土壤紧实胁迫对黄瓜抗坏血酸—谷胱甘肽循环的影响

【目的】探索土壤紧实胁迫对黄瓜产生伤害的机理,为土壤的可持续利用提供参考。【方法】用容重为1.20 g.cm-3的疏松土壤和1.55 g.cm-3的紧实土壤进行盆栽试验,研究土壤紧实胁迫对‘津春4号’黄瓜叶片及根系中抗坏血酸-谷胱甘肽循环(AsA-GSH)的影响。【结果】在土壤紧实胁迫条件下,黄瓜叶片及根系中过氧化氢(H2O2)含量和丙二醛(MDA)含量显著提高,且根系中两种物质的增幅高于叶片,表明根系的伤害程度高于叶片。与此同时,叶片及根系中还原型抗坏血酸(AsA)含量、AsA+DHA量、ASA/DHA显著降低,脱氢抗坏血酸(DHA)含量显著提高;还原型谷胱甘肽(GSH)含量显著下降,氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量、GSSG/GSH比值显著提高,GSSG+GSH变化甚微,表明AsA及GSH被消耗以清除H2O2。叶片及根系中抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性显著升高,且APX的活性水平远远高于MDHAR、DHAR及GR,表明APX在清除H2O2的过程中氧化AsA的能力远远高于MDHAR和DHAR再生AsA的能力及GR将GSSG还原成GSH的能力。【结论】在土壤紧实胁迫条件下,黄瓜秧苗(叶片及根系)中的AsA-GSH循环加强,削弱了土壤紧实胁迫造成的伤害。

滴灌施肥对大棚西瓜生长、产量及品质的影响

该文从优质高产、高效和节水节肥的三重目标出发,通过大田试验,研究在西北旱区对大棚膜下滴灌施肥条件下不同生育时期水肥组合对西瓜生长、产量、灌溉水分利用效率和果实品质的影响,从而确定西瓜适宜滴灌施肥的水肥用量。试验设置3个灌溉量水平:450 m3/hm2(W1)、900 m3/hm2(W2)、1350 m3/hm2(W3),3个施肥水平:N 81.53 kg/hm2+P2O5 33.43 kg/hm2+K2O 101.09 kg/hm2(F1),N 163.05 kg/hm2+P2O5 66.85 kg/hm2+K2O202.18 kg/hm2(F2),N 244.58 kg/hm2+P2O5 100.28 kg/hm2+K2O 303.27 kg/hm2(F3),共9个处理。结果表明:在相同肥料处理条件下,提高灌水量有利于西瓜株高生长,但茎粗减小,发生徒长。F2W2处理能使西瓜叶片叶绿素含量在各个生育期保持较高水平。在西瓜苗期,增加水肥用量的F3W3处理提高了西瓜叶片净光合速率和蒸腾速率,但与F2W2处理差异不显著。坐果期后,F2W2处理的西瓜光合能力较强,获得了较高的产量和水分利用效率,较提高灌水量和施肥量的F3W3处理增产3.6%,灌溉水分利用效率(irrigation water use efficency,iWUE)提高35.73%。在果实品质方面,F2W2处理的西瓜中、边可溶性固形物、可溶性蛋白质和番茄红素等质量分数表现最好,F2W1处理的西瓜可溶性总糖质量分数最高,F3W2处理的西瓜总维生素C质量分数最高,但与F2W2处理差异不显著,且F2W2处理西瓜产生最佳的糖酸比,口感极佳。综合分析表明,F2W2处理的西瓜生长健壮,光合作用强,优质高产,且水分利用效率较高,是利于西北旱作膜下滴灌条件下西瓜生产中适宜的水肥组合。

