低溫弱光對(duì)不同生態(tài)型黃瓜幼苗生理生化特性的影響

賈慶虎 孟凡珍，2 寧鋒 高春亮（.廣東茂名市農(nóng)業(yè)局，525000；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院）

低溫弱光對(duì)不同生態(tài)型黃瓜幼苗生理生化特性的影響

賈慶虎1孟凡珍1，2寧鋒1高春亮1
（1.廣東茂名市農(nóng)業(yè)局，525000；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院）

研究了低溫弱光對(duì)黃瓜幼苗生理生化特性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，低溫弱光下，刺瓜型國(guó)農(nóng)25和水果型國(guó)農(nóng)41幼苗可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)含量均增加，且國(guó)農(nóng)41的可溶性糖含量高于國(guó)農(nóng)25；2個(gè)黃瓜品種過氧化物酶（POD）、抗壞血酸過氧化物酶（APX）、脫氫抗壞血酸還原酶（DHAR）、脂氧合酶（LOX）的活性也均升高，但國(guó)農(nóng)25的APX，DHAR活性啟動(dòng)較快，先高于對(duì)照。國(guó)農(nóng)25和國(guó)農(nóng)41的丙二醛（MDA）含量變化存在明顯差異，國(guó)農(nóng)25明顯低于對(duì)照；而國(guó)農(nóng)41在3～9 d急劇增加，明顯高于對(duì)照。

低溫弱光 黃瓜幼苗 保護(hù)性物質(zhì) 保護(hù)酶

黃瓜是我國(guó)設(shè)施栽培的主要蔬菜之一，在冬春保護(hù)地瓜類蔬菜生產(chǎn)中占有重要地位。在黃瓜冬春栽培中常常遭遇低溫弱光的環(huán)境，嚴(yán)重影響黃瓜的品質(zhì)和產(chǎn)量。因此，對(duì)這方面的研究一直是近年來的研究熱點(diǎn)，也已有不少報(bào)道[1～3]。但水果型黃瓜是近幾年來新興的黃瓜栽培品種，關(guān)于它與傳統(tǒng)的刺型黃瓜在低溫弱光下生理生化特性的差別還沒有詳細(xì)的研究。因此，本文就低溫弱光對(duì)不同生態(tài)型黃瓜幼苗保護(hù)性物質(zhì)和保護(hù)酶活性的影響進(jìn)行了詳細(xì)研究。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.2 試驗(yàn)處理

待幼苗長(zhǎng)到4葉1心時(shí)，選形態(tài)、長(zhǎng)勢(shì)、大小基本一致的苗子，放入光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行低溫處理，處理溫度為白天15℃，夜間8℃；光照時(shí)間為13 h（7：30～20：30），白天光照強(qiáng)度為80 μmol·（m2·s）-1，共處理9 d，于低溫處理的0，3，6，9 d取樣，每天的9：00取樣，每次取樣5株，取植株的第3和第4片真葉；對(duì)照的處理溫度為白天24℃，夜間18℃，光照強(qiáng)度為400 μmol·（m2·s）-1，處理時(shí)間、采樣時(shí)間和方法同低溫處理的。

圖1 低溫弱光對(duì)黃瓜幼苗葉片脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量的影響

1.3 試驗(yàn)方法

采用考馬斯亮藍(lán)法[7]測(cè)定可溶性蛋白質(zhì)含量；用蒽酮法[4]測(cè)定可溶性糖含量；水合茚三酮法[4]測(cè)定游離脯氨酸含量；用硫代巴比妥酸法[7]測(cè)定丙二醛含量；根據(jù)超氧化物歧化酶（SOD）抑制氮藍(lán)四唑

（NBT）光化還原的原理測(cè)定超氧化物歧化酶活性[4]；用愈創(chuàng)木酚法[4]測(cè)定過氧化物酶（POD）活性，以每1 min吸光度變化值表示酶活性大??；用比色法[4]測(cè)

定過氧化氫酶 （CAT）活性；APX活性采用Nakano和Asada[5]方法，在290 nm處比色，測(cè)定其單位時(shí)間內(nèi)吸光度的變化；脂氧合酶活性按徐向群[6]的方法作改進(jìn)后測(cè)定，測(cè)定中嚴(yán)格掌握反應(yīng)時(shí)間和溫度；DHAR測(cè)定參照Hossain and Asada[7]的方法，反應(yīng)體系中含有50 mmol/L K2HPO4-KH2PO4緩沖液，pH值7.0，0.5 mmol/L DASA（Dehydroascorbate acid），5 mmol/L GSH。文中數(shù)據(jù)均為3次重復(fù)的平均值。

