CN116210699A - MeJA在缓解重金属对秋葵幼苗胁迫作用中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了MeJA在缓解重金属对秋葵幼苗胁迫作用中的应用，属于缓解植物重金属胁迫技术研究领域。本发明保护MeJA在缓解秋葵CdCl2胁迫损伤中的应用。本发明以秋葵品种台湾五福为试验材料，研究MeJA与CdCl2胁迫下秋葵的激素代谢、渗透调节、叶片损伤、光合作用、抗氧化酶系统、细胞膜系统的关系，探讨MeJA在植物抵御重金属胁迫的作用机理，为其在秋葵的安全生产提供理论基础；本发明将在农业领域具有广阔的应用空间和市场前景。

Description

MeJA在缓解重金属对秋葵幼苗胁迫作用中的应用
技术领域
本发明属于缓解植物重金属胁迫技术研究领域，具体涉及一种外源MeJA对秋葵幼苗CdCl2胁迫缓解效应中的应用。
背景技术
镉是植物非必需营养元素。低浓度镉对植物生长起到一定的促进作用，但高浓度的镉对植物有较大的毒害作用。研究表明，过量的镉还会使植物产生胁迫，抑制叶绿素的合成和光合的进行，镉胁迫下植物还会出现生长迟缓、植株矮小、退绿、产量下降等症状，高浓度的镉会破坏植物体内的活性氧代谢平衡，活性氧的积累增加导致膜脂过氧化，植物体内的抗氧化酶的活性降低。
秋葵含有丰富的蛋白质、游离氨基酸、类胡萝卜素、各类维生素和磷、铁、钾、钙等矿质元素及由果胶和多糖等组成的粘性物质，具有多种保健功能，深受广大消费者欢迎。研究表明，镉胁迫下秋葵叶片的生长以及抗氧化酶活性受到抑制，镉胁迫下秋葵的果实品质下降，镉在果实中积累也会影响到人类的身体健康。因此缓解镉胁迫对秋葵的伤害至关重要。
MeJA（Methyl jasmonate，茉莉酸甲酯,简写MeJA），是一种与损伤相关的植物激素和信号分子，作为天然植物生长调节剂，广泛在于各种高等植物中，并在调节应激反应和植物发育中发挥重要作用。大量的研究证实了MeJA在抵御非生物胁迫逆境中发挥防御的积极作用，缓解逆境对植物造成的伤害。
发明内容
本发明的目的在于解决CdCl2胁迫下生长的秋葵幼苗Cd含量较高的问题，提供MeJA对秋葵幼苗CdCl2胁迫缓解效应中的应用。
MeJA在缓解植物CdCl2胁迫损伤或提高植物CdCl2胁迫抗性中的应用。
MeJA在如下（a1）-（a39）中至少一种的应用：
（a1）提高CdCl2胁迫下秋葵的茉莉酸（JA）含量；
（a2）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的JA含量的产品；
（a3）提高CdCl2胁迫下秋葵的脱落酸（ABA）含量；
（a4）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的ABA含量的产品；
（a5）提高CdCl2胁迫下秋葵的脯氨酸含量；
（a6）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的脯氨酸含量的产品；
（a7）提高CdCl2胁迫下秋葵的可溶性蛋白含量；
（a8）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的可溶性蛋白含量的产品；
（a9）提高CdCl2胁迫下秋葵的可溶性糖含量；
（a10）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的可溶性糖含量的产品；
（a11）提高CdCl2胁迫下秋葵的叶绿素a含量；
（a12）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的叶绿素a含量的产品；
（a13）提高CdCl2胁迫下秋葵的叶绿素b含量；
（a14）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的叶绿素b含量的产品；
（a15）提高CdCl2胁迫下秋葵的总叶绿素含量；
（a16）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的总叶绿素含量的产品；
（a17）提高CdCl2胁迫下秋葵的总类胡萝卜素含量；
（a18）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的总类胡萝卜素含量的产品；
（a19）提高CdCl2胁迫下秋葵的相对水含量；
（a20）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的相对水含量的产品；
（a21）提高CdCl2胁迫下秋葵的SOD活性；
（a22）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的SOD活性的产品；
（a23）提高CdCl2胁迫下秋葵的GPX活性；
（a24）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的GPX活性的产品；
（a25）提高CdCl2胁迫下秋葵的CAT活性；
（a26）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的CAT活性的产品；
（a27）提高CdCl2胁迫下秋葵的GR活性；
（a28）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的GR活性的产品；
（a29）提高CdCl2胁迫下秋葵的APX活性；
（a30）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的APX活性的产品；
（a31）提高CdCl2胁迫下秋葵的POD活性；
（a32）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的POD活性的产品；
（a33）降低CdCl2胁迫下秋葵的MDA含量；