外源亚精胺对甜瓜幼苗白粉病抗性的影响

以高感白粉病甜瓜‘066’、感病品种‘0544’、抗病品种‘Yuntian-930’为试材,对白粉病菌胁迫下外源亚精胺(Spd)处理的甜瓜幼苗叶片超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和多酚氧化酶(PPO)活性,以及过氧化氢(H2O2)、丙二醛(MDA)和光合色素含量进行了研究,探讨外源Spd对甜瓜白粉病抗性的诱导效应及其生理机制。结果表明:(1)白粉病菌接种后甜瓜叶片的防御酶活性、光合色素含量先升后降,MDA含量升高;(2)外源Spd处理缓解了白粉病菌胁迫下甜瓜叶片防御酶活性、光合色素含量的下降,降低MDA含量及甜瓜的病情指数,并以1.0mmol/L Spd处理效果最佳;(3)外源Spd处理使甜瓜叶片产生了更多的H2O2;(4)外源Spd提高甜瓜对白粉病抗性具有一定广谱性,且可向上传导。研究认为,H2O2可能参与白粉病胁迫下信号的传递,外源Spd可通过缓解白粉病菌胁迫下甜瓜防御酶活性和光合色素含量的下降来诱导甜瓜对白粉病的抗性。

外源Spd预处理对甜瓜白粉病抗性及其内源多胺的诱导分析

以甜瓜感病品种‘0544’为试材,测定外源亚精胺(Spd)预处理和白粉病菌接种后甜瓜幼苗的光合参数、抗氧化酶活性、内源多胺含量及多胺合成与代谢相关基因表达等的变化,探讨外源Spd处理对甜瓜幼苗白粉病抗性的诱导作用机制。结果显示:(1)1.0mmol·L-1外源Spd处理可显著降低甜瓜幼苗的白粉病病情指数,缓解植株发病症状;(2)外源Spd处理可诱导甜瓜幼苗的多胺合成以及代谢相关基因(SAMDC、ADC、ODC、Spd、Spm、PAO)显著上调表达;(3)外源Spd处理可诱导甜瓜幼苗腐胺(Put)和Spd含量显著增加,而外源Spd并接种白粉病菌处理对甜瓜幼苗精胺(Spm)含量积累的诱导更加显著;(4)接种白粉病菌诱导了甜瓜幼苗的多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性,外源Spd预处理后再接种白粉病的诱导作用更大,同时外源Spd处理还诱导了甜瓜幼苗过氧化氢(H_2O_2)含量的升高;(5)在观测期(120h)内,接种白粉病菌对甜瓜叶片的光合作用抑制较小,而外源Spd预处理并接种白粉病菌共同诱导了甜瓜幼苗的光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)的显著升高。研究认为,在外源Spd预处理甜瓜幼苗后再接种白粉病菌,甜瓜幼苗可以通过多胺的快速积累及代谢产生的H_2O_2来启动响应机制,进而通过增强防御酶活性等途径来提高对白粉病的抗性。

激素预处理对低温胁迫下西瓜幼苗活性氧含量和抗氧化酶活性的影响

以冷敏感型西瓜品种‘玲珑王’幼苗为试验材料,采用50mg/L NAA、25mg/L 6-BA、25mg/L GA3、25mg/L ABA 4种外源激素进行外施预处理,研究激素在10℃低温胁迫下对西瓜幼苗冷害指数、主要活性氧含量和抗氧化酶活性的影响。结果显示:(1)适宜浓度的6-BA、GA3、ABA预处理可以明显降低西瓜幼苗冷害指数,NAA作用则相反。(2)GA3、ABA、6-BA预处理的西瓜幼苗O-·2产生速率和MDA含量在低温胁迫第3天时较对照分别显著降低了9.0%、9.4%、7.7%和38.1%、40.1%、45.9%,它们的H2O2含量在低温胁迫第5天时较对照分别显著降低了11.9%、18.9%、22.7%。(3)6-BA、GA3、ABA预处理的西瓜幼苗叶片在低温胁迫第7天时SOD活性分别比对照显著提高了15.95%、17.87%、18.33%,POD活性分别显著提高36.36%、73.74%、145.45%,CAT活性分别提高115.22%、116.28%、161.63%。研究表明,在低温胁迫条件下,适宜浓度的外源6-BA、GA3和ABA预处理可有效提高西瓜幼苗叶片中SOD、POD、CAT的活性,减缓西瓜幼苗中H2O2含量和O-·2产生速率的增加及膜脂过氧化产物MDA的积累,缓解低温造成的氧化伤害,从而增强幼苗的抗寒性,并以25mg/L 6-BA处理的效果最佳,可以应用于生产。

