本研究以造林中常见树种合作杨(P. Simoni×P. Pyramibalis c. v)为实验材料,采用不同处理方式——人为止血钳夹伤、扬扇舟蛾取食以及茉莉酸甲酯(Methyl Jasmonic acid, MeJA)熏蒸处理合作杨,检测了受损伤及与损伤邻近健康植株体内酚类物质的含量、过氧化物酶(Perxoidase, POD)、多酚氧化酶(Polyphenol oxidase, PPO)和脂氧合酶(Lipoxygenase, LOX)酶活性的变化。 结果发现机械损伤与昆虫取食后,合作杨损伤叶片内酚类物质含量及其合成代谢相关酶(PPO, POD)活性的变化有明显不同,说明植物可以识别不同的外界刺激,并启动不同的防御体系。与机械损伤相比,昆虫取食时口腔分泌物中的活性物质以及昆虫的连续损伤是造成该差异的主要原因。诱导叶片中酚类物质的变化说明,机械损伤与昆虫取食均能诱导植物释放具有信号功能的挥发物,将伤信号传递给健康植株引起酚类物质的变化降低可食性从而提高群体抗性。 用在草本植物中公认的信号分子——MeJA熏蒸健康合作杨植株,其体内的酚类及PPO及POD也发生了显著变化。表明MeJA可作为木本植物间的信号分子,传递损伤信号,诱导群体抗性的产生,使植物提前作出防御反应。MeJA熏蒸诱导产生的酚酸类物质含量与损伤诱导的变化有所差异,表明,株间信号组成并非单一组分。 茉莉酸(Jasmonic acid, JA)途径是植物体内重要的防御信号传递途径,介导了多种防御物质的合成,LOX是其合成途径中的关键酶。通过检测三种处理后合作杨叶片中LOX活性变化,发现LOX活性的升高,说明三种处理均启动了JA途径,从而诱导植物抗性产生。损伤及邻近健康植株中LOX活性变化表明,群体诱导抗性形成中,可能首先启动LOX基因,导致合成增加,LOX酶活性提高,加速了JA的形成,引发了一系列的抗性反应。 处理植株中抗性物质的合成及酶的变化,都是基因表达调控的结果。为了分离克隆机械损伤诱导的特异表达基因,本次试验运用抑制性扣除杂交技术,用损伤24小时后合作杨的cDNA与对照cDNA进行了杂交,杂交产物被转入top10中,出现杂交斑点,目前还未测序,此部分实验正在进行中。