（a34）制备降低CdCl2胁迫下秋葵的MDA含量的产品；
（a35）降低CdCl2胁迫下秋葵的电解质渗透率；
（a36）制备降低CdCl2胁迫下秋葵的电解质渗透率的产品；
（a37）降低CdCl2胁迫下秋葵的H2O2含量；
（a38）制备降低CdCl2胁迫下秋葵的H2O2含量的产品；
（a39）提高秋葵CdCl2胁迫抗性。
上述的应用，采用浓度为1 - 500μmol/L的MeJA对植物进行叶面喷施。
一种秋葵培育方法，采用浓度为1 - 500μmol/L的MeJA对所述秋葵进行叶面喷施。优选的，采用浓度为5 - 50μmol/L的MeJA对秋葵进行叶面喷施；进一步优选为，采用浓度为50 μmol/L的MeJA对所述的秋葵进行叶面喷施。
一种缓解秋葵CdCl2胁迫损伤的方法，采用浓度1 - 500 μmol/L的MeJA对所述的秋葵进行叶面喷施。优选的，采用浓度为5 - 50μmol/L的MeJA对秋葵进行叶面喷施；进一步优选为，采用浓度为50 μmol/L的MeJA对所述的秋葵进行叶面喷施。
上述的植物是如下（c1）至（c3）中的任一种：
（c1）双子叶植物；
（c2）锦葵科植物；
（c3）秋葵。
本发明还保护MeJA在抗CdCl2胁迫秋葵选育中的应用。
本发明还保护上述的方法在抗CdCl2胁迫秋葵选育中的应用。
以上任一所述方法中，所述的秋葵具体为幼苗期的秋葵。
以上任一所述秋葵可为台湾五福秋葵。
本发明所提供的一种外源MeJA在缓解CdCl2对秋葵幼苗胁迫作用中的应用：外源喷施MeJA可提高秋葵植株的CdCl2胁迫抗性。0.1 mmol/LCdCl2胁迫发芽率试验结果表明，5、50、500 μmol/LMeJA处理的秋葵种子萌发率和鲜重显著高于0μmol/L MeJA处理，与0 μmol/L MeJA植株相比分别提高了59%、110%、30%和35%、85%、17%，其中以50 μmol/L MeJA处理的秋葵幼苗效果最佳。0.1 mmol/L CdCl2胁迫盆栽试验结果表明，外源MeJA处理的秋葵幼苗植株生长良好和抗性提高，5、50和500μmol/L MeJA处理的盆栽秋葵幼苗鲜重和干重显著高于0 μmol/L MeJA处理，与0.0 μmol/L MeJA植株相比分别提高了77%、163%、15%和153%、294%、30%，其中以50 μmol/L MeJA处理的秋葵幼苗效果最佳，表达出很强的CdCl2胁迫抗性；具体体现在MeJA处理后的秋葵幼苗材料增加了JA含量、增加了ABA含量、增加了脯氨酸含量、增加了可溶性蛋白含量、增加了可溶性糖含量、增加了叶绿素a含量、增加了叶绿素b含量、增加了总叶绿素含量、增加了总类胡萝卜素含量、增加了相对水含量、增加了SOD活性、增加了GPX活性、增加了CAT活性、增加了GR活性、增加了APX活性、增加了POD活性、降低了电解质渗透率、降低了H2O2含量和降低了丙二醛含量。
结果表明，本发明的MeJA在缓解CdCl2对秋葵幼苗胁迫作用中具有重要应用，利用确定浓度的MeJA作物缓解剂，MeJA能够促进秋葵幼苗在CdCl2胁迫下的生长，提高秋葵幼苗对CdCl2胁迫的耐受性，研究MeJA与CdCl2胁迫下秋葵的激素代谢、渗透调节、叶片损伤、光合作用、抗氧化酶系统、细胞膜系统的关系，探讨MeJA在植物抵御重金属胁迫的作用机理，为其在秋葵的安全生产提供理论基础；本发明将在农业领域具有广阔的应用空间和市场前景。
附图说明
图1本发明正常条件和0.1 mmol/L CdCl2胁迫下不同浓度（0、5、50和500 μmol/L）MeJA对秋葵种子发芽率和幼苗鲜重的影响。
图2本发明正常条件和0.1 mmol/L CdCl2胁迫下不同浓度（0、5、50 和500 μmol/L）MeJA对秋葵幼苗缓解效应抗性鉴定。
图3 本发明正常条件和0.1 mmol/L CdCl2胁迫下50 μmol/L MeJA对秋葵幼苗JA和ABA含量的影响。
图4本发明正常条件和0.1 mmol/L CdCl2胁迫下50 μmol/L MeJA对秋葵幼苗脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量的影响。
图5本发明正常条件和0.1 mmol/L CdCl2胁迫下50 μmol/L MeJA对秋葵幼苗光合色素含量（叶绿素a、叶绿素a、总叶绿素和总类胡萝卜素）的影响。
图6本发明正常条件和0.1mmol/L CdCl2胁迫下50 μmol/L MeJA对秋葵幼苗丙二醛含量、电解质渗透率、相对水含量和H2O2含量的影响。
图7本发明正常条件和0.1 mmol/L CdCl2胁迫下50 μmol/L MeJA对秋葵幼苗ROS清除系统关键酶（SOD、GPX、CAT、GR、APX、POD）活性的影响。
具体实施方式
以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为常规生化试剂商品购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值。
实施例中采用秋葵（Abelmoschus esculentus）品种台湾五福作为试验材料。秋葵品种台湾五福，参考文献【Feibing Wang, Gaolei Ren, Fengsheng Li, Sitong Qi, YanXu, Bowen Wang, Yulin Yang, Yuxiu Ye, Qing Zhou, Xinhong Chen. A chalconesynthase gene AeCHS from Abelmoschus esculentus regulates flavonoidaccumulation and abiotic stress tolerance in transgenic Arabidopsis. 2018,40:97】，由淮阴工学院生命科学与食品工程学院江苏省植物生产与加工实践教育中心实验室保存。
MeJA（Methyl jasmonate，简写MeJA），购买于Sigma公司。