甜瓜远缘群体果实糖含量相关性状遗传分析

以栽培甜瓜0246为母本,野生甜瓜Y101为父本,构建了P1、P2、F1、F2、B1、B26个世代,运用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型进行多世代联合分析,探讨了甜瓜果实糖含量相关性状的遗传特性。结果表明:果糖含量、葡萄糖含量和总糖含量遗传均受两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因模型控制(E-0),主基因在F2中的遗传率分别达到90.32%、82.42%和94.66%。蔗糖含量受一对加性主基因+加性-显性多基因模型控制(D-2),主基因在F2中的遗传率达到83.76%。甜瓜果实糖含量相关性状遗传体系中主基因具有重要作用且环境方差所占比例较小,适宜早代选择。

土壤紧实胁迫对黄瓜碳水化合物代谢的影响

用容重分别为1.25 g/cm3(疏松土壤,即对照)和1.55 g/cm3(紧实土壤)的土壤进行盆栽试验,研究了土壤紧实胁迫对"津春4号"黄瓜(Cucumis sativus L.)不同生育期叶片和根系碳水化合物代谢的影响,以探讨土壤紧实胁迫对黄瓜生长产生影响的机理。结果表明,在土壤紧实胁迫条件下,黄瓜不同生育期叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均显著下降,胞间CO2浓度(Ci)显著升高,光合作用受到抑制;叶片中蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性显著降低,蔗糖合成酶(SS)、酸性转化酶(AI)和中性转化酶(NI)活性显著增强,蔗糖、葡萄糖、果糖和淀粉含量显著增加,蔗糖的合成与输出受到抑制;不同生育期根系SPS、AI和NI活性显著下降,而SS活性显著增强,蔗糖、葡萄糖和果糖含量显著增加,淀粉含量基本不变。这表明,土壤紧实胁迫抑制了黄瓜叶片中同化物的合成和输出,降低了碳水化合物向根系中的输入,阻碍了根系对碳水化合物的利用,使植株矮小,产量下降。

西瓜甜瓜抗寒性研究进展

低温是限制植物生长和分布的重要环境因子之一。现代西瓜甜瓜设施栽培中由于早春低温胁迫引发的冷害问题已非常突出,提高西瓜甜瓜耐寒与抗寒能力意义重大。综述了目前植物抗寒性机理研究进展和提高植物抗寒性的有效途径,并详细介绍了在西瓜甜瓜在抗寒性方面的研究现状,以期为西甜瓜抗寒性育种领域探究正确的育种方向及方法提供参考。

大棚西瓜需水强度与环境因子的关系

在膜下滴灌栽培模式下,以"农科大5"西瓜为试材,研究了大棚西瓜需水强度与环境因子的关系,以期为设施西瓜精准管理和科学灌溉提供参考。结果表明:在整个生育期内全天平均温度、夜晚平均温度、白天平均温度、平均湿度、平均光强、平均蒸发量随时间呈波动变化;需水强度的变化总体呈波动、缓慢上升的趋势,在第20、50、80天出现需水强度高峰,全生育期平均需水强度为4.45mm/d。西瓜需水强度与各环境因子均具有较高的相关性,需水强度与全天平均气温、平均光强、平均蒸发量呈极显著正相关,相关系数分别达0.935、0.894、0.878;与平均湿度呈极显著负相关,相关系数-0.848。6个环境因子之间相互影响、相互制约,但全天平均气温和平均光强是影响西瓜需水强度的主要因子。

