源iPA的含量隨著時間延長呈先上升后下降趨勢,在27 h最高,分別為33.86、45.28、31.70 ng/(g·FW)。在27和54 h,SNP處理 iPA含量比CK處理分別提高25.22%、40.95%,比C-PTIO處理分別提高29.98%、39.14%,CK處理和C-PTIO處理間iPA含量無顯著差異;在46 h,SNP處理 czR含量比CK處理和C-PTIO處理分別提高48.54%和33.59%,C-PTIO處理 czR含量比CK處理提高22.50%;在72 h,SNP處理 czR含量比CK處理和C-PTIO處理分別提高33.40%和79.40%,CK處理 czR含量比C-PTIO處理提高69.06%。表明,與CK處理相比,SNP處理對馬鈴薯塊莖愈傷木栓化過程中內(nèi)源iPA含量的積累有促進(jìn)作用;在前期和后期,C-PTIO處理對內(nèi)源iPA的積累有抑制作用,而在中期,C-PTIO對iPA的含量積累也有促進(jìn)作用。

圖13 不同處理iPA含量變化Fig.13 Changes of iPA content under different treatments

3 討 論

3.1 植物激素ABA、ACC、SA和IAA對植物創(chuàng)傷木栓化影響

在植物應(yīng)激反應(yīng)中,ABA、ACC、SA和IAA等植物激素發(fā)揮著重要作用。迅速減少傷口表面的水分損失對于防止傷口部位細(xì)胞的干燥和死亡至關(guān)重要,而植物創(chuàng)傷木栓化過程必須依賴活細(xì)胞[13]。植物創(chuàng)傷后容易導(dǎo)致病菌侵入,高鵬華等[14]使用外源激素處理灰霉病脅迫下月季中各種酶活性變化發(fā)現(xiàn),ABA可以降低SOD活性,提高POD活性,增強(qiáng)月季對灰霉病的抗性。NO參與ABA調(diào)控的氣孔關(guān)閉[15],張梅花等[16]使用NO和ABA處理馬鈴薯塊莖創(chuàng)面發(fā)現(xiàn)創(chuàng)傷馬鈴薯塊莖創(chuàng)面軟木脂顯著積累,塊莖創(chuàng)面愈合加快。Song等[17]研究證明乙烯通路下的轉(zhuǎn)錄因子ENI3與MYC2轉(zhuǎn)錄因子的互作拮抗方式調(diào)控植物對咀嚼式昆蟲的抗性。Liu等[18]研究發(fā)現(xiàn)SA在提高沙棘果實對沙棘果蠅機(jī)械損傷的抗性中也起著重要作用。高彬[19]研究發(fā)現(xiàn),NO處理可使SA含量迅速增加,與本研究的結(jié)果相符合。Fbbri等[20]研究發(fā)現(xiàn),馬鈴薯塊莖組織損傷時,游離態(tài)的IAA會快速增加。本研究結(jié)果表明,0～72 h,CK處理中,馬鈴薯塊莖創(chuàng)傷使ABA和ACC的含量先下降,并在后期保持相對穩(wěn)定的狀態(tài);而SA和IAA含量先快速上升,后期保持較高的狀態(tài);外源NO處理后,對ABA、ACC、SA、IAA含量都有不同程度的促進(jìn)作用,而C-PTIO會降低塊莖中這些激素的含量。說明外源NO處理可以促進(jìn)ABA、ACC、SA和IAA含量增加,使其應(yīng)對機(jī)械損傷。

3.2 JA對植物創(chuàng)傷木栓化影響

JA可以參與植物非生物脅迫,使植物產(chǎn)生反應(yīng)。細(xì)胞壁破壞導(dǎo)致茉莉酸酯(JAs)積累,茉莉酸酯是激活植物誘導(dǎo)防御反應(yīng)的關(guān)鍵信號分子。Taurinod等[21]研究發(fā)現(xiàn),在馬鈴薯植株發(fā)育過程中,JAs介導(dǎo)了植物防御屏障中果膠基質(zhì)的修飾。Zhou等[22]用MeJA處理創(chuàng)傷處理的馬鈴薯塊莖發(fā)現(xiàn),苯丙烷代謝的關(guān)鍵酶PAL等活性增強(qiáng),同時促進(jìn)創(chuàng)傷木栓化重要代謝產(chǎn)物聚酚軟木脂的大量積累。馬鈴薯塊莖創(chuàng)傷后能顯著增加JA含量[23]。本研究表明馬鈴薯塊莖栓化愈合過程中,JA、JA-Ile、cis-OPDA含量會在短時間內(nèi)顯著上升,而后又迅速降低,外源NO會對茉莉素積累起抑制作用,而C-PTIO對其含量積累反而有促進(jìn)作用,說明NO可能是JA的負(fù)調(diào)控因子,外源NO加入反而使內(nèi)源JA含量降低,而NO清除劑C-PTIO處理降低了NO含量,低濃度NO會誘導(dǎo)JA產(chǎn)生。

3.3 CTK對植物創(chuàng)傷木栓化影響

Lulai等[24]研究發(fā)現(xiàn),創(chuàng)傷馬鈴薯塊莖在愈合的第二階段(WPF)細(xì)胞分裂過程中,分生組織活動對低水平細(xì)胞分裂素具有較強(qiáng)的敏感性。孫源長等[25]研究表明,玉米素生物合成途徑在蘆竹莖對鹽脅迫響應(yīng)中發(fā)揮重要作用。本研究表明馬鈴薯創(chuàng)傷塊莖在自然狀態(tài)和外源NO處理的情況下,cZ、tzR、czR、iP含量在0～27 h不斷升高,iPA、tZ含量在創(chuàng)傷前期快速升高,然后不斷降低,可以推斷tZ和iPA在接近閉合層形成的后期,在創(chuàng)傷周皮形成前,對隨后的木栓形成層起調(diào)節(jié)作用;外源NO對細(xì)胞分裂素中tZ、czR、iPA含量有促進(jìn)作用,對cZ、tzR、iP的促進(jìn)作用不明顯,但C-PTIO處理對cZ、tzR、czR、iP和iPA含量在后期有抑制作用。

4 結(jié) 論

在馬鈴薯塊莖創(chuàng)傷愈合過程中,外源NO處理塊莖可以提高塊莖中ABA、ACC、SA、IAA等內(nèi)源激素的含量,提高植物對機(jī)械損傷抗性,但JA變化不明顯,而C-PTIO和CK處理則表現(xiàn)為先上升后下降,說明NO可能是JA的負(fù)調(diào)控因子。外源NO對細(xì)胞分裂素中tZ、czR、iPA含量有促進(jìn)作用,對cZ、tzR、iP促進(jìn)作用不明顯,但在后期C-PTIO處理對cZ、tzR、czR、iP和iPA含量有抑制作用。