Cd供体为氯化镉（CdCl2·2H2O），购买于Sigma公司。
实施例1外源MeJA调控秋葵幼苗CdCl2胁迫抗性鉴定分析
1. 不同浓度MeJA处理后秋葵种子抗CdCl2胁迫发芽率分析
参照王永慧等（2014）【王永慧，陈建平，张培通，蔡立旺，施庆华，王海洋. 黄秋葵耐盐材料的筛选及萌发期耐盐性相关分析.西南农业学报，2014，27(2)：788-792】的方法，将秋葵种子材料挑选50粒饱满大小一致的种子，用5%次氯酸溶液消毒5 min后，再用蒸馏水冲洗3次，分别在室温下在清水和0.1mmol/LCdCl2溶液中浸泡24小时，然后摆放在铺有两层滤纸内径为12 cm的透明塑料保鲜盒内，再分别进行不同浓度（0、5、50和500μmol/L）MeJA处理，处理包括：（i）在正常条件下用蒸馏水分别添加0、5、50和500μmol/LMeJA；（ii）在0.1mmol/LCdCl2条件下，分别添加0、5、50和500μmol/LMeJA。每个处理重复六次。保鲜盒放在人工气候箱中发芽，白/夜温度28℃/25℃，白天/黑天各12 h，湿度为 60%±1 %。以胚根长0.2 mm 作为种子发芽标志，第5天统计种子发芽数。种子发芽率=（第5天发芽种子数/供试种子总数）×100%。
结果显示，0.1 mmol/L CdCl2胁迫发芽率试验结果表明，5、50、500 μmol/L MeJA处理的秋葵种子萌发率（图1A）和鲜重（图1B）显著高于0μmol/L MeJA处理，与0 μmol/LMeJA植株相比分别提高了59%、110%、30%和35%、85%、17%，其中以50 μmol/L MeJA处理的秋葵幼苗效果最佳。
2. 不同浓度MeJA处理后秋葵幼苗抗CdCl2胁迫抗性分析
参照Li等（2022）【Hengpeng Li, Shasha Yang, Wenya Wu, Chunyan Wang,Yanyang Li, Chenzhong Wan, Yuxiu Ye, Xinhong Chen, Zunxin Wang, Laibao Hu,Feibing Wang. Physiological and biochemical mechanisms of improving salt anddrought tolerance in okra plants based on applied attapulgite clay. Advancesin Biochemistry, 2022, 10:1-10】的方法，将台湾五福秋葵幼苗移植到温室中含有草皮、腐殖质和蛭石（1:1:1，v/v/v）混合物的塑料盆（直径19厘米）中。所有幼苗均用半霍格兰溶液充分浇水4周，直至幼苗长出新叶。随后，进行CdCl2胁迫和MeJA处理，处理包括：（i）正常情况下，每盆秋葵幼苗植株用清水灌溉，每2天一次，持续4周；同时每天喷施含有0、5、50 和500 μmol/L MeJA水溶液喷施，每天喷施3次。（ii）CdCl2胁迫处理，每盆秋葵幼苗植株用100mL 0.1 mmol/L CdCl2溶液灌溉，每2天一次，持续4周，同时每天喷施含有0、5、50 和500 μmol/L MeJA水溶液喷施，每天喷施3次。
结果显示，0.1 mmol/L CdCl2胁迫盆栽试验结果表明，见图2，外源MeJA处理的秋葵幼苗植株生长良好和抗性提高，5、50和500 μmol/L MeJA处理的盆栽秋葵幼苗鲜重和干重显著高于0 μmol/LMeJA处理，与0.0 μmol/L MeJA植株相比分别提高了7%、163%、15%和153%、294%、30%，其中以50 μmol/L MeJA处理的秋葵幼苗效果最佳，表达出很强的CdCl2胁迫抗性。
因此，表型鉴定结果表明，外源50 μmol/L MeJA处理的秋葵植株具有最佳的CdCl2胁迫抗性表型，用于分析诱导CdCl2胁迫抗性的生理生化机制。
实施例2秋葵幼苗抗CdCl2胁迫的抗性生理生化指标测定
茉莉酸（JA）是存在于高等植物体内的内源生长调节物质，具有广谱的生理效应，参与植物生长发育众多生理过程的调控，诱导植物对病虫害、非生物胁迫产生防御反应，缓解作物对外界不利环境的胁迫。
测定方法参考文献【Hong Zhu, Hong Zhai, Shaozhen He, Huan Zhang,Shaopei Gao, Qingchang Liu. A novel sweetpotato GATA transcription factor,IbGATA24, interactingwith IbCOP9-5a positively regulates drought and salttolerance. Environmental and Experimental Botany, 2022, 194:104735】，检测秋葵幼苗植株的JA含量。秋葵植株为上述盆栽鉴定中的无胁迫、用50 μmol/L MeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片和上述盆栽鉴定中0.1 mmol/L CdCl2处理、用50 μmol/L MeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片。实验需重复三次，结果取平均值。
实验结果见图3中A（Normal为空白对照，CdCl2 stress为重金属胁迫）。结果表明，0.1 mmol/L CdCl2胁迫处理后，外源MeJA处理的秋葵植株中的JA含量显著高于未用MeJA处理的秋葵植株。
ABA在植物逆境胁迫反应中具有重要作用。ABA可以提高植物的耐盐性，缓解盐分过多造成的渗透胁迫和离子胁迫，维持水分平衡，诱导植物渗透调剂物质脯氨酸大量积累，维持细胞膜结构的稳定性，提高保护性酶的活性。旱害胁迫时，ABA能明显减少叶片水分蒸发，降低叶片细胞膜透性，增加叶片细胞可溶性蛋白质含量，诱导生物膜系统保护酶形成，降低膜脂过氧化程度，增强抗氧化能力，提高植物的抗旱性。