圖2 低溫弱光對(duì)黃瓜幼苗葉片CAT，SOD，POD活性的影響

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫弱光對(duì)不同生態(tài)型黃瓜幼苗保護(hù)性物質(zhì)的影響

從圖1可以看出，低溫弱光下國(guó)農(nóng)25和國(guó)農(nóng)41的脯氨酸含量與對(duì)照相比變化都不明顯，但也存在一定差異。國(guó)農(nóng)25在處理的前6 d略有增加，而國(guó)農(nóng)41卻略有減少。

國(guó)農(nóng)25和國(guó)農(nóng)41在低溫弱光下可溶性糖表現(xiàn)出相同的變化趨勢(shì)，均為先增加后降低，均在處理的第6天達(dá)到峰值，分別是對(duì)照的2.92倍和1.69倍。但國(guó)農(nóng)41的可溶性糖含量始終高于國(guó)農(nóng)25；從圖1還可以看出，低溫弱光下2個(gè)黃瓜品種的可溶性蛋白含量都增加，與對(duì)照相比處理的后期增加較多。

圖3 低溫弱光對(duì)黃瓜幼苗葉片APX，DHAR活性的影響

圖4 低溫弱光對(duì)黃瓜幼苗葉片LOX活性、MDA含量的影響

2.2 低溫弱光對(duì)不同生態(tài)型黃瓜幼苗保護(hù)酶活性的影響

①對(duì)不同生態(tài)型黃瓜幼苗POD，SOD，CAT活性的影響 由圖2可看出，國(guó)農(nóng)25在低溫弱光處理的第6天和第9天POD活性明顯高于對(duì)照，而國(guó)農(nóng)41在處理的6～9 d才急劇升高。國(guó)農(nóng)25 SOD活性在低溫弱光下基本不變，與對(duì)照沒有差別，而國(guó)農(nóng)41 SOD活性在處理的前期略高于對(duì)照，但國(guó)農(nóng)25的SOD活性始終高于國(guó)農(nóng)41的。低溫弱光下2個(gè)品種的CAT活性都呈先升高后降低的趨勢(shì)，都高于對(duì)照的；但國(guó)農(nóng)25的CAT活性變化比較緩慢，而國(guó)農(nóng)41的增加值較大。

②對(duì)不同生態(tài)型黃瓜幼苗APX和DHAR活性的影響 從圖3可以看出，低溫弱光下2個(gè)黃瓜品種的APX活性都呈遞增趨勢(shì)，國(guó)農(nóng)41在處理的前6 d增加值較小，而國(guó)農(nóng)25較大；在處理的第9天都明顯高于對(duì)照。DHAR活性的變化與APX的基本一致。從圖3還可以看出，低溫弱光下國(guó)農(nóng)25比國(guó)農(nóng)41的APX和DHAR活性先高于對(duì)照，啟動(dòng)較快。

2.3 低溫弱光對(duì)不同生態(tài)型黃瓜幼苗膜透性的影響

由圖4表明，在低溫弱光下國(guó)農(nóng)25和國(guó)農(nóng)41的MDA含量變化存在明顯差異。國(guó)農(nóng)25明顯低于對(duì)照；而國(guó)農(nóng)41在前3 d略有減少，從3～9 d急劇增加，明顯高于對(duì)照。在低溫弱光下國(guó)農(nóng)25的LOX的活性升高，一直高于對(duì)照；國(guó)農(nóng)41的活性在前6 d基本不變，而后急劇升高，高于對(duì)照?？梢?，低溫弱光對(duì)水果型黃瓜國(guó)農(nóng)41的細(xì)胞膜傷害比較大。

3 小結(jié)與討論

可溶性糖是冷害和凍害條件下細(xì)胞內(nèi)的保護(hù)性物質(zhì)，其含量與植物的抗冷性程度成呈相關(guān)[8]。植物可溶性蛋白含量增加與抗冷性的提高有關(guān)，低溫鍛煉過程中植物體內(nèi)可溶性蛋白含量升高，可提高植物的抗冷能力。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在低溫弱光下，黃瓜幼苗可溶性糖和可溶性蛋白含量增加，從而可以提高黃瓜幼苗的抗冷能力，但不同品種間有差異，國(guó)農(nóng)41的可溶性糖含量較高。

