茉莉酸甲酯协同噻苯隆调控棉花脱叶的激素机制及田间应用研究

针对传统脱叶剂敌草隆的环境风险问题，WEI Zexin等通过温室和田间试验，发现0.8 mmol·L-1茉莉酸甲酯(Me-JA)与0.45 mmol·L-1噻苯隆(TDZ)联用可使棉花脱叶率达100%，显著优于单用TDZ。激素分析表明该组合通过协同调控IAA、CTKs、JA等激素通路增强脱叶效果，为开发环保型棉花脱叶剂提供新策略。

　　

棉花作为全球重要的经济作物，其机械化采收是产业发展的关键环节。在实现机械采收的过程中，化学脱叶剂扮演着重要角色——它们能有效去除叶片，减少籽棉杂质，提高采收效率和纤维品质。目前广泛使用的脱叶剂噻苯隆(TDZ)常需与敌草隆(Diuron)复配以增强效果，但敌草隆存在内分泌干扰、致癌性等环境健康风险，在土壤和水中残留持久，这促使科研人员迫切寻找更安全的替代方案。

与此同时，植物激素茉莉酸(JA)及其衍生物在器官衰老和脱落中的调控作用日益受到关注。已有研究表明，茉莉酸甲酯(Me-JA)能诱导葡萄果梗、番茄花柄等器官脱落区的激活，但其在棉花脱叶中的应用潜力尚未明确。为此，中国农业大学田晓莉团队在《Journal of Cotton Research》发表研究，系统评估了TDZ与Me-JA联用的脱叶效果及其生理机制。

研究人员采用温室幼苗实验和北京、河北、新疆三地田间试验相结合的方法。通过ELISA技术测定激素含量，分析TDZ-Me-JA处理对棉花叶片和叶柄中生长素(IAA)、细胞分裂素(CTKs)、茉莉酸(JA)等8种激素的动态影响。设置不同浓度梯度组合，评估脱叶率和铃开裂率等农艺指标，并检测对产量和纤维品质的影响。

Effect of TDZ and Me-JA combination on cotton chemical defoliation

温室实验显示，0.8 mmol·L^-1 Me-JA单独处理无脱叶效果，但与0.45 mmol·L^-1 TDZ联用后，脱叶率在5天时达100%，较单用TDZ提高23.7个百分点，效果与含等量TDZ的商业制剂T-D相当。田间验证表明，1.70 mmol·L^-1 TDZ+0.6 mmol·L^-1 Me-JA组合最优，21天时脱叶率比单用TDZ提高13.5-16.3个百分点。

Effect of TDZ and Me-JA combinations on cotton boll opening rate

该组合还显著促进棉铃开裂。在新疆石河子，TDZ+0.6 mmol·L^-1 Me-JA处理21天时铃开裂率达92.5%，较TDZ单用提高12.7个百分点；北京上庄站点虽因营养生长过旺整体开裂率较低，但仍比对照提高5.7-6.6个百分点。

Effect of TDZ and Me-JA combination on phytohormone levels

激素分析揭示关键机制：TDZ-Me-JA组合较单用TDZ进一步降低IAA、GA₃和细胞分裂素(iP+iPA、Z+ZR、DHZ+DHZR)含量，同时提升JA、ABA和BR水平。以7天时叶片数据为例，IAA和iP+iPA分别额外降低24.1%和33.5%，JA、ABA和BR则额外增加80.6%、17.5%和28.5%。叶柄激素变化趋势与叶片一致，表明该组合通过协同调控多激素网络促进脱叶。

这项研究首次证实Me-JA能显著增强TDZ的脱叶效果，其机制涉及对激素网络的"双向调控"——既抑制IAA、CTKs等"保叶激素"，又激活JA、ABA等"促脱落激素"。相较于传统敌草隆配方，TDZ-Me-JA组合兼具环境友好和高效双重优势，且不影响棉花产量与纤维品质。研究为开发新一代棉花脱叶剂提供理论支撑，同时深化了对植物激素互作调控器官脱落机制的认识。未来需进一步解析Me-JA增强TDZ效应的分子靶点，并优化配方以实现商业化应用。