亏缺灌溉西瓜营养生长期适宜滴灌频率研究

为了探求膜下亏缺灌溉条件下大棚西瓜营养生长期的最佳滴灌频率,为西北干旱半干旱地区设施西瓜合理灌溉提供理论指导,笔者以‘农科大11号’西瓜为试材,以室内蒸发皿水面蒸发量的0.4倍为亏缺灌水量,试验共设置T1、T2、T3共3个灌水频率处理,分别为每2天灌1次水（高频）、每4天灌1次水（中频）和每6天灌1次水（低频）,研究了滴灌频率对西瓜营养生长期根区土壤含水量、植株生长以及相关生理指标的影响。试验结果表明：T2下根区0~20 cm土层的土壤水分条件最适宜营养生长期的生长,植株叶绿素含量、净光合速率和叶片水分利用效率达到最高,光合同化能力强,且西瓜叶片能够保持适宜的细胞汁液浓度和细胞水分代谢水平。整体而言,T2西瓜营养生长期长势较好,植株健壮,抗逆性更强,有利于抵抗早春大棚各种逆境胁迫。综合考虑土壤水分分布、生理及生长指标,T2即每4天灌1次水是西北地区早春大棚西瓜营养生长期亏缺灌溉条件下最佳灌溉频率。该研究可为提高西瓜营养生长期亏缺灌溉水分利用效率提供参考依据。

低磷胁迫对不同西瓜品种苗期性状的影响

为研究低磷胁迫对西瓜幼苗生长的影响,在对照和低磷条件下比较了6个西瓜品种(‘华冠’、‘陕农9号’、‘西农8号’、‘M08’、‘农科大5号’、‘千普先锋’)苗期性状指标。结果表明:低磷胁迫对西瓜植株高度和根系生长的影响不同,低磷诱导根系伸长,供试的6个西瓜品种在低磷条件下的主根长度与对照相比差异均达到显著水平;但对地上部分则表现抑制作用,植株高度显著降低;低磷胁迫下6个西瓜品种叶片SOD活性和POD活性显著升高,脯氨酸含量显著升高,但可溶性蛋白含量显著降低,叶绿素含量显著降低,类胡萝卜素含量显著降低。6个供试西瓜品种中,‘陕农9号’对低磷胁迫最为敏感,而‘农科大5号’的耐低磷性相对较强。

土壤紧实胁迫对黄瓜根系呼吸代谢的影响

用容重分别为1.20和1.55g·cm-3的土壤进行盆栽试验,研究了土壤紧实胁迫对‘津春4号’黄瓜根系呼吸代谢的影响.结果表明:土壤紧实胁迫条件下,黄瓜根系中丙酮酸脱羧酶、乙醇脱氢酶和乳酸脱氢酶活性显著提高;无氧呼吸主要产物(乙醇、乙醛和乳酸)含量显著升高;参与有氧呼吸的苹果酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶和异柠檬酸脱氢酶活性显著下降,丙酮酸和琥珀酸含量显著提高,苹果酸含量显著下降.说明在土壤紧实胁迫条件下,黄瓜根系的有氧呼吸受到显著抑制,无氧呼吸过程加强.

不同西瓜基因型对干旱胁迫的生理响应及其抗旱性评价

以来源于不同地区的12个西瓜基因型为试材,采用盆栽控水的方式进行持续干旱处理,研究干旱胁迫对西瓜幼苗株高、根长、鲜质量及干物质积累等生长状况的影响,比较不同基因型材料对干旱胁迫的生理响应差异,同时依据旱害指数对其抗旱性进行直接评价,并采用隶属函数法进一步验证和综合评价.结果表明:干旱处理下,12个西瓜基因型对干旱胁迫的耐受能力存在明显差异,各基因型开始出现旱害症状的时间和发生旱害的程度各不相同.干旱胁迫降低了西瓜幼苗的株高、地上、地下鲜质量和地上干物质积累量,普遍提高了根冠比,而对根长和地下干质量存在正向和负向两种不同的影响.干旱处理后,西瓜叶片的相对含水量和叶绿素含量均不同程度降低,丙二醛、过氧化氢和超氧阴离子含量增加,脯氨酸大量积累,而可溶性蛋白含量以及抗氧化酶活性则因基因型的不同而表现出不同的结果.分析认为,3个野生型材料M20、KY-3和Y-2为抗旱性强的西瓜种质,Y34、金美人和04-1-2为敏感种质,而其余基因型为中抗种质.

