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甲醇对植物生长的影响

摘要:甲醇可调控植物基因和蛋白的表达,介导植物的防御,

加快植物的生长。 综述了甲醇刺激植物生长及其刺激机理的最新进展,

供农学研究者借鉴。

关键词:甲醇;植物生长;影响;机理

AbstractMethanol plays important roles in regulating gene

and protein expression, mediating defense response in plant and

hatening the growth of plants.In the paper,stimulation of

methanol to plant growth and reproduction were reviewed. The

stimulation mechanisms were discussed. This may help the

research in future.

Key wordsmethanol;plant growth;effect;mechanism

在自然界广泛分布的甲醇可改变植物基因表达组和蛋白质组[1],

介导植物的防御[2-3],加快植物的生长[4-5]。 这些结果引起了植物生

理学家极大的兴趣,从而使甲醇的产生及其功能的研究成为了目前植

物学热点研究领域之一。本文综述甲醇对植物生长的刺激作用及其刺

激机理,供农学研究者借鉴。

1 甲醇对植物的影响

甲醇刺激植物生长的现象最早发现于 1985 年[6],从那时起,这一

现象在藻类、单子叶和双子叶植物中均得到了反复证实。此外,甲醇还

能缩短植物生育期、降低用水量等。可见,甲醇具有多种多样的生理学

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功能,现列举如下。

1.1 甲醇对藻类生长的影响

单细胞绿藻如斜生栅藻处于 0.5%甲醇中,48 h 后生物量和光合活

性比空白对照增加了 300%[7]。3%甲醇加于培养基中培养产烃葡萄藻

10 d,在通有 CO2 的情况下,生物量干重比对照增加了 100%;当不通入

CO2 时,处理比对照增长了 15.6%[8]。

1.2 甲醇对 C3 植物生长的影响

甲醇可明显刺激单子叶植物地上部分的生长。 甲醇 1 次喷施小 10%

麦,26 d 后株高、鲜重和干重比对照分别增加了 49%、139%和 131%[9]。

20%甲醇 3 次喷施硬粒小麦,45 d 后麦叶长度与宽度分别是对照的 150%

和 135%,收获时麦秆重量和麦粒数分别是对照的 2 倍[8]。甲醇也使大

麦营养生长量大幅增加[8,10-12]。浮萍的生长水中甲醇浓度为 0.2%

时,持续光照 24 h,生长量比对照增加 50%;持续光照 48 h,生长量比对

照增加 25%[13]。

甲醇也明显刺激双子叶植物地上部分的生长。叶施 10%甲醇显著

促进萝卜和豌豆茎的生长[9];使卷心菜生长量增加 50%[4]。叶施 5%

甲醇使拟南芥鲜重增长近 60%,干重增长也近 50%;使烟草鲜重与干重

均比对照增加约 30%[4]。于西瓜苗后叶面喷施甲醇,西瓜产量增长近

50%。玫瑰经甲醇叶面喷施后,生长期明显缩短,花期提前,花朵数增加

[8]。

叶施甲醇明显提高了植物叶片的紧涨度。单子叶植物硬粒小麦 3

次喷施 20%甲醇后,叶片明显直立、 ,而对照叶片每天下午萎蔫达 2 紧涨

2

h。棉花在施用 30%甲醇 4 h 后,其叶片的紧涨度明显高于对照,并提高

了耐旱程度,节约了农用水。甘蓝用 20%甲醇处理后,经历 40 ℃高温 7

d 后,处理甘蓝叶片仍紧涨、挺立,而对照叶片萎蔫。于西瓜苗后叶面

喷施甲醇,其叶片紧涨,叶柄与地面近垂直;而对照叶片萎蔫,叶柄与地

面近平行[8]。

甲醇的施用对 C3 植物根的生长研究较少,如叶施 10%甲醇对小麦

根和豌豆根的生长无刺激作用,但明显刺激了萝卜根的生长,使萝卜根

鲜重和干重分别增加了 151%和 130%[9]。

1.3 甲醇对 C4 植物的影响

叶施 30%甲醇于甘蔗叶片后,叶面积明显增大,生物量明显提高,

产量提高了 9.8%[14]。然而,与以上结果不同,用 20%甲醇水溶液叶施

C4 植物玉米、高粱、狗牙根和约翰逊草,连续 5 次施用后叶片大小、

厚度和成熟期与对照无差异[8]。

1.4 甲醇的其他有益生理作用

甲醇直接处理根部对双子叶植物根生长的影响最早发现于 1985

年,高浓度甲醇、乙醇和丙酮溶液可明显刺激绿豆去根苗根的生长,低

浓度溶液加入蔗糖对根的生长也有一定的刺激作用。吲哚乙酸单独使

用可明显促进生根,但与甲醇、乙醇和丙酮一起使用时抑制生根[6]。

2 甲醇刺激植物生长的机制

甲醇刺激植物生长的机制非常复杂,不同的研究者或采用不同的

研究对象可能得出完全不同的结论,目前的机制主要包括 3 种互不排

斥的假说,即碳源假说、 光合作用和抑制光呼吸假说以及细胞分裂 增加

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