测定方法参考文献【Feibing Wang, Weili Kong, Gary Wong, Lifeng Fu, RihePeng, Zhenjun Li, Quanhong Yao. AtMYB12 regulates flavonoids accumulation andabiotic stress tolerance in transgenic Arabidopsis thaliana. MolecularGenetics and Genomics, 2016, 291:1545-1559】，检测秋葵幼苗植株的ABA含量。秋葵植株为上述盆栽鉴定中的无胁迫、用50 μmol/L MeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片和上述盆栽鉴定中0.1 mmol/L CdCl2处理、用50 μmol/L MeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片。实验需重复三次，结果取平均值。
实验结果见图3中B（Normal为空白对照，CdCl2 stress为重金属胁迫）。结果表明，0.1 mmol/L CdCl2胁迫处理后，外源MeJA处理的秋葵植株中的ABA含量显著高于未用MeJA处理的秋葵植株。
植物在正常条件下，游离脯氨酸含量很低，但遇到盐、干旱等胁迫时，游离的氨基酸便会大量积累，并且积累指数和植物的抗逆性有关。因此，脯氨酸可以作为植物抗逆性的一项生化指标。
测定方法参考文献【Feibing Wang, Weili Kong, Gary Wong, Lifeng Fu, RihePeng, Zhenjun Li, Quanhong Yao. AtMYB12 regulates flavonoids accumulation andabiotic stress tolerance in transgenic Arabidopsis thaliana. MolecularGenetics and Genomics, 2016, 291:1545-1559】，检测秋葵幼苗植株的脯氨酸含量。秋葵植株为上述盆栽鉴定中的无胁迫、用50 μmol/LMeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片和上述盆栽鉴定中0.1 mmol/L CdCl2处理、用50 μmol/LMeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片。实验需重复三次，结果取平均值。
实验结果见图4中A（Normal为空白对照，CdCl2 stress为重金属胁迫）。结果表明，0.1 mmol/L CdCl2胁迫处理后，外源MeJA处理的秋葵植株中的脯氨酸含量显著高于未用MeJA处理的秋葵植株。
植物可溶性蛋白对细胞膜具有保护作用，同时也是植物体维持正常生命活动的物质基础，在植物遭受高温逆境的过程中起着重要的保护作用。
测定方法参考文献【Hong Zhai, Feibing Wang, Zengzhi Si, Jinxi Huo, LeiXing, Yanyan An, Shaozhen He, Qingchang Liu. A myo-inositol-1-phosphatesynthase gene, IbMIPS1, enhances salt and drought tolerance and stem nematoderesistance in transgenic sweetpotato. Plant Biotechnology Journal, 2016, 14:592-602】，检测秋葵幼苗植株的可溶性蛋白含量。秋葵植株为上述盆栽鉴定中的无胁迫、用50 μmol/LMeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片和上述盆栽鉴定中0.1 mmol/L CdCl2处理、用50 μmol/LMeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片。实验需重复三次，结果取平均值。
实验结果见图4中B（Normal为空白对照，CdCl2 stress为重金属胁迫）。结果表明，0.1 mmol/L CdCl2胁迫处理后，外源MeJA处理的秋葵植株中的可溶性蛋白含量显著高于未用MeJA处理的秋葵植株。
可溶性糖是植物响应盐碱胁迫的一种有机渗透调节剂，如葡萄糖和蔗糖等，在细胞内起类似于保护酶的作用，同时其作为碳水化合物为有机物的合成提供充足的物质和能量供应。在逆境胁迫下，植物体内可溶性糖含量越高，植物在逆境下植物细胞失水的可能性越小，成活的可能性越大，植物抗性提高。
测定方法参考文献【Hong Zhai, Feibing Wang, Zengzhi Si, Jinxi Huo, LeiXing, Yanyan An, Shaozhen He, Qingchang Liu. A myo-inositol-1-phosphatesynthase gene, IbMIPS1, enhances salt and drought tolerance and stem nematoderesistance in transgenic sweetpotato. Plant Biotechnology Journal, 2016, 14:592-602】，检测秋葵幼苗植株的可溶性糖含量。秋葵植株为上述盆栽鉴定中的无胁迫、用50μmol/LMeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片和上述盆栽鉴定中0.1 mmol/L CdCl2处理、用50 μmol/LMeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片。实验需重复三次，结果取平均值。
实验结果见图4中C（Normal为空白对照，CdCl2 stress为重金属胁迫）。结果表明，0.1 mmol/L CdCl2胁迫处理后，外源MeJA处理的秋葵植株中的可溶性糖含量显著高于未用MeJA处理的秋葵植株。
