全 文 ：　
第28卷 第3期 作　物　学　报 V ol. 28, N o. 3
2002 年5月　 333～ 338页 A CTA A GRONOM ICA S IN ICA pp. 333～ 338　M ay, 2002
M eJA 对水稻种子萌发和秧苗生长的调控效应Ξ
汤日圣1　王　红2　曹显祖3
(1江苏省农业科学院农业生物遗传生理研究所, 江苏南京 210014; 2江苏省无锡市农业局, 江苏无锡 214001; 3 扬州大学农学院, 江苏扬州,
225009)
摘　要　用M eJA 浸种能抑制水稻种子萌发, 经M eJA 处理的秧苗其苗高增长率受到明显控制, 苗高显著降低。与此
同时, 秧苗内源ABA 含量显著增加, 内源 GA s 和 IAA 含量显著降低。M eJA 能有效减缓干旱胁迫条件下秧苗叶片中
相对含水量的减少, 提高秧苗的抗旱性。在干旱胁迫过程中, 经M eJA 处理的秧苗叶片中 SOD、CA T 活性和脯氨酸含
量明显高于对照秧苗, M DA 含量则低于对照秧苗。
关键词　茉莉酸甲酯; 内源激素; 超氧物歧化酶; 过氧化氢酶; 丙二醛; 脯氨酸; 水稻
中图分类号: S511　　　文献标识码: A
Effects of M ethyl Ja smona te on the Seed Germ ina ting and the Growth of R ice
Seedl ing
TAN G R i2Sheng1　WAN G Hong2　CAO X ian2Zu3
(1 Institu te of A g robiolog ical Genetics and P hy siology , J angsu A cad em y of A g ricultural S cience, N anj ing 210014, China; 2A g ricultural B ureau of
W ux i C ity , W ux i 214001, China; 3 College of A g ronom y , Y angzhou U niversity , Y angzhou 225009, China)
Abstract　Soak ing seed w ith M ethyl Jasmonate (M eJA ) could effectively inh ibit the germ ination of rice seed.
T reating rice seedling w ith M eJA could inh ibit rate of increasing of p lan t heigh t efficien tly, and low er p lan t
heigh t as the result. A t the sam e tim e, the level of endogenous hormones in rice seeding w h ich have been
treated M eJA changed obviously in con trast w ith con tro l, the ABA con ten t increased obviously w h ile GA s and
IAA con ten ts decreased apparen tly. M eJA could effectively enhanced the relative w ater con ten t in the leaves of
rice seedling during drough t stress, as w ell as enhanced the to lerance of rice seedling to drough t stress, the
activities of superox id dism utase (SOD ) and catalase (CA T ) w ere found to be kep t at h igher levels in M eJA 2
treated seedling leaves than th rose of the con tro l, the con ten t of m alondialdehyde (M DA ) w as decreased in
M eJA 2treated seedling leaves than th rose of the con tro l, the p ro line con ten t w as increased in M eJA 2treated
seedling leaves than con tro l.
Key words　M eJA ; Endogenous hormones; SOD; CA T; M DA ; P ro line; O ry za sativa
　　茉莉酸甲酯 (M ethyl jasmonate 简称M eJA ) 和
茉莉酸 (Jasmonate)是环戌烷衍生物, 是近年来研究
极热门的一类芳香类物质。它们在若干生理功能上
与ABA 相似。能抑制种子萌发、幼苗生长、愈伤组
织的生长与分化、叶绿素形成和光合作用等生理过
程; 能促进叶片衰老脱落、果实成熟、块茎形成、
气孔关闭和插条生根等生理过程[ 1 ]。本文以水稻为
材料, 研究了M eJA 对种子萌发、秧苗生长和抗旱
性的调控效果。同时探讨了M eJA 对水稻秧苗内源
激素水平及干旱胁迫条件下水稻秧苗叶片中超氧物
歧化酶 (SOD )、过氧化氢酶 (CA T ) 活性和丙二醛
(M DA )、脯氨酸含量的影响, 旨在推断M eJA 调节
水稻秧苗生长、提高秧苗抗旱性的可能机理。
1　材料与方法
1. 1　试验材料
供试品种为杂交籼稻汕优63 (O ry za sativa L.
