冠菌素提高番茄对番茄黄化曲叶病毒抗性的分析

番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)在生产上是一种毁灭性病害,而目前针对该病害尚无有效的防治措施。冠菌素可在植物抗逆反应中发挥一定作用,然而冠菌素提高番茄对TYLCV抗性的研究还鲜有报道。为探究冠菌素提高番茄抗番茄黄化曲叶病的机制,以番茄感病品种浦粉一号为试验材料,在盆栽试验中,通过qPCR的方法来检测叶片中TYLCV病毒含量,分别采用氮蓝四唑还原法、愈创木酚比色法和紫外吸收法测定超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,通过实时荧光定量PCR测定抗性相关基因表达量。在田间试验中,利用卷尺、游标卡尺等测定番茄植株叶片数、茎粗、开展度,并统计病情指数和植株发病率。结果表明,冠菌素处理显著降低TYLCV含量约83.5%(P<0.000 1),显著增加了POD、SOD的活性(P<0.0001、P<0.05),上调编码叶绿素a/b结合蛋白基因Cab-1A和Cab-1D,诱导番茄抗病信号通路上FLS2和PR-1a1上调表达。田间试验结果表明,冠菌素处理降低了植株平均病情指数和发病率,并显著增加了番茄植株的开展度(P<0.000 1)。综上所述,冠菌素可以降低番茄植株叶片中TYLCV含量,影响番茄抗氧化酶活性并增加抗性相关基因的表达量。研究结果可为冠菌素在番茄抗TYLCV过程中的应用提供理论依据。

冠菌素对‘火焰无核’葡萄果实着色及品质的影响

【目的】研究新型植物生长调节剂冠菌素Coronatine(COR)对‘火焰无核’葡萄果实着色及品质的影响,以期筛选出COR的最佳处理浓度,探明COR对葡萄果实着色及品质的影响,为COR的推广应用和葡萄生产提供理论依据和技术参考。【方法】以优良早熟葡萄品种‘火焰无核’葡萄为试材,果实转色初期设置3个COR蘸穗浓度处理,处理后至成熟期分6次采样,对果粒质量、果粒纵横径、果柄耐拉力、硬度、可溶性固形物、总酸、果实色泽、果皮花色苷、叶绿素、胡萝卜素、类胡萝卜素和酚类物质等指标进行连续测定,通过综合分析确定COR的最佳处理浓度。【结果】COR不同浓度处理均可以显著提高果实的单粒质量、可溶性固形物含量,降低总酸含量,提高果实固酸比,提高果皮花色苷含量,降低叶绿素含量,改善果实品质,促进果实着色。其中以COR 2000倍处理的综合品质最佳,与对照相比,可溶性固形物含量提高了8.43%,总酸含量降低了26.19%,固酸比提高了46.31%,花色苷含量提高了1.53倍,叶绿素含量降低了18.18%,a^(*)值提高了1.01倍,CIRG值提高了38.04%,h°值下降了67.13%;COR 3000倍处理促进着色的效果最佳,与对照相比,花色苷含量提高了1.61倍,叶绿素含量降低了27.27%,胡萝卜素降低了20%,a^(*)值提高了1.24倍,CIRG值提高了52.17%,h°值下降了82.78%。【结论】COR不同浓度处理均可提高‘火焰无核’葡萄果实品质,促进果实着色,其中在提高果实品质方面,COR2000倍处理效果最好;在促进果实着色方面,COR 3000倍处理效果最好。

冠菌素对生菜抽薹及相关生理的影响

【目的】筛选出冠菌素的最佳处理浓度抑制高温状态下生菜抽薹。【方法】采用北散生2号生菜与不同浓度冠菌素进行完全随机试验设计,以常温(清水)和高温(清水)作为对照处理,探明五种不同浓度冠菌素对北散生2号生菜的生长形态、营养品质、抗性品质和抗氧化酶活性的影响。【结果】与常温(清水)、高温(清水)处理相比,在高温状态下喷施不同浓度冠菌素的处理组北散生2号生菜的可溶性蛋白、维生素C、可溶性糖含量均呈现上升趋势,其中H2500组处理显著降低了植株茎长等生长指标,并且丙二醛、维生素E等含量等含量变化在H2500组最为明显。【结论】在高温状态下,喷施冠菌素可以抑制北散生2号生菜抽薹,其中以叶面喷施稀释2500倍冠菌素对生菜高温抽薹抑制效果最佳。