叶绿体是植物进行光合作用和逆境胁迫反应等生理过程的重要细胞器，叶绿体中的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素两类，其中叶绿素分为叶绿素a和叶绿素b两种。逆境胁迫影响植物的光合作用，增加叶绿体中自由基的数量，从而破坏叶绿素，影响植物的光合作用，其光合色素含量反映了植物进行光合作用的能力。
测定方法参考文献【Lichtenthaler Hartmut K, Buschmann Claus.Chlorophylls and carotenoids: measurement and characterization by UV-VISspectroscop. Current Protocols in Food Analytical Chemistry, 2001, 1】，检测秋葵幼苗植株的光合色素含量。秋葵植株为上述盆栽鉴定中的无胁迫、用50 μmol/LMeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片和上述盆栽鉴定中0.1 mmol/L CdCl2处理、用50 μmol/LMeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片。实验需重复三次，结果取平均值。
实验结果见图5（Normal为空白对照，CdCl2 stress为重金属胁迫）。结果表明，0.1mmol/L CdCl2胁迫处理后，外源MeJA处理的秋葵植株中的叶绿素a（图5A）、叶绿素b（图5B）、总叶绿素（图5C）以及总类胡萝卜素含量（图5D）显著高于未用MeJA处理的秋葵植株。
植物器官衰老或在逆境下遭受伤害，往往发生膜脂过氧化作用，丙二醛（MDA）是膜脂过氧化的最终分解产物，其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度，即MDA的含量越高，植物遭受逆境伤害的程度越大。
测定方法参考文献【Feibing Wang, Weili Kong, Gary Wong, Lifeng Fu, RihePeng, Zhenjun Li, Quanhong Yao. AtMYB12 regulates flavonoids accumulation andabiotic stress tolerance in transgenic Arabidopsis thaliana. MolecularGenetics and Genomics, 2016, 291:1545-1559】，检测秋葵幼苗植株的MDA含量。秋葵植株为上述盆栽鉴定中的无胁迫、用50 μmol/LMeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片和上述盆栽鉴定中0.1 mmol/L CdCl2处理、用50 μmol/LMeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片。实验需重复三次，结果取平均值。
实验结果见图6中A（Normal为空白对照，CdCl2 stress为重金属胁迫）。结果表明，0.1 mmol/L CdCl2胁迫处理后，外源MeJA处理的秋葵植株中的MDA含量显著低于未用MeJA处理的秋葵植株。
电解质渗透率是一个衡量植物细胞膜透性的指标，值越低说明细胞膜越完整，功能性完好。
测定方法参考文献【Yujia Liu, Xiaoyu Ji, Xianguang Nie, Min Qu, LeiZheng, Zilong Tan, Huimin Zhao, Lin Huo, Shengnan Liu, Bing Zhang, YuchengWang. Arabidopsis AtbHLH112 regulates the expression of genes involved inabiotic stress tolerance by binding to their E-box and GCG-box motifs. NewPhytologist, 2015, 207:692-709】，检测秋葵幼苗植株的电解质渗透率。秋葵植株为上述盆栽鉴定中的无胁迫、用50 μmol/L MeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片和上述盆栽鉴定中0.1 mmol/L CdCl2处理、用50 μmol/L MeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片。实验需重复三次，结果取平均值。
实验结果见图6中B（Normal为空白对照，CdCl2 stress为重金属胁迫）。结果表明，0.1 mmol/L CdCl2胁迫处理后，外源MeJA处理的秋葵植株中的电解质渗透率显著低于未用MeJA处理的秋葵植株。
相对含水量是反映植物水分状况的重要指标，植物组织的相对含水量与植物抗逆性呈正相关，细胞的相对含水量反映了细胞受逆境胁迫的程度。
测定方法参考文献【Yufeng Yang, Shikai Guan, Hong Zhai, Shaozhen He,Qingchang Liu. Development and evaluation of a storage root-bearingsweetpotato somatic hybrid between Ipomoea batatas (L.) Lam. and I. trilobaL. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 2009, 99:83-89】，检测秋葵幼苗植株的相对水含量。秋葵植株为上述盆栽鉴定中的无胁迫、用50 μmol/L MeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片和上述盆栽鉴定中0.1 mmol/L CdCl2处理、用50 μmol/L MeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片。实验需重复三次，结果取平均值。
