甜瓜幼苗對(duì)逆境脅迫的生理響應(yīng)及抗逆性分析

劉燕敏 陳宇聰 呂睿 譚瑜柳 李昕雨 董舒樂 劉骕骦

摘要 甜瓜是一種非常重要的果品，也是現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)發(fā)展中產(chǎn)量迅速增加的經(jīng)濟(jì)作物。我國(guó)甜瓜的種植面積非常大，在世界上占據(jù)著重要的地位。甜瓜幼苗在生長(zhǎng)過程中會(huì)遇到各種各樣窘迫的環(huán)境，使甜瓜的健康生長(zhǎng)受到一定的威脅，對(duì)甜瓜的質(zhì)量和產(chǎn)量都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。本文探究和分析了不同類型的甜瓜幼苗對(duì)逆境脅迫的生理響應(yīng)及抗逆性，以供參考。

關(guān)鍵詞 甜瓜幼苗;生理響應(yīng);抗逆性

中圖分類號(hào)：S652 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2021）08–0132–02

Analysis of Physiological Response and Stress Resistance of Muskmelon Seedlings to Stress

LIU Yan-min et al（Huzhou College， Huzhou， Zhejiang 313000）

Abstract Melon is a very important fruit， but also at the present stage of the development of the rapid increase in yield， the development of a very fast cash crop. The planting area of melon in China is very large， occupying an important position in the world. Melon seedlings in the process of growth， will encounter a variety of embarrassing environment， so that the normal and healthy growth of melon is threatened to a certain extent， the quality and yield of melon will be seriously affected. This paper briefly explored and analyzed the physiological response and stress resistance of different types of muskmelon seedlings for practical reference.

Key words Melon seedlings; Physiolog-ical response; Resistance

土壤鹽堿化是制約植物生長(zhǎng)的重要因素，會(huì)影響各種農(nóng)作物的生長(zhǎng)和發(fā)育，不僅會(huì)影響農(nóng)作物的產(chǎn)量，還會(huì)影響農(nóng)作物的質(zhì)量，是一種世界范圍內(nèi)的非生物逆境?，F(xiàn)階段，土壤鹽堿化對(duì)農(nóng)業(yè)用地的影響已經(jīng)擴(kuò)展到100多個(gè)國(guó)家，我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，深受其害。我國(guó)是甜瓜生產(chǎn)的主要國(guó)家之一，甜瓜幼苗在生長(zhǎng)過程中，不僅受土壤鹽堿化的影響，還有其他的逆境脅迫也制約著甜瓜幼苗的生長(zhǎng)[1]。因此，有必要探究出提高甜瓜幼苗抗逆性的策略，使甜瓜在逆境脅迫中仍然可以正常生長(zhǎng)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

早熟品種的薄皮甜瓜種子和晚熟品種的薄皮甜瓜種子。

1.2 試驗(yàn)方法

將兩種不同的薄皮甜瓜種子試驗(yàn)材料放入60℃的熱水中攪拌10 min左右，放入比較清涼的地方，使其自然冷卻，浸種大約3 h后，將試驗(yàn)種子分開放入溫度在28℃左右的恒溫培養(yǎng)箱中，促使試驗(yàn)種子發(fā)芽。當(dāng)多數(shù)種子發(fā)芽后，就用草炭和珍珠巖作為基質(zhì)，合理配制適合試驗(yàn)種子生長(zhǎng)的穴盤。在這樣的穴盤中，幼苗生長(zhǎng)相對(duì)較快，幼苗的葉子長(zhǎng)到2～3片時(shí)，就選出生長(zhǎng)情況相近的幼苗并對(duì)其分別進(jìn)行低溫脅迫處理、干旱脅迫處理、鹽脅迫處理及水分脅迫處理等。在低溫脅迫處理中，將甜瓜幼苗放置8℃左右的環(huán)境大約6 h，每3 h進(jìn)行1次處理，在這種低溫環(huán)境下觀察甜瓜幼苗;在干旱脅迫處理中，需要對(duì)甜瓜幼苗噴淋50 ml左右的聚乙二醇完全營(yíng)養(yǎng)液，每3 h進(jìn)行1次處理，在模擬的干旱環(huán)境下觀察甜瓜幼苗;在鹽脅迫環(huán)境中，將氯化鈉完全營(yíng)養(yǎng)液噴淋到甜瓜幼苗上，對(duì)其進(jìn)行觀察;模擬水淹條件時(shí)，要把穴盤放到有水的托盤上，水高大約3 cm。每種處理方式除相應(yīng)的環(huán)境條件不同外，其他條件都不變，在不同的模擬環(huán)境下，觀察每個(gè)甜瓜幼苗的基本生長(zhǎng)情況，并且噴淋50 ml完全營(yíng)養(yǎng)液，使幼苗能夠獲得維持生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)，在正常情況下，反復(fù)噴淋，然后對(duì)比觀察并記錄幼苗的生長(zhǎng)情況。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

