外源茉莉酸甲酯对盐胁迫下菜用甘薯生长生理的影响

摘    要：为探讨盐胁迫下叶面喷施茉莉酸甲酯对菜用甘薯生长生理的影响，以海大7791菜用型甘薯为试验材料，在水培条件下，以150 mmol·L^-1 NaCl模拟盐胁迫，设置浓度分别为0（CK）、75、150、225 μmol·L^-1茉莉酸甲酯（MeJA）4个处理。结果表明，与对照相比，75和150 μmol·L^-1 MeJA处理的甘薯叶干质量、茎干质量、茎尖产量及叶绿素a、b和总含量，以及抗氧化酶SOD、POD、CAT活性均显著提高，而叶片相对电导率和丙二醛含量显著下降;其中，150 μmol·L^-1 MeJA处理的甘薯叶片F_v/F_m、可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量均显著提高。综合分析表明，叶面喷施75、150 μmol·L^-1 MeJA的菜用甘薯分别在生长和生理表现较优，应用隶属函数客观评价，叶面喷施150 μmol·L-1 MeJA缓解菜用甘薯盐胁迫的效果最好。

关键词：菜用甘薯;茉莉酸甲酯;盐胁迫;生长生理

中图分类号：S531 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2022）06-069-07

Exogenous methyl jasmonate affects growth and physiology of leafy sweet potato under salt stress

WANG Jianwei， XU Guangling， CHEN Yanli， ZHU Guopeng， CHEN Yue， LIU Jinwei

（Key Laboratory for Quality Horticultural Plants of Hainan Province/Horticulture College of Hainan University， Haikou 570228， Hainan， China）

Abstract： In order to explore the effect of foliage spraying methyl jasmonate （MeJA） on the growth and physiology of leafy sweet potato under salt stress， HD 7791 were used as materials under hydroponic environment containing 150 mmol·L^-1 NaCl. Four treatments included 0， 75， 150， 225 μmol·L^-1 MeJA. The results showed that， compared with the control， leaf dry weight， stem dry weight， yield， content of chlorophyll a and b， antioxidant enzyme activities were significantly increased for 75 and 150 μmol·L^-1 MeJA treatments， and the content of malondialdehyde and relative conductivity of leaves were significantly reduced. The content of soluble protein， soluble sugar， proline and F_v/F_m were significantly increased for 150 μmol·L^-1 MeJA treatment. Comprehensive analysis showed that leafy sweet potato treated with 75 μmol·L^-1 MeJA had better growth， and treated with 150 μmol·L^-1 MeJA had better physiological responses. The 150 μmol·L^-1 MeJA treated leafy sweet potato grow the best under salt stress by membership functions analysis.

Key words： Vine-vegetable sweet potato; Methyl jasmonate; Salt stress; Growth and physiology

甘薯[Ipomoea batatas （L）. Lam.]是旋花科甘薯属一年生作物，其用途广泛，可作为粮食、蔬菜、饲料、工业原料和生物能源。菜用型甘薯以茎蔓顶端生长点以下长15 cm左右鲜嫩部分为食用部分，包括叶片、叶柄、嫩茎，富含维生素、粗纤维、蛋白质、矿质元素和多酚等，其营养价值和保健价值高于大多数叶菜[1]。随着人们生活水平的提高和消费观念的转变，菜用甘薯越来越受到人们的青睐，市场需求也日趋增大。菜用甘薯生长快且适应性强，扩大菜用甘薯种植规模对于缓解海南夏秋季（高温，高湿，间有台风侵袭）蔬菜生产困难、供应紧张等局面具有重要意义。

海南岛部分沿海滩涂由含盐量高导致农业土地利用率低，夏秋季多台风暴雨，海水倒灌时有发生，土地盐渍化问题突出。土地盐渍化是限制植物生产力的决定性环境因素之一[2]。土壤中过多的盐分影响植物的光合作用[3-4]，对植物造成渗透胁迫[5-6]、离子毒害和营养失衡[7-8]以及氧化伤害[9]等，从而抑制植物的生长发育。茉莉酸甲酯（MeJA）是一种新型的植物生长调节剂，与植物的抗逆性密切相关[10]，能通过保护植物的光合系统[11]、提高抗氧化酶活性[12-13]和提高渗透调节物质的含量[14]等缓解植物受到的逆境伤害。Manan等[15]研究表明，MeJA能显著增加盐胁迫下番茄叶片叶绿素含量，并显著提高其光合作用效率;山雨思等[16]研究表明，MeJA能显著提高盐胁迫下颠茄的可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸等渗透调节物质的含量。Labiad等[17]研究表明，叶面喷施MeJA能显著促进水培NaCl胁迫下海茴香对营养元素钾、钙的吸收。Ji等[18]研究指出，外源MeJA能显著提高盐胁迫下玉米叶片抗氧化酶活性，降低活性氧的产生速率，维持氧化还原稳态。

前人对外源物质如褪黑素[19]、脱落酸[20]、钙[21]等提高甘薯耐盐性有一定的研究，但有关MeJA对菜用甘薯耐盐性的研究尚未见报道。笔者以菜用甘薯海大7791为材料，在浓度为150 mmol·L-1 NaCl的水培环境下，探究叶面喷施MeJA对菜用甘薯生长生理的影响，以期为利用MeJA缓解非生物胁迫损伤提供科学依据，为提高菜用甘薯非生物抗性提供新的技术手段，也为有效地利用海南岛沿海滩涂和盐碱地进行菜用甘薯规模高效栽培生产提供理论依据和技术指导。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料为菜用甘薯品系海大7791，由海南大学甘薯研究团队选育。

