根际高温胁迫对5种瓜类作物生长及叶片光合和叶绿素荧光参数的影响

采用营养液栽培法,比较分析了根际高温(35℃)处理0、3和5 d以及恢复5 d后黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia Bouché)、‘春秋王2号’黄瓜(Cucumis sativus‘Chunqiuwang No.2’)、‘兴蔬’丝瓜(Luffa cylindrica‘Xingshu’)、‘五叶香’丝瓜(Luffa cylindrica‘Wuyexiang’)和‘傲美’苦瓜(Momordica charantia‘Aomei’)幼苗的生长及叶片光合和叶绿素荧光参数的变化。结果表明:与对照(25℃)相比,在高温处理期间及恢复期间,黑籽南瓜、‘春秋王2号’黄瓜和‘傲美’苦瓜的株高、茎粗、叶面积、叶绿素相对含量(SPAD)以及叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、PSⅡ的光能捕获效率(Fv'/Fm')、PSⅡ的实际光化学效率(ΦPSⅡ)、实际光化学量子产量(Yield)、表观光合电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(qP)及PSⅡ用于光化学反应的能量比例(P)总体上均显著低于对照;而‘五叶香’丝瓜的上述指标大多无明显变化,但其非光化学猝灭系数(qN)及PSⅡ用于天线色素热耗散的能量比例(D)均低于对照;‘兴蔬’丝瓜的各项指标在高温处理期间均有不同程度的降低或升高,但在恢复5 d后各项指标均接近或高于对照。研究结果表明:5种瓜类作物对根际高温的耐受性有明显差异。其中,黑籽南瓜和‘春秋王2号’黄瓜对根际高温的耐性最差;2个丝瓜品种特别是‘五叶香’丝瓜的耐性较强,可作为耐高温瓜类作物的砧木。

根际高温对不同砧木黄瓜嫁接苗开花结果期生理特性及果实品质的影响

以黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia ficifolia Bouche)、日本南瓜(Cucurbita moschata)、‘甬砧8号'白籽南瓜(Cucurbita maxima×Cucurbita moschata‘Yongzhen No.8')、‘五叶香'丝瓜(Luffa cylindrica‘Wuyexiang')和‘傲美'苦瓜(Momordica charantin‘Aomei')为砧木,‘春秋王2号'黄瓜(Cucumis sativus‘Chunqiuwang No.2')为接穗,采用营养液栽培法,研究了不同砧木黄瓜嫁接苗的成活率,以及开花结果期嫁接植株和自根植株在25℃(CK)和35℃根际温度下处理5 d及恢复生长5 d后的生理特性及果实品质。结果表明:黑籽南瓜砧木嫁接苗成活率最高;根际高温处理后,开花结果期的嫁接植株和自根植株叶片丙二醛、脯氨酸、可溶性糖含量及抗氧化酶活性升高,根系活力下降;可溶性蛋白含量在‘傲美'苦瓜砧、黑籽南瓜砧嫁接植株和自根植株叶片内降低,在其他砧木嫁接植株叶片内升高;日本南瓜砧木嫁接植株果实可溶性糖和可溶性蛋白含