已知SOD，POD，CAT是植物體內(nèi)酶促防御系統(tǒng)的3個(gè)重要保護(hù)酶，植物的保護(hù)酶系統(tǒng)在清除自由基、防止活性氧毒害方面起著重要作用[9]。SOD可清除植物體內(nèi)的超氧陰離子自由基（O2-·），減緩氧自由基對(duì)細(xì)胞膜的損傷。CAT是調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)H2O2的重要酶，可催化H2O2轉(zhuǎn)化為活性較低的物質(zhì)，使機(jī)體受到保護(hù)。在低溫脅迫下POD活性上升，能有效地清除植物體內(nèi)的H2O2，從而使植物能在一定的程度上忍耐、減緩或抵抗低溫脅迫。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在低溫弱光下，黃瓜幼苗葉片POD，CAT活性高于對(duì)照的。APX和DHAR是定位于葉綠體中的抗壞血酸-谷胱甘肽循環(huán)中的關(guān)鍵酶，它們對(duì)于保護(hù)葉綠體和其他細(xì)胞組織免受H2O2及其所產(chǎn)生的羥基自由基的破壞是必不可少的。研究結(jié)果表明，在低溫弱光下國(guó)農(nóng)25和國(guó)農(nóng)41的APX和DHAR活性升高。但二者對(duì)低溫弱光的響應(yīng)存在差異，主要表現(xiàn)為前者保護(hù)酶啟動(dòng)快，能在較短的時(shí)間內(nèi)高于對(duì)照。

逆境條件會(huì)導(dǎo)致植物體內(nèi)活性氧的增加，從而引發(fā)氧化脅迫[10]。MDA是膜脂過氧化產(chǎn)物，它的含量與膜脂過氧化程度呈正相關(guān)[11]。在低溫弱光下國(guó)農(nóng)25和國(guó)農(nóng)41的MDA含量變化存在明顯差異。國(guó)農(nóng)25明顯低于對(duì)照；而國(guó)農(nóng)41在前3 d略有減少，在3～9 d急劇增加，明顯高于對(duì)照。由此可見，低溫弱光對(duì)國(guó)農(nóng)41細(xì)胞膜造成了較為嚴(yán)重的破壞作用。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，在低溫弱光脅迫下黃瓜幼苗可以通過增加體內(nèi)保護(hù)性物質(zhì)的含量和抗氧化酶的活性增強(qiáng)對(duì)逆境的抵抗能力。但低溫弱光對(duì)不同生態(tài)型黃瓜的生理生化特性的影響存在差異，刺瓜型國(guó)農(nóng)25比水果型國(guó)農(nóng)41對(duì)低溫弱光的響應(yīng)快，能快速啟動(dòng)體內(nèi)的保護(hù)酶系統(tǒng)，細(xì)胞膜受到的傷害輕。

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Effects of Low Temperature and Poor Light on Physiological and Biochemical Characteristic in Cucumber Seedlings of Different Ecotypes

JIA Qinghu1,MENG Fanzhen1,2,NING Feng1,GAO Chunliang1

The effects of low temperature and poor light was studied on physiological and biochemical characteristic in cucumber seedlings.The results showed that soluble sugar contents and soluble protein contents under low temperature and poor light increased,and soluble sugar contents of Guonong 25 was higher than that of Guonong 41.Peroxidase(POD) activities,ascorbate peroxidase (APX)activities,dehydroascorbate reductase (DHAR)activities and lipoxygenose(LOX) activities also increased,but protective enzyme activities increased more rapidly in Guonong 25 than that in Guonong 41. The results also showed that contents of malondialdehyde (MDA)of Guonong 25 was different from that of Guonong 41, MDA contents of Guonong 25 was lower than that of CK,but MDA contents of Guonong 41 was higher than that of CK from 3-9 d.

Low temperature and poor light;Cucumber Seedlings;Protective materials;Protective Enzymes

10.3865/j.issn.1001-3547.2009.18.018

賈慶虎（1975-），男，碩士，農(nóng)藝師，主要從事蔬菜栽培及農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)工作，電話:13413383695。E-mail:fanzhen_meng@sohu.com

2009-02-06