盐胁迫诱导的挥发物提高玉米对南方根结线虫的抗性OA

盐胁迫作为主要土壤障碍因子对作物产生严重的负面生理作用,同时还会促进土壤生物障碍——南方根结线虫(Meloidogyne incognita)病害的发生。这种“盐胁迫-线虫”的协同危害,成为盐渍化土壤玉米减产的重要诱因,但是盐胁迫下玉米如何通过调控自身免疫来抵御南方根结线虫的入侵鲜有研究。植物挥发性有机化合物(以下简称“挥发物”)的排放由环境因素调控,并介导植物与生态系统中其他生物之间的各种相互作用,具有强大的生态功能。本研究重点关注乙酸叶醇酯、乙酸叶醛、乙酸叶醇、法尼烯和吲哚这5种挥发物在盐胁迫下玉米抵御南方根结线虫中的作用。首先通过气相色谱-质谱分析(GC-MS)测定轻度中性盐胁迫(100 mmol·L^(-1)NaCl)下玉米植株的挥发物释放情况,随后利用挥发物缓释装置对玉米进行暴露处理,并探究不同挥发物暴露对南方根结线虫的趋化性、侵染能力、根结能力以及对玉米生长的影响。结果显示,盐胁迫可以显著增加5种挥发物的释放速率(P<0.05)。乙酸叶醇酯、乙酸叶醛、乙酸叶醇和法尼烯暴露处理可以显著降低线虫对玉米的趋化性(P<0.05),尤其是乙酸叶醇酯和乙酸叶醇暴露后的玉米根系周围的线虫较对照分别显著减少55.67%和71.33%(P<0.001);乙酸叶醇酯、乙酸叶醛、乙酸叶醇和法尼烯暴露可以抑制线虫的侵染能力,抑制率分别为69.84%(P<0.01)、51.85%(P<0.05)、29.72%(P<0.05)和67.70%(P<0.05);还可使线虫根结能力下降69.84%(P<0.001)、24.96%(P<0.05)、16.33%(P<0.05)和9.52%(P<0.05),且不会影响玉米生长;但是,吲哚暴露不能导致玉米线虫抗性的增强。本研究证实,盐胁迫能够诱导玉米释放特定的挥发物,诱导此类挥发物的释放可作为一种有效策略,用于提高玉米对线虫病害的抵抗力。该发现拓展了对逆境条件下植物挥发物生态功能的新认知,在开发“生物预警”策略及通过优化栽培模式以减少农业投入方面具有广阔的应用前景。