當(dāng)甜瓜幼苗基本上長(zhǎng)出4片一心時(shí)，就需要分別測(cè)定出其生理指標(biāo)。在進(jìn)行測(cè)定時(shí)，需要用浸泡提取法檢測(cè)葉綠素（Chl）含量、用考馬斯亮藍(lán)法檢測(cè)可溶性蛋白質(zhì)含量（SP）、用氮藍(lán)四唑光化還原法檢測(cè)超氧化物歧化酶（SOD）活性、用愈創(chuàng)木酚法檢測(cè)過氧化物酶（POD）活性、用酸性茚三酮法檢測(cè)脯氨酸（Pro）、用定用硫代巴比妥酸顯色法檢測(cè)丙二醛（MDA）含量。在測(cè)定這些項(xiàng)目時(shí)，主要參考依據(jù)《植物生理生化試驗(yàn)原理和技術(shù)》，而測(cè)定細(xì)胞膜相對(duì)透性也就是相對(duì)電導(dǎo)率TDS時(shí)，就需要用電導(dǎo)法[2]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007、GraphPAD Prism 5、DPS 7.05等軟件分析數(shù)據(jù)，并使用新復(fù)極差法。

2 結(jié)果與分析

2.1 逆境脅迫下甜瓜幼苗葉片的可溶性蛋白質(zhì)和葉綠素含量的變化

可溶性蛋白質(zhì)對(duì)滲透調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有重要作用，還能有效保護(hù)生物膜，使細(xì)胞的生命物質(zhì)能夠不斷增加并積累得更多。甜瓜幼苗葉片的可溶性蛋白質(zhì)含量在不同的逆境脅迫下是不同的，而不同品種的甜瓜幼苗對(duì)逆境脅迫響應(yīng)的差異性非常大。在干旱脅迫、鹽脅迫、水分脅迫的影響下，早熟的甜瓜幼苗葉片中可溶性蛋白質(zhì)的含量比CK高很多，但在低溫脅迫下與CK的差異不明顯;而晚期的甜瓜幼苗葉片在干旱脅迫下可溶性蛋白質(zhì)含量比CK高很多，而干旱脅迫、鹽脅迫、水分脅迫中都與CK沒有明顯的差異。

綠色植物進(jìn)行光合作用的重要色素是葉綠素，葉綠素的含量越高，植物的抗逆境能力就越能得到有效提高。甜瓜幼苗在不同的逆境脅迫中葉綠素含量不同。早熟的甜瓜幼苗在干旱環(huán)境脅迫中對(duì)葉綠素含量有非常大的影響，而其他的逆境環(huán)境脅迫雖然也會(huì)影響葉綠素含量，但影響相對(duì)較小，低溫脅迫及鹽脅迫環(huán)境對(duì)葉綠素含量幾乎沒有影響;晚熟甜瓜幼苗品種在不同的逆境脅迫中不會(huì)明顯影響葉綠素含量。這就說明逆境脅迫對(duì)甜瓜幼苗中葉綠素的合成具有非常大的抑制作用，尤其是干旱逆境和水分逆境對(duì)早熟甜瓜幼苗有非常大的影響[3]。由此可知，逆境脅迫對(duì)甜瓜幼苗的光合作用有嚴(yán)重影響。