水稻穗期施用0.006%冠菌素可溶液剂+大量元素水溶肥料效果初探

为探明0.006%冠菌素可溶液剂+大量元素水溶肥料于穗期施用对水稻的增产效果,于2022年开展了相关田间试验与示范。结果表明:于水稻孕穗末期、破口期各施用1次0.006%冠菌素可溶液剂+大量元素水溶肥料,可增加水稻穗长和每穗粒数、提高千粒质量,从而提高产量。在水稻生产中,建议选用0.006%冠菌素可溶液剂+大量元素水溶肥料3 000倍液进行叶面喷施,若采用电动喷雾器喷施,每667 m^(2)药液量应不少于40 L,若采用植保无人机喷施,每667 m^(2)药液量应不少于3 L,施药可与水稻穗期病虫害防控一并开展。

外源水杨酸和冠菌素对当归早期抽薹的影响

【目的】研究叶面喷施水杨酸和冠菌素对当归早期抽薹过程中抗氧化酶、内源激素、多胺、抽薹相关基因表达量的影响,以期为更好解决当归早期抽薹问题提供理论依据。【方法】以喷施水杨酸和冠菌素的当归叶片为研究对象,通过分光光度法、超高效液相色谱串联质谱法、实时荧光定量PCR等实验手段分别测定抗氧化酶活性,内源激素、多胺含量及抽薹相关基因表达量,并通过正交偏最小二乘法分析以上指标与抽薹率的相关性。【结果】相较于对照,水杨酸和冠菌素处理均增强了当归过氧化氢酶和过氧化物酶活性,提高了茉莉酸、生长素、细胞分裂素、褪黑素含量,降低了丙二醛、脱落酸、腐胺、酪胺、苯乙胺含量,下调了抽薹正调控基因HD3A、FT、MADS8、AGL8、GA20X6、GA20OX1表达量,当归早期抽薹率下降。【结论】外源水杨酸和冠菌素均可抑制当归早薹;相较于水杨酸,冠菌素主要通过增强过氧化氢酶活性、降低内源脱落酸含量,抑制当归早薹;证明了水杨酸和冠菌素可以缓解早春干旱、低温、长日照等环境条件造成的当归抽薹。

冠菌素和茉莉酸甲酯诱导小麦幼苗低温抗性的研究

以小麦品种豫麦18为试验材料,研究了冠菌素和茉莉酸甲酯(MeJA)对小麦低温抗性的诱导作用.结果表明,冠菌素和MeJA处理可以显著提高低温胁迫下小麦幼苗细胞内SOD、POD和CAT等抗氧化酶的活性,增加可溶性蛋白的含量,降低相对电导率和MDA含量,从而维持细胞质膜的完整性,增强小麦植株抵抗低温胁迫的能力.冠菌素和MeJA在抗低温胁迫上具有相似的作用,1μmol/L的冠菌素和100μmol/L MeJA的诱导效果较好.

植物生长物质冠菌素诱导旱稻、水稻幼苗抗旱性的效应及生理机制

以旱稻297和水稻越富幼苗为材料,在20%PEG模拟干旱条件下,研究了植物生长物质冠菌素处理对叶片水分状况、质膜透性、渗透调节物质(脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白)及内源激素(ABA、IAA和GA3)含量的影响。干旱胁迫下,冠菌素处理可以维持旱稻297(0.01μmol/L)和越富(0.1μmol/L)较高的叶片相对含水量,促进幼苗叶片中脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的积累,降低质膜透性,维持细胞质膜的完整性;同时,冠菌素(0.01和0.1μmol/L)处理明显促进旱稻297和越富幼苗叶片中ABA的积累,并改变了IAA和GA3的浓度及比例。冠菌素处理能改善旱稻和水稻幼苗耐干旱胁迫的能力,最适浓度分别为0.01μmol/L和0.1μmol/L。

冠菌素对小麦几个抗寒生理指标的影响

为了研究冠菌素提高小麦抗寒性的效果和机理,用1μmol/L浓度的冠菌素对生长在20℃和4℃条件下的冬小麦和春小麦分别进行处理后,测定和分析了小麦相对生长速率、根冠比、叶绿素、可溶性糖和谷胱甘肽等一些与抗寒相关的生理指标的变化。结果表明,冠菌素在低温条件下可以使小麦根冠比和叶绿素含量增加,促进糖和谷胱甘肽的积累,降低膜透性,从而增强小麦的抗寒能力。

冠菌素对玉米幼苗耐干旱胁迫的诱导效应

以玉米幼苗为材料,在20%PEG模拟干旱条件下,研究了植物生长物质冠菌素0.001～1.0μmol·L^-1处理时叶片水分状况及其脯氨酸、可溶性糖、MDA含量及抗氧化酶活性.实验表明,在干旱胁迫条件下,低浓度（0.01μmol·L^-1）的冠菌素处理能显著降低干旱胁迫下叶片水势,并显著提高玉米幼苗叶片相对含水量、可溶性糖和游离脯氨酸的含量;同时能显著提高玉米叶片中POD、CAT和APX的活性（分别比对照高32.1%、13.8%和29.5%）,而对SOD和GR的活性无显著影响;此时叶片中MDA的含量显著比对照降低11.6%,能够在一定程度上维持细胞膜的完整性.高浓度冠菌素处理（1.0μmol·L^-1）下各指标的变化趋势则相反.结果证明,低浓度冠菌素（0.01μmol·L^-1）能增强玉米幼苗耐干旱胁迫的能力.