实验结果见图6中C（Normal为空白对照，CdCl2 stress为重金属胁迫）。结果表明，0.1 mmol/L CdCl2胁迫处理后，外源MeJA处理的秋葵植株中的相对水含量显著高于未用MeJA处理的秋葵植株。
10. H2O2含量测定
植物在逆境下或衰老时，由于体内活性氧代谢加强而使H2O2发生累积。H2O2可以直接或间接地氧化细胞内核酸，蛋白质等生物大分子，并使细胞膜遭受损害，从而加速细胞的衰老和解体。因此，H2O2的含量越高，植物遭受逆境伤害的程度越大。
测定方法参考文献【Feibing Wang, Weili Kong, Gary Wong, Lifeng Fu, RihePeng, Zhenjun Li, Quanhong Yao. AtMYB12 regulates flavonoids accumulation andabiotic stress tolerance in transgenic Arabidopsis thaliana. MolecularGenetics and Genomics, 2016, 291:1545-1559】，检测秋葵幼苗植株的H2O2含量。秋葵植株为上述盆栽鉴定中的无胁迫、用50 μmol/L MeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片和上述盆栽鉴定中0.1 mmol/L CdCl2处理、用50 μmol/L MeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片。实验需重复三次，结果取平均值。
实验结果见图6中D（Normal为空白对照，CdCl2 stress为重金属胁迫）。结果表明，0.1 mmol/L CdCl2胁迫处理后，外源MeJA处理的秋葵植株中的H2O2含量显著低于未用MeJA处理的秋葵植株。
超氧化物歧化酶（SOD）活性可以作为植物抗逆性的一项生理生化指标。SOD的活性越低，植物遭受逆境伤害的程度越大。
测定方法参考文献【Feibing Wang, Weili Kong, Gary Wong, Lifeng Fu, RihePeng, Zhenjun Li, Quanhong Yao. AtMYB12 regulates flavonoids accumulation andabiotic stress tolerance in transgenic Arabidopsis thaliana. MolecularGenetics and Genomics, 2016, 291:1545-1559】，检测秋葵幼苗植株的SOD活性。秋葵植株为上述盆栽鉴定中的无胁迫、用50 μmol/L MeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片和上述盆栽鉴定中0.1 mmol/L CdCl2处理、用50 μmol/L MeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片。实验需重复三次，结果取平均值。
实验结果见图7中A（Normal为空白对照，CdCl2 stress为重金属胁迫）。结果表明，0.1 mmol/L CdCl2胁迫处理后，外源MeJA处理的秋葵植株中的SOD活性显著高于未用MeJA处理的秋葵植株。
谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）是机体内广泛存在的一种重要的过氧化物分解酶，是清除体内活性氧的一种关键酶，在植物抗逆反应中发挥重要作用。
测定方法参考文献【Hong Zhai, Feibing Wang, Zengzhi Si, Jinxi Huo, LeiXing, Yanyan An, Shaozhen He, Qingchang Liu. A myo-inositol-1-phosphatesynthase gene, IbMIPS1, enhances salt and drought tolerance and stem nematoderesistance in transgenic sweetpotato. Plant Biotechnology Journal, 2016, 14:592-602】，检测秋葵幼苗植株的GPX活性。秋葵植株为上述盆栽鉴定中的无胁迫、用50 μmol/L MeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片和上述盆栽鉴定中0.1 mmol/L CdCl2处理、用50 μmol/L MeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片。实验需重复三次，结果取平均值。
实验结果见图7中B（Normal为空白对照，CdCl2 stress为重金属胁迫）。结果表明，0.1 mmol/L CdCl2胁迫处理后，外源MeJA处理的秋葵植株中的GPX活性显著高于未用MeJA处理的秋葵植株。
过氧化氢酶（CAT）普遍存在于植物组织中，是重要的保护酶之一，其作用是清除代谢中产生的H2O2，以避免H2O2积累对细胞的氧化破坏作用，因而其活性的高低与植物的抗逆性有关。