2.2 逆境脅迫對(duì)甜瓜幼苗葉片中丙二醛、游離脯氨酸（Pro）含量的影響

甜瓜幼苗在各種逆境脅迫中游離脯氨酸（Pro）的含量比CK高很多，尤其是干旱脅迫與水分脅迫對(duì)早熟甜瓜品種幼苗的影響非常大，且比低溫脅迫要高很多，與鹽脅迫處理的差異并不明顯。晚熟甜瓜品種幼苗在干旱脅迫的影響下游離脯氨酸（Pro）的含量會(huì)比水分脅迫和低溫脅迫處理高很多，但與鹽脅迫處理的差異不明顯，而低溫脅迫的影響幾乎不顯著，這也就表明逆境脅迫處理能明顯增加甜瓜幼苗的游離脯氨酸（Pro）積累，不斷增強(qiáng)甜瓜幼苗的耐脅迫能力，而在干旱脅迫中甜瓜幼苗的游離脯氨酸（Pro）的積累含量最多，在低溫脅迫處理中游離脯氨酸（Pro）的積累量最少。

膜脂過氧化降解的產(chǎn)物中丙二醛（MDA）非常重要，也是其主要的衡量指標(biāo)。不同的逆境脅迫下，甜瓜幼苗葉片丙二醛（MDA）含量是不同的。早熟甜瓜品種在逆境脅迫中丙二醛（MDA）的含量明顯比CK高，其中在干旱脅迫處理下，甜瓜葉片中丙二醛（MDA）的含量最高，而水分脅迫及鹽脅迫比干旱脅迫處理低，低溫脅迫處理則最小。晚熟甜瓜品種幼苗的葉子丙二醛（MDA）含量在干旱脅迫、水分脅迫處理中含量非常高，而低溫脅迫和鹽脅迫處理則沒有顯著影響。這說明干旱脅迫、水分脅迫處理對(duì)甜瓜幼苗的傷害性較大，而低溫脅迫與鹽脅迫處理對(duì)甜瓜幼苗傷害不大。不同品種的甜瓜在逆境脅迫中會(huì)受到一定的影響，尤其是給甜瓜幼苗葉片上的細(xì)胞膜帶來嚴(yán)重的傷害，會(huì)提升細(xì)胞膜的透性;早熟甜瓜品種受到干旱脅迫處理的傷害最大，而晚熟甜瓜品種受到水分脅迫的傷害最大。

3 討論

不同逆境脅迫對(duì)甜瓜幼苗的生長(zhǎng)有著不同程度的傷害，使其產(chǎn)生不同的物質(zhì)代謝變化，破壞細(xì)胞膜，而酶活性也會(huì)在一定程度上受到影響。不同品種的甜瓜幼苗對(duì)逆境脅迫的生理反應(yīng)差異較大，這與甜瓜品種的耐受性關(guān)系大，但還需要深入研究具體原因。多基因控制的數(shù)量性狀與甜瓜幼苗的抗逆性有著密切關(guān)系，如果僅憑借單項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)抗逆性，就顯得非常片面。因此，本次試驗(yàn)主要是利用成分分析法對(duì)其進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)，最終形成4個(gè)綜合指標(biāo)，在這種情況下能夠有效地找出差異，最終得到有效結(jié)論。

4 結(jié)束語

甜瓜幼苗在生長(zhǎng)中會(huì)受到低溫脅迫、干旱脅迫、鹽脅迫及水分脅迫等多種逆境脅迫的影響，不同種類的甜瓜幼苗葉片中的可溶性蛋白質(zhì)、葉綠素、丙二醛、游離脯氨酸含量及抗氧化酶活性等在逆境脅迫中都會(huì)受到不同程度的影響。不同的逆境脅迫有不同的生理機(jī)制，且差異性比較大，綜合表現(xiàn)在影響甜瓜幼苗物含量調(diào)節(jié)及光合特性的是干旱脅迫和水分脅迫;影響保護(hù)植物體的酶活性是低溫脅迫和鹽脅迫。不同的生理特征指標(biāo)能鑒定出不同品種甜瓜的綜合抗逆性。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫天國(guó)，孫玉斌.外源亞精胺對(duì)鉛脅迫下甜瓜幼苗抗氧化代謝的調(diào)控效應(yīng)[J].北方園藝，2020（4）：42-46.

[2] 劉達(dá)濰，劉詩(shī)琴，易鵬程，等.淹水脅迫下外源激素對(duì)甜瓜幼苗根系生理特性的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，47（9）： 182-185.

[3] 周永海，楊麗萍，馬榮雪，等.外源褪黑素對(duì)高溫脅迫下甜瓜幼苗抗氧化特性及其相關(guān)基因表達(dá)的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2020，29（5）：745-751.

責(zé)任編輯：黃艷飛