subsp H sien T ing)。M eJA 为日本和光纯药工业株式Ξ 基金项目: 农业部95农217201课题
作者简介: 汤日圣 (1953. 12) , 男, 江苏兴化人, 大学, 研究员, 从事作物生理研究。
Received on (收稿日期) : 2001203205, A ccep ted on (接受日期) : 2001207230

会社出品, 有效成分90% , 使用时以无水乙醇助溶。
1. 2　试验方法
种子萌发试验: 精选水稻种子, 分别用不同浓
度的M eJA 溶液, 在32～ 34℃条件下浸种48 h 后,
随机取100粒种子。排置于垫有二层滤纸的培养皿
中, 置于32～ 34℃恒温培养箱内, 保温萌发, 并定
时调查种子萌发情况。
苗期试验: 分别以水培和土培两种方式育苗。
水培用 ESP INO 营养液, 吸足水的种子排播在具分
格的网箱上, 置于塑料箱中, 添加营养液育苗。秧
苗2叶1心期以 ESP INO 营养液作溶剂, 配制10- 6、
10- 5和10- 4 molöL 浓度的M eJA 溶液进行处理。每
处理用量为1000 m l。土培育苗时, 将经过催芽的种
子播于盛有过筛细土的塑料箱 (具排水孔) 内, 秧苗
2叶1心期用5×10- 3 molöL 浓度的M eJA 溶液处理,
用液量为100 m löm 2。干旱胁迫试验于M eJA 处理一
周后, 去塞排水并停止供水。试验过程中定时取样测
定, 测定苗高时每处理取样40株求平均值, 测定内源
激素含量、SOD、CA T 活性和M DA、脯氨酸含量时
分别取样0. 5～ 1 g, 重复3次。
叶片相对含水量测定: 采用常规饱和, 烘干,
称重的方法测定。
脯氨酸含量测定: 按徐同和陈翠莲 (1983) 的方
法[ 2 ]进行。
M DA 含量测定: 按 H eath 等的硫代巴比妥酸
反应方法[ 3 ]进行。
SOD 活性测定: 按 Stew art 等的方法[ 4 ] , 以抑
制氯化硝基四氮唑蓝还原50% 的酶量为一个酶活性
单位。
CA T 活性测定: 按 Chance 和 M ach ly 的方
法[ 5 ] , 以240 nm 处光密度每分钟改变0. 01为一个
酶活性单位。
内源激素含量测定: 采用酶联免疫吸附法
(EL ISA )。赤霉素类物质 (GA s) 按黄少白和周燮的
方法[ 6 ] , 该方法测定的 GA s 包含有 GA 1、GA 3、
GA 4、GA 7, 由于在水稻中尚未发现有 GA 3的存在,
本文中 GA s 只包含 GA 1、GA 4和 GA 7; 吲哚乙酸
( IAA )和脱落酸 (ABA )按照张能刚等的方法[ 7, 8 ]。
2　结果
2. 1　M eJA 浸种对水稻种子萌发的影响
从表1可以看出, M eJA 浸种处理对水稻种子
萌发有明显的抑制作用, 浸种时所用M eJA 浓度愈
高, 种子萌发受抑制愈强。水稻种子经10- 7 molöL
和10- 6 molöL 浓度的M eJA 溶液浸泡处理48 h 后,
在最初24 h 的萌发率明显低于对照, 但到48 h 后,
其萌发率即与对照无明显差别。在10- 5 molöL～
10- 3 molöL 浓度下, 种子最初的萌发受到强烈的抑
表1　不同浓度M eJA 对水稻种子萌发的影响
Table 1　Effect of M eJA under different concentions
