外源茉莉酸甲酯介导夏黑葡萄AsA-GSH循环抵御低温胁迫的机制探究

摘要

【目的】探究外源茉莉酸甲酯（MeJA）调控夏黑葡萄（Vitis vinifera‘Summer Black’）抗坏血酸-谷胱甘肽（AsAGSH）循环对低温胁迫的响应机制。【方法】以1年生夏黑葡萄植株为材料，设置不同浓度MeJA处理组和低温胁迫处理组，测定生长指标、AsA-GSH循环相关指标，并进行相关性分析。【结果】常温下，MeJA处理对夏黑葡萄生长指标、叶绿素含量和光合指标、AsA-GSH循环指标无显著影响。低温胁迫下，与喷施清水的对照相比，100μmol·L^-1MeJA处理组的茎粗和叶片数量显著增加，叶绿素含量及净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）和胞间二氧化碳浓度（C_i）显著上升，蒸腾速率（T_r）显著下降，缓解了低温对光合的抑制作用；同时100μmol·L^-1MeJA处理组的谷胱甘肽（GSH）含量及脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）、单脱氢抗坏血酸还原酶（MDHAR）和谷胱甘肽还原酶（GR）活性显著高于对照，提高了循环运转效率。相关性分析表明，经外源MeJA处理后，各指标间存在显著相关性。AsA含量与DHAR活性、MDHAR活性、GR活性、GSH含量、P_n等指标均呈极显著正相关，说明外源MeJA有助于增强AsA-GSH循环关键酶活性，提升AsA含量，促进GSH合成，提高光合效率。DHAR活性、MDHAR活性和GR活性之间呈极显著正相关，表明它们在AsA-GSH循环中协同作用，共同维持循环高效运转，清除活性氧。GSH含量与P_n、G_s呈显著正相关，说明GSH含量增加有利于提升光合作用效率。叶绿素a含量、叶绿素b含量与P_n、G_s呈显著正相关，与T_r呈显著负相关，表明叶绿素含量增加能促进光合作用，减少水分散失。此外，株高、茎粗和叶片数量等生长指标与部分光合及抗氧化指标存在一定相关性，说明植株生长与光合作用、抗氧化防御紧密相关，MeJA处理可通过调节这些指标间的关系，促进植株生长发育，提高抗寒性。【结论】明确了MeJA对低温胁迫下夏黑葡萄AsA-GSH循环的调控效果，筛选出MeJA最佳处理浓度为100μmol·L^-1，为葡萄抗寒栽培提供了理论依据和技术支持。

关键词

夏黑葡萄 / 茉莉酸甲酯 / 低温胁迫 / 生长指标 / AsA-GSH循环 / 相关性分析

基金资助

河南省重点研发专项(241111113200); 国家级大学生创新创业训练计划项目(202410467028); 河南开放大学2023年度创新人才支持计划(攀登工程:PDGC-2023-007)