(E)-2-己烯醛对烟草抗TMV的影响及化感作用

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(E)-2-己烯醛是普遍存在于绿色植物中的挥发性物质。植物遭受机械损伤、昆虫取食、病原菌侵染等外界胁迫时,会大量释放出一系列挥发性物质,(E)-2-己烯醛是较为重要的一种。(E)-2-己烯醛具有很强的抑制细菌、真菌类病原菌的活性,是抵御病原侵染的化学防卫因素;同时,(E)-2-己烯醛可作为信号分子诱导自身或相邻植株防卫基因的表达,在植物抗病防御反应中发挥着重要作用。有研究报道,(E)-2-己烯醛能够诱导植株产生抗病性,提高植株对真菌的抗性,但(E)-2-己烯醛能否诱导植株抗病毒尚未见报道。本文用(E)-2-己烯醛处理烟草幼苗并接种烟草花叶病毒(TMV),探讨了(E)-2-己烯醛对植物抗病毒能力的影响及其作用机理;以黄瓜幼苗为实验材料,探讨(E)-2-己烯醛对植物幼苗生理生化特性的影响与植物抗逆性的关系;另外,还研究了(E)-2-己烯醛对黄瓜种子萌发的化感作用。主要结果如下:1.(E)-2-己烯醛处理烟草幼苗24h后接种烟草花叶病毒(TMV),研究了(E)-2-己烯醛对烟草TMV抗性的影响及其机制。结果表明,接种TMV后15d时,对照叶片花叶症状明显,且伴有明显疱斑,叶片卷曲畸形,(E)-2-己烯醛处理明显减轻烟草花叶病症状,处理组叶片只有轻微花斑。调查烟草TMV发病率和病情指数发现,接种TMV后15d时,(E)-2-己烯醛处理组烟草的发病率和病情指数分别是对照的45.9%和16.0%。此外,(E)-2-己烯醛处理可显著抑制TMV在烟草中的增殖,接种TMV48h时,对照组中烟草叶片TMV复制量约为(E)-2-己烯醛处理组烟草叶片的2.70倍。研究发现,(E)-2-己烯醛可快速诱导H202、水杨酸(SA)及水杨酸葡萄糖苷(SAG)在烟草叶片的积累,提高抗病相关酶(CAT、POD、PAL、PPO)活性,增加了抗病次生代谢物质(总酚和类黄酮)的积累。该研究表明,(E)-2-己烯醛显著增强了烟草对TMV抗性,其作用机制可能与SA介导了植物系统获得抗性有关。2.以黄瓜幼苗为实验材料,研究了(E)-2-己烯醛对黄瓜幼苗生理生化特性的影响。结果表明,(E)-2-己烯醛处理后,黄瓜幼苗细胞膜相对透性与对照组相比有所降低,24h时,处理组细胞膜透性较对照组降低了15.5%。黄瓜幼苗MDA含量经(E)-2-己烯醛处理后在一定程度上有所降低,处理后72h时,对照组MDA含量为处理组的1.50倍。处理后,PSⅡ反应中心的光化学效率也有所提高。另外,(E)-2-己烯醛处理显著提高POD活性,48h时处理组与对照相比提高了86.3%。该研究表明,(E)-2-己烯醛能够增强细胞膜稳定性,提高光能利用率,诱导保护酶活性增加,避免活性氧对细胞造成伤害,改善了植物生理生化活动,提高了植物的抗逆性,增强植物对不良环境的抵抗能力。3.以黄瓜种子为受体,研究了不同浓度(E)-2-己烯醛对黄瓜种子萌发的化感作用。1μM(E)-2-己烯醛对黄瓜种子萌发有促进作用,综合化感效应指数为正。随着(E)-2-己烯醛浓度的增加,其对黄瓜种子萌发表现为抑制作用,发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、胚根长、苗重均逐渐降低,综合化感效应指数为负,浓度越大抑制作用越明显,50、100μM(E)-2-己烯醛对黄瓜种子萌发的抑制作用显著,其综合化感效应指数分别达-0.232、-0.373。研究表明,(E)-2-己烯醛处理黄瓜种子的浓度不同,化感效应不同,具体表现为低浓度促进,高浓度抑制的浓度双重效应。研究(E)-2-己烯醛对种子萌发的化感作用,为其在农业生产中的应用提供理论依据。
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