1.2 方法

试验于2020年12月在海南大学园艺学院教学基地锯齿形温室大棚进行。采用水培方式，水培容器为66 cm×41 cm×18 cm的32孔塑料箱，覆盖带有小孔的泡沫板，孔距8 cm×8 cm，每孔种植1株甘薯苗，以自然光提供光源，营养液选用日本园试通用配方。选取长势基本一致的健壮茎尖苗，留取幼苗3叶1心，定植于小孔中，培养15 d后，向营养液中添加150 mmol·L^-1 NaCl，同时，每天08：00和18：00，叶面喷施分别为0（对照）、75、150、225 μmol·L^-1的MeJA溶液进行处理，喷至叶面湿润即可，各处理3次重复，每次重复为1个水培箱，随机区组排列。连续喷施3 d后，取样测定。试验过程中使用充氧泵进行人工充氧，每3 d更换1次营养液，以保持营养液中盐浓度的一致性。

1.3 测定指标及方法

用1/1000天平称量植株干鲜质量;剪取茎尖以下12 cm部分用1/100天平称量茎尖产量。

采用乙醇研磨法[22]测定叶绿素含量;利用PAM-2500便携式调制叶绿素荧光仪测定幼苗第4位叶（由上至下）的叶绿素荧光参数，各参数的意义及计算参照PAM-2500使用手册。采用电导率仪法[23]测定相对电导率;采用硫代巴比妥酸比色法[22]测定丙二醛（MDA）含量。采用紫外吸收法[22]测定过氧化氢酶（CAT）活性;采用愈创木酚法[22]测定过氧化物酶（POD）活性;采用NBT还原法[22]测定超氧化物歧化酶（SOD）活性。采用蒽酮比色法[22]测定可溶性糖含量;采用考马斯亮蓝法[22]测定可溶性蛋白含量;采用酸性茚三酮比色法[22]测定游离脯氨酸（Pro）含量。

1.4 数据分析

使用Microsoft Excel 2019和SPSS 22对数据进行整理和方差分析（Duncan’s新复极差法），并用隶属函数法对各处理菜用甘薯的耐盐性进行综合评价。隶属函数值计算公式：F（X_i）=（X_i-X_imin）/（X_imax-X_imin）;若某一指标与菜用甘薯产量呈负相关（相对电导率、丙二醛含量），则使用反隶属函数值计算公式：F（X_i）=1-（X_i-X_imin）/（X_imax-X_imin）。式中，F（X_i）表示隶属函数值，X_i表示i指标的平均值，X_imax表示i指标的最大值，X_imin表示i指标的最小值，累加每个指标的隶属函数值并计算平均值，隶属函数值越大，耐盐能力越强。

2 结果与分析

2.1 外源MeJA对盐胁迫下菜用甘薯干、鲜质量和茎尖产量的影响

由表1可以看出，与对照相比，75 μmol·L^-1 MeJA处理甘薯的根鲜质量、叶干质量、茎干质量、根干质量均显著增加，150 μmol·L^-1 MeJA处理甘薯的叶干质量、茎干质量均显著增加，225 μmol·L^-1 MeJA处理甘薯的各组织干鲜质量与对照无显著性差异;其中75 μmol·L^-1 MeJA处理甘薯在叶干质量、根鲜质量和干质量均显著高于150 μmol·L^-1 MeJA处理，在根鲜质量、叶和茎干质量均显著高于225 μmol·L^-1 MeJA处理，而150和225 μmol·L^-1 MeJA处理的各组织干鲜质量均无显著性差异。

由图1可知，盐胁迫下，外施MeJA处理的甘薯茎尖产量均高于对照组，其中75、150 μmol·L^-1 MeJA处理与对照组相比差异显著，分别比对照提高10.13%、13.66%，但二者之间无显著性差异，而225 μmol·L^-1 MeJA处理的甘薯茎尖产量与各处理无显著性差异。

2.2 外源MeJA对盐胁迫下菜用甘薯叶绿素含量和叶绿素荧光特性的影响

由表2可以看出，盐胁迫下，随着外施MeJA浓度的增加，各处理叶绿素含量均呈现先上升后下降的趋势。与对照组相比，75、150 μmol·L^-1 MeJA处理的甘薯叶片中叶绿素a含量显著增加，分别比对照增加38.27%、20.99%，各处理甘薯叶片中叶绿素b含量及叶绿素总量均显著增加。其中75 μmol·L^-1 MeJA处理的甘薯叶片中的叶绿素a、叶绿素b及叶绿素总量最高，且显著高于150、225 μmol·L^-1 MeJA处理，而150、225 μmol·L^-1 MeJA处理之间叶绿素a、叶绿素b及叶绿素总量均无显著性差异。

由表3可以看出，与对照组相比，150 μmol·L^-1 MeJA处理显著提高了PSⅡ最大光能转换效率F_v/F_m，但与75、225 μmol·L^-1 MeJA处理均无显著性差异;各处理的初始荧光F_o、最大荧光F_m、可变荧光F_v、PSⅡ潜在活性F_v/F_o与对照组差异不显著。