测定方法参考文献【Yufeng Yang, Shikai Guan, Hong Zhai, Shaozhen He,Qingchang Liu. Development and evaluation of a storage root-bearingsweetpotato somatic hybrid between Ipomoea batatas (L.) Lam. and I. trilobaL. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 2009, 99:83-89】，检测秋葵幼苗植株的CAT活性。秋葵植株为上述盆栽鉴定中的无胁迫、用50 μmol/LMeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片和上述盆栽鉴定中0.1 mmol/L CdCl2处理、用50 μmol/LMeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片。实验需重复三次，结果取平均值。
实验结果见图7中C（Normal为空白对照，CdCl2 stress为重金属胁迫）。结果表明，0.1 mmol/L CdCl2胁迫处理后，外源MeJA处理的秋葵植株中的CAT活性显著高于未用MeJA处理的秋葵植株。
谷胱甘肽还原酶（GR）是一种普遍存在的黄素酶，参与细胞应激的防御体系，而其活性的高低与植物的抗逆性有关。
测定方法参考文献【Wenjin Zhang, Zhicai Xie, Lianhong Wang, Ming Li,Duoyong Lang, Xinhui Zhang. Silicon alleviates salt and drought stress ofGlycyrrhiza uralensis seedling by altering antioxidant metabolism and osmoticadjustment. Journal of Plant Research, 2017, 130:611-624】，检测秋葵幼苗植株的GR活性。秋葵植株为上述盆栽鉴定中的无胁迫、用50 μmol/LMeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片和上述盆栽鉴定中0.1 mmol/L CdCl2处理、用50 μmol/L MeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片。实验需重复三次，结果取平均值。
实验结果见图7中D（Normal为空白对照，CdCl2 stress为重金属胁迫）。结果表明，0.1 mmol/L CdCl2胁迫处理后，外源MeJA处理的秋葵植株中的GR活性显著高于未用MeJA处理的秋葵植株。
抗坏血酸过氧化物酶（APX）是植物活性氧代谢中重要的抗氧化酶之一，尤其是叶绿体中清除H2O2的关键酶，又是维生素C代谢的主要酶类。APX活性可以作为植物抗逆性的一项生理生化指标，其活性的高低与植物的抗逆性有关。
测定方法参考文献【Hong Zhai, Feibing Wang, Zengzhi Si, Jinxi Huo, LeiXing, Yanyan An, Shaozhen He, Qingchang Liu. A myo-inositol-1-phosphatesynthase gene, IbMIPS1, enhances salt and drought tolerance and stem nematoderesistance in transgenic sweetpotato. Plant Biotechnology Journal, 2016, 14:592-602】，检测秋葵幼苗植株的APX活性。秋葵植株为上述盆栽鉴定中的无胁迫、用50 μmol/L MeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片和上述盆栽鉴定中0.1 mmol/L CdCl2处理、用50 μmol/L MeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片。实验需重复三次，结果取平均值。
实验结果见图7中E（Normal为空白对照，CdCl2 stress为重金属胁迫）。结果表明，0.1 mmol/L CdCl2胁迫处理后，外源MeJA处理的秋葵植株中的APX活性显著高于未用MeJA处理的秋葵植株。
过氧化物酶（POD）活性可以作为植物抗逆性的一项生理生化指标。POD的活性越低，植物遭受逆境伤害的程度越大。
测定方法参考文献【Feibing Wang, Weili Kong, Gary Wong, Lifeng Fu, RihePeng, Zhenjun Li, Quanhong Yao. AtMYB12 regulates flavonoids accumulation andabiotic stress tolerance in transgenic Arabidopsis thaliana. MolecularGenetics and Genomics, 2016, 291:1545-1559】，检测秋葵幼苗植株的POD活性。秋葵植株为上述盆栽鉴定中的无胁迫、用50 μmol/L MeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片和上述盆栽鉴定中0.1 mmol/L CdCl2处理、用50 μmol/L MeJA水溶液喷施2周的秋葵幼苗叶片。实验需重复三次，结果取平均值。
实验结果见图7中F（Normal为空白对照，CdCl2 stress为重金属胁迫）。结果表明，0.1 mmol/L CdCl2胁迫处理后，外源MeJA处理的秋葵植株中的POD活性显著高于未用MeJA处理的秋葵植株。
生理生化指标的测定结果表明，外源MeJA处理显著提高秋葵植株的CdCl2胁迫抗性。研究MeJA与CdCl2胁迫下秋葵的激素代谢、渗透调节、叶片损伤、光合作用、抗氧化酶系统、细胞膜系统的关系，探讨MeJA在植物抵御重金属胁迫的作用机理，为其在秋葵的安全生产提供理论基础。

Claims (9)

1.MeJA在缓解植物CdCl2胁迫损伤或提高植物CdCl2胁迫抗性中的应用。
2. MeJA在如下（a1）-（a39）中至少一种的应用：