植物生长物质冠菌素提高黄瓜幼苗耐冷性的效应

为研究植物生长物质冠菌素对黄瓜幼苗耐冷性的影响,以冷敏感黄瓜品种津春四号幼苗为材料,在第2片真叶完全展开时分别用0(对照CK)、0.000 1、0.001、0.01和0.1μmol/L浓度的冠菌素溶液进行叶面处理,然后在(5±1)℃下低温胁迫4 d。结果表明:0.001μmol/L冠菌素处理的黄瓜幼苗低温胁迫后,冷害指数比CK降低了44.9%,叶绿素含量、光系统Ⅱ原初光能转化效率(Fv/Fm)、脯氨酸、可溶性糖含量分别比CK提高46.7%、99.0%、48.2%和43.1%,而电解质渗漏率含量比CK降低了27.8%,差异均达到显著水平;因此,适宜的冠菌素处理可以显著提高黄瓜幼苗耐冷性。

冠菌素及其生理功能

介绍了与JA/MeJA类似的一种植物生长物质冠菌素(coronatine)的化学结构和生理功能以及与其他激素之间的关系。

冠菌素对棉花幼苗盐害的缓解效应

以转基因抗虫棉(Gossypium hirsutum L.)中棉所45为材料,通过水培试验研究了冠菌素对盐胁迫下棉花萌发出苗和幼苗生长的影响。结果表明,盐胁迫严重抑制棉花种子萌发和幼苗生长,且对地上部的抑制程度大于对根系的抑制。盐胁迫对棉花萌发出苗和幼苗生长的抑制程度能被0.01μmol.L-1的冠菌素缓解。苗期盐胁迫21 d内,冠菌素处理的棉花根、茎和叶的生物积累量较未施加冠菌素的盐处理增加1倍;活体组织化学原位检测结果显示,低浓度冠菌素处理降低盐胁迫诱导的主根H2O2含量。上述研究结果说明低浓度的冠菌素能提高棉花萌发出苗和苗期的耐盐性。

冠菌素对玉米苗期植株形态建成的调控效应

以玉米品种金海5号为材料,采用不同浓度植物生长调节剂冠菌素(COR)拌种和三叶期(V3)叶面喷施的方法,研究了COR对玉米苗期植株地上部和根系形态建成的影响,分析了其对叶面积、叶绿素含量和可溶性蛋白的调控效应。结果表明:不同浓度冠菌素对玉米幼苗形态建成的调控呈单峰曲线,即低浓度下促进幼苗生长,高浓度下抑制生长。用0.1 mg/L的COR拌种或叶面喷施处理,可促进玉米苗期植株株高和茎粗生长,增加单株叶面积,提高叶片叶绿素和可溶性蛋白含量,促进植株干物质积累。同时,COR可促进玉米苗期根系生长,增加根长和根表面积,进而可有效增加根系吸收能力。研究结果表明,适宜浓度的COR处理可以提高玉米幼苗光合性能,增强根系吸收能力,促进植株地上部和地下部的生长,有利于培育壮苗。

冠菌素对旱稻和水稻种子萌发的生理效应

以旱稻297和水稻越富种子为材料,用冠菌素浸种处理,研究冠菌素对旱稻和水稻种子萌发及幼芽某些生理特征的影响。结果表明,冠菌素对旱稻和水稻种子萌发及幼芽生长具有双重性效应,低浓度的冠菌素(10-8mol/L)可促进旱稻种子萌发和初生根及芽的生长,提高幼芽含水量、可溶性糖和可溶性蛋白含量,而高浓度的冠菌素(≥10-5mol/L)则明显抑制二者种子的萌发及幼芽的生长,旱稻和水稻对一定浓度冠菌素处理的反应效果有差异;冠菌素促进或抑制种子萌发可能与α-淀粉酶活性有关。

冠菌素诱导冬小麦幼苗抗旱性的浓度效应

为检验冠菌素(COR)喷施诱导植物抗旱性的效果,选用两个冬小麦品种济麦22和良星99为材料,分析了不同浓度COR下冬小麦水培幼苗抗旱性的变化。结果表明,在20%PEG-6000的模拟干旱条件下,喷施低浓度(≤1μmol.L-1)的COR增加了小麦幼苗的株高、根长和干物重,提高了叶片叶绿素含量和根系活力,增加了叶片相对含水量、超氧化物歧化酶活性及游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白等渗透调节物质含量;而喷施高浓度(≥10μmol.L-1)的COR溶液则抑制了幼苗生长和生理代谢活性。说明喷施适宜浓度的COR(1～10μmol.L-1)对冬小麦抗旱性有一定的诱导作用。