on germ ination of r ice seed
萌发时间
T im e under
Germ inating
treatm ent
萌发率 Germ ination percen tage(% )
OM (CK) 10- 7M 10- 6M 10- 5M 10- 4M 10- 3M 10- 2M
24 h 60 40 7 6 1 0 0
48 h 87 89 85 79 79 7 0
72 h 90 90 90 81 81 57 0
84 h 90 92 91 87 87 63 0
图1　M eJA 对水稻秧苗苗高的影响
F ig. 1　Effect of M eJA on p lant heigh t of rice seedling
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制, 随后这种抑制作用虽逐渐得到缓解, 但萌发率
仍低于对照。当M eJA 浓度升高到10- 2 molöL 时,
种子的萌发则受到完全抑制。
2. 2　M eJA 对水稻秧苗苗高生长的影响
试验结果表明, 无论水培或土培试验, M eJA
均对苗高有明显抑制作用, 即经M eJA 处理的秧苗
苗高都显著降低 (图1)。水培秧苗经10- 6 molöL 和
10- 4 molöL 浓度的M eJA 处理后12 d, 苗高分别比
对照秧苗降低10. 3% 和23. 5%。土培秧苗经5×
10- 3 molöL 浓度的M eJA 处理后12 d, 苗高比对照
秧苗降低11. 9%。这主要是经M eJA 处理后秧苗苗
高增长率明显低于对照秧苗。如水培秧苗在M eJA
处理后6 d 和12 d 调查, 对照秧苗苗高分别比处理
开始时增长34. 5% 和40. 7% , 10- 6molöL 浓度M eJA
处理的秧苗苗高分别比处理开始时增长26. 1% 和
32. 6% , 10- 5molöL 浓度M eJA 处理的秧苗苗高仅
分别比处理开始时增长14. 3% 和22. 1% , 而10- 4
molöL 浓度M eJA 处理的秧苗苗高则仅分别比处理
时增长2. 8% 和8. 3% , 这就说明M eJA 对水稻秧苗
的伸长生长有明显控制作用, 且处理时所用M eJA
浓度愈高, 秧苗伸长生长受控制的程度愈大。
2. 3　M eJA 对水稻秧苗内源激素含量的影响
水培秧苗2叶1心期用M eJA 处理, 随后每3 d
取一次样测定内源激素。结果表明, 经M eJA 处理
的秧苗, 内源激素含量发生明显变化 (图2, 图3) ,
内源ABA 含量明显增加 (图2) , 处理后3d、6d、9d 和
　　　　
12d, ABA 含量分别比对照秧苗增加20. 0%、32.
1%、42. 9% 和42. 3% , 平均增加34. 8%。内源 GA s
和 IAA 含量的变化与ABA 正好相反, 即经M eJA
处理的秧苗, 在其内源ABA 含量明显增加的同时,
内源 GA s 和 IAA 含量显著降低 (图3)。M eJA 处理
后3 d、6 d、9 d 和12 d, 内源 GA s 含量分别比对照
秧苗降低24. 7%、44. 0%、25. 3% 和31. 1% , 平均
降低31. 4%。内源 IAA 含量分别比对照秧苗降低
33. 1%、29. 6%、35. 7% 和40. 2% , 平均降低34.