（a1）提高CdCl2胁迫下秋葵的茉莉酸（JA）含量；
（a2）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的JA含量的产品；
（a3）提高CdCl2胁迫下秋葵的脱落酸（ABA）含量；
（a4）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的ABA含量的产品；
（a5）提高CdCl2胁迫下秋葵的脯氨酸含量；
（a6）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的脯氨酸含量的产品；
（a7）提高CdCl2胁迫下秋葵的可溶性蛋白含量；
（a8）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的可溶性蛋白含量的产品；
（a9）提高CdCl2胁迫下秋葵的可溶性糖含量；
（a10）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的可溶性糖含量的产品；
（a11）提高CdCl2胁迫下秋葵的叶绿素a含量；
（a12）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的叶绿素a含量的产品；
（a13）提高CdCl2胁迫下秋葵的叶绿素b含量；
（a14）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的叶绿素b含量的产品；
（a15）提高CdCl2胁迫下秋葵的总叶绿素含量；
（a16）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的总叶绿素含量的产品；
（a17）提高CdCl2胁迫下秋葵的总类胡萝卜素含量；
（a18）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的总类胡萝卜素含量的产品；
（a19）提高CdCl2胁迫下秋葵的相对水含量；
（a20）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的相对水含量的产品；
（a21）提高CdCl2胁迫下秋葵的SOD活性；
（a22）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的SOD活性的产品；
（a23）提高CdCl2胁迫下秋葵的GPX活性；
（a24）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的GPX活性的产品；
（a25）提高CdCl2胁迫下秋葵的CAT活性；
（a26）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的CAT活性的产品；
（a27）提高CdCl2胁迫下秋葵的GR活性；
（a28）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的GR活性的产品；
（a29）提高CdCl2胁迫下秋葵的APX活性；
（a30）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的APX活性的产品；
（a31）提高CdCl2胁迫下秋葵的POD活性；
（a32）制备提高CdCl2胁迫下秋葵的POD活性的产品；
（a33）降低CdCl2胁迫下秋葵的MDA含量；
（a34）制备降低CdCl2胁迫下秋葵的MDA含量的产品；
（a35）降低CdCl2胁迫下秋葵的电解质渗透率；
（a36）制备降低CdCl2胁迫下秋葵的电解质渗透率的产品；
（a37）降低CdCl2胁迫下秋葵的H2O2含量；
（a38）制备降低CdCl2胁迫下秋葵的H2O2含量的产品；
（a39）提高秋葵CdCl2胁迫抗性。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述植物是如下（c1）至（c3）中的任一种：
（c1）双子叶植物；
（c2）锦葵科植物；
（c3）秋葵。
4. 根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：采用浓度为1 - 500μmol/L的MeJA对植物进行叶面喷施。
5. 一种秋葵培育方法，其特征在于：采用浓度为1 - 500μmol/L的MeJA对所述秋葵进行叶面喷施。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于：采用浓度为5 - 50μmol/L的MeJA对秋葵进行叶面喷施；优选为，采用浓度为50 μmol/L的MeJA对所述的秋葵进行叶面喷施。
7. 一种缓解秋葵CdCl2胁迫损伤的方法，其特征在于：采用浓度1 - 500 μmol/L的MeJA对所述的秋葵进行叶面喷施。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于：采用浓度为5 - 50μmol/L的MeJA对秋葵进行叶面喷施；优选为，采用浓度为50 μmol/L的MeJA对所述的秋葵进行叶面喷施。
9. MeJA在抗CdCl2胁迫秋葵选育中的应用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117178876A (zh) * 2023-10-25 2023-12-08 玉林师范学院 茉莉酸在促进镉胁迫下玉蕊生长中的应用及缓解玉蕊镉胁迫的方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117178876A (zh) * 2023-10-25 2023-12-08 玉林师范学院 茉莉酸在促进镉胁迫下玉蕊生长中的应用及缓解玉蕊镉胁迫的方法

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