土壤紧实胁迫对黄瓜根系生长及氮代谢的影响

用容重分别为1.25 g·cm^(-3)(疏松土壤,对照)和1.55 g·cm^(-3)(紧实土壤)的土壤进行盆栽试验,研究了土壤紧实胁迫对‘津春4号'黄瓜不同生育期根系生长、呼吸速率、活力及氮代谢的影响.结果表明:在土壤紧实胁迫条件下,黄瓜不同生育期根系总长度、表面积、分根数和根尖数均显著下降,根系的伸长生长及侧根的发生受到显著抑制,而根系的加粗生长得到激发,平均直径显著增加;根系活力和根系呼吸速率显著下降;根系中的NO_3^-、游离氨基酸和可溶性蛋白含量大幅下降,硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶活性显著降低,NH_4^+含量显著增加.说明在土壤紧实胁迫条件下黄瓜根系对硝态氮的吸收量减少,氨同化作用受到抑制,氮代谢显著受阻.

外源褪黑素对高温胁迫条件下黄瓜幼苗氮代谢的影响

以‘津优4号’(热敏感型)和‘美国保尔’(耐热型)黄瓜幼苗为试材,研究了叶面喷施褪黑素对高温胁迫条件下黄瓜幼苗氮代谢的影响。结果显示,高温胁迫下,(1)两种黄瓜幼苗硝态氮含量先升高后降低,‘津优4号’总氮和氨态氮含量先下降后持续升高,而‘美国保尔’总氮和氨态氮含量持续上升;(2)两种黄瓜幼苗硝酸还原酶(NR)活性均先上升后下降,而谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)和谷氨酸脱氢酶(GDH)均持续下降,‘美国保尔’的4种酶活性下降幅度显著低于‘津优4号’。研究结果表明,叶面喷施褪黑素可有效缓解高温胁迫对NR、GS、GOGAT和GDH的抑制作用,显著增加硝态氮含量,降低氨态氮含量,减轻氨态氮积累对黄瓜幼苗造成的毒害作用,增强高温胁迫条件下黄瓜幼苗氮素的代谢能力,减轻高温胁迫对黄瓜幼苗造成的伤害,提高黄瓜幼苗抵御高温胁迫的能力。

野生甜瓜‘云甜-930’与白粉病菌互作的基因表达特征

利用cDNA-AFLP技术,对甜瓜抗白粉病品种‘云甜-930’在接种Podosphaera xanthii生理小种2F.后的基因表达谱进行分析。256对引物共产生188个具良好多态性的转录本(TDF),其中109个上调表达,79个下调表达。经过对差异片段的回收、克隆、测序分析,最终得到60个EST。Blastx比对和功能分类分析表明,参与物质合成与代谢的属第一大类,占48%,其他主要涉及物质运输(12%)、防御系统(12%)、转录调控(8%)、能量代谢(8%)、信号转导(4%)等,7条EST(8%)与未知功能蛋白同源性较高。选取与代谢、抗病防御、信号转导及蛋白转运等相关的4个差异基因TDF12(SEH)、TDF67(SAMDC)、TDF76(CDPK)和TDF82(PDR8)进行qRT-PCR验证,结果显示其表达模式符合cDNA-AFLP表达谱,同时表明这些基因可能参与了甜瓜与白粉病菌的互作过程。