9%。
图2　M eJA 处理后秧苗内源ABA 含量的变化
F ig. 2　Changes of endogenous ABA content in rice
seedling after treating w ith M eJA
图3　M eJA 处理后秧苗内源 GA s 和 IAA 含量的变化
F ig. 3　Changes of the content of endogenous GA s and IAA in rice seedling after treating w ith M eJA
5333期　　　　　　　　　　　　汤日圣等: M eJA 对水稻种子萌发和秧苗生长的调控效应　　　　　　　　　　　　　　　

2. 4　M eJA 对水稻秧苗在干旱胁迫期间叶片相对
含水量的影响
从图4可以看出, 到干旱胁迫第5 d, 秧苗叶片
初始萎蔫时, 无论经M eJA 处理与否, 秧苗叶片的
相对含水量都降低, 但经M eJA 处理的秧苗叶片相
对含水量降低幅度明显小于对照秧苗, 这种趋势一
直持续到试验结束即干旱胁迫的第10 d, 此时经
M eJA 处理的秧苗其叶片的相对含水量比对照高
44. 7%。
图4　M eJA 对干旱胁迫期间秧苗叶片相对含水量的影响
F ig. 4　Effect of M eJA on relative w ater content
in rice seedling leaf during drought stress
2. 5　M eJA 处理对水稻秧苗在干旱胁迫期间 SOD
和CAT 活性的影响
由 图 5 可见 , 干旱胁迫到第 5 d 时 , SOD 和
CA T 活性都显著升高, 随着干旱胁迫时间的不断
延续, 秧苗叶片中 SOD 和 CA T 活性则都显著降
低, 但M eJA 处理的秧苗叶片中 SOD 和CA T 活性
的下降要比对照秧苗慢得多, 在干旱胁迫到7 d 和
10 d 时, 经M eJA 处理的秧苗叶片中, SOD 活性分
别比对照高23. 9% 和28. 5% , CA T 活性分别比对
照高35. 8% 和69. 9%。说明M eJA 能有效延缓干旱
胁迫过程中秧苗叶片中 SOD 和 CA T 活性的下
降。　　　　
2. 6　M eJA 处理对水稻秧苗在干旱胁迫期间脯氨
酸和MDA 的含量的影响
生物体内的脯氨酸具有极强的水合能力, 对植
物的渗透调节起重要的作用。因此, 高水平的脯氨
酸有利于抗旱。而M DA 则是膜酯过氧化产物, 对
酶和膜有毒害作用。图6表明, 干旱胁迫起始时,
M eJA 处理的秧苗叶片中脯氨酸含量低于对照秧
苗, 到干旱胁迫第5 d, 经M eJA 处理的秧苗叶片中
脯氨酸含量有所降低, 但对照秧苗叶片中脯氨酸含
量降低更明显, 分别比胁迫起始时降低8. 6% 和29.
3% , 此时经M eJA 处理的秧苗叶片中脯氨酸含量
已明显高于对照秧苗。随着干旱胁迫时间的延续,
经M eJA 处理的秧苗和对照秧苗叶片中脯氨酸含量
都迅速增加, M eJA 处理的秧苗增加更快。干旱胁
迫到第7 d 和第10 d, M eJA 处理的秧苗叶片中脯氨
酸 含 量 分 别 比 对 照 秧 苗 叶 片 高 53. 8% 和
52. 1%。　　　　　　　
从图6还可看到, 在土壤水份亏缺干旱至叶片
图5　M eJA 处理秧苗 SOD 和CA T 活性在干旱胁迫期间的变化
F ig. 5　Changes of activity of SOD and CA T during droght stress in rice seedling of tratm enting w ith M eJA
633　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　作　　物 　　学　　报　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　28卷

图6　M eJA 处理秧苗MDA 和脯氨酸含量在干旱胁迫期间的变化