冠菌素对旱稻和水稻幼苗形态及生理指标的影响

用不同浓度的冠菌素对旱稻297和水稻越富进行浸种处理,研究冠菌素对旱稻和水稻幼苗的形态指标(干物重、株高、根长、根表面积、根系体积及侧根发生量)和生理指标(根系活力和叶绿素含量)的影响。结果表明:高浓度(≥10-5mol/L)的冠菌素处理后旱稻和水稻幼苗的株高、根系生长、根系活力、干物质积累量及叶绿素含量均明显降低;而较低浓度(10-8～10-7mol/L)的冠菌素处理却促进了旱稻幼苗根系生长,提高了根系活力,促进了干物质的积累,对水稻幼苗根系生长(侧根发生)也有一定的促进作用;初步认为用低浓度的冠菌素浸种培育健壮幼苗是可行的。

冠菌素生物合成的研究进展

介绍了冠菌素生物合成的研究进展,总结了冠菌素合成研究的3个阶段。介绍了近年来发酵生产冠菌素菌株的选育及诱变,重点总结了发酵生产冠菌素过程中培养条件优化,指出了目前冠菌素的生物合成仍然存在产量低、发酵条件苛刻等不足,在新菌株的选育、分子手段的应用以及培养基优化是今后生物合成冠菌素研究的热点。

干旱胁迫下冠菌素对玉米幼苗光合参数和内源激素含量的影响

采用沙培称重法研究冠菌素对玉米幼苗光合参数及内源激素系统影响的结果表明,干旱胁迫下,0.01μmol·L-1冠菌素显著增加玉米幼苗茎基部粗、根长、干鲜重、光合速率、蒸腾速率和气孔导度,降低胞间二氧化碳浓度,提高幼苗的ABA和1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)含量。叶片与根中ABA/GA3大时耐旱性增大。

干旱胁迫下冠菌素(COR)对花生种子萌发和幼苗生长的影响

探讨适宜浓度冠菌素（COR）浸种提高花生幼苗抗旱性的作用效果，为COR在生产上应用提供依据。在正常水分和25%聚乙二醇（PEG）模拟干旱条件下，研究不同浓度COR浸种对花生种子萌发和幼苗生长的影响。模拟干旱严重影响种子发芽和幼苗生长。0.0001-1μmol/L的COR浸种可不同程度补偿干旱胁迫对种子发芽和幼苗生长的抑制作用，以0.01μmol/L COR处理的效果最好，发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、幼苗生长和干物质积累均明显提高，根系生长接近对照水平，从而使根冠比提高幅度更大。COR可明显缓解干旱对花生幼苗生长的影响，0.01μmol/L的COR浸种可作为提高花生幼苗抗旱性的技术措施。

冠菌素对低温胁迫下棉花幼苗AsA-GSH循环的调控效应研究

【目的】研究冠菌素(Coronatine, COR)对低温胁迫下棉花幼苗营养器官抗坏血酸-谷胱甘肽循环系统的影响,探索其抗逆机理。【方法】以新陆早57号为材料,设4个处理,幼苗2叶期叶面喷施清水后进行25℃(CK)和4℃(LT)处理,幼苗2叶期叶面喷施冠菌素(0.01μmol·L^-1)后进行25℃(COR)和4℃(LT+COR)处理,1 d后采集各处理根、茎和叶,测定抗氧化物质含量和酶活性。【结果】与CK相比,LT处理引起棉花幼苗根、茎和叶中抗坏血酸过氧化物酶和单脱氢抗坏血酸还原酶活性、氧化型抗坏血酸、还原型谷胱甘肽和谷胱甘肽含量下降,谷胱甘肽过氧化物酶活性、还原型抗坏血酸和抗坏血酸含量升高,脱氢抗坏血酸还原酶和谷胱甘肽还原酶活性无差异,叶中氧化型谷胱甘肽含量减少。与LT相比,(LT+COR)处理使棉花幼苗根、茎和叶中抗坏血酸过氧化物酶、单脱氢抗坏血酸还原酶、脱氢抗坏血酸还原酶、谷胱甘肽过氧化物酶和谷胱甘肽还原酶活性升高,还原型抗坏血酸、氧化型抗坏血酸、还原型谷胱甘肽、抗坏血酸和谷胱甘肽含量增加,氧化型谷胱甘肽含量、还原型抗坏血酸与氧化型抗血酸的含量比、还原型谷胱甘肽与氧化型谷胱甘肽含量比在叶中变化明显。【结论】COR可以调控棉花幼苗抗坏血酸-谷胱甘肽循环系统,缓解低温对棉花幼苗造成的损伤,对叶片缓解作用最强。