F ig. 6　Changes of content of MDA and p ro line during drought stress in rice seedling of treatm enting w ith M eJA
初始萎蔫时, 经M eJA 处理的秧苗和对照秧苗叶片
中M DA 含量都有降低, 其后明显增加, 但经M eJA
处理的秧苗叶片中M DA 含量始终低于对照秧苗,
平均低16. 6%。以上结果表明, M eJA 有促进干旱
胁迫期间秧苗叶片中脯氨酸积累和减缓干旱胁迫期
间M DA 积累的作用。
3　讨论
3. 1　M eJA 抑制水稻秧苗生长与内源激素水平的
变化有关
研究结果表明, 在M eJA 有效抑制水稻秧苗苗
高增长, 使苗高降低的同时, 秧苗内源激素水平也
发生明显变化。说明其控制水稻秧苗生长的作用与
内源激素水平的变化有关。ABA 抑制伸长生长,
GA s 则促进伸长生长, IAA 水平决定着顶端优势。
本研究结果中, M eJA 处理后不仅使秧苗内源ABA
含量显著增加, 而且使内源 GA s 和 IAA 含量显著
降低。因此认为, 通过调节多种内源激素水平, 使
秧苗体内保持较高水平的 ABA 和较低水平的
GA S、 IAA , 是M eJA 抑制水稻秧苗伸长生长的主
要作用机理。
3. 2　M eJA 提高水稻秧苗抗旱能力的生理基础
叶片相对含水量反应植物体内的水份状况, 是
植物水份胁迫的指标之一。在水份胁迫期间, 叶片
相对含水量高则抗旱能力相对较强。本试验结果
中, 经M eJA 处理的秧苗在干旱胁迫期间, 叶片相
对含水量明显高于对照秧苗, 说明M eJA 有提高水
稻秧苗抗旱能力的作用。水分亏缺时, 植物体内
ABA 的积累与抗旱能力的增强存在着显著的正相
关, ABA 的积累能提高植物的抗旱能力, 外施
ABA 也能有效增强植物的抗旱能力[ 9 ]。干旱胁迫
导致ABA 积累的主要生理效应, 除了促使气孔关
闭与阻止气孔开放外, 还具有诱导和促进脯氨酸积
累的作用[ 9, 10 ]。生物体内的脯氨酸具有较强的水合
能力, 对植物的渗透调节起重要作用, 高水平的脯
氨酸有利于抗旱[ 11, 12 ]。本研究结果中, M eJA 有使
秧苗内源ABA 含量显著增加和促进干旱胁迫期间
脯氨酸积累的作用, 这无疑是M eJA 能有效提高水
稻秧苗抗旱能力的主要生理基础之一。干旱胁迫影
响植物体内活性氧代谢系统的平衡, 致使活性氧清
除剂活性降低, 活性氧增多, 膜脂过氧化作用增
强, M DA 含量增加[ 5, 13, 14 ]。SOD 和 CA T 是清除活
性氧或过氧化物自由基, 防护氧自由基对细胞膜系
统伤害的关键酶, 它们的活性大小与抗旱性密切相
关[ 15 ]。膜脂过氧化产物M DA 对膜和酶有毒害作
用, 破坏膜结构及其生理功能完整性[ 3, 16, 17 ]。因而,
人们一直把 SOD 和CA T 活性等作为衡量作物抗御
干旱等逆境胁迫的主要生理指标。本试验结果表
明, 在干旱胁迫期间, 水稻秧苗叶片中 SOD、CA T
活性降低, M DA 含量增加。M eJA 有减缓 SOD、
CA T 活性的降低和减少M DA 积累的作用。由此可
见, 保持有较高水平的 SOD、CA T 活性及较低水
平的M DA 含量, 也是M eJA 提高水稻秧苗抗旱能
力的主要生理基础。
7333期　　　　　　　　　　　　汤日圣等: M eJA 对水稻种子萌发和秧苗生长的调控效应　　　　　　　　　　　　　　　

目前, 关于茉莉酸类物质的作用机理研究已深
入到分子水平, 主要涉及到诱导产生新的特异蛋白
质和基因表达两方面, 尤其是茉莉酸类物质对新蛋
白质合成的诱导作用。茉莉酸类物质诱导产生新的
蛋白质的物种是十分广泛的[ 1, 18 ] , 但对许多诱导产
生的蛋白质的功能尚不清楚。本试验结果中,
M eJA 对种子萌发和秧苗生长的抑制以及对秧苗抗
旱性的调节, 也有可能是由于它诱导产生了某些抑
制基因表达和抗御干旱胁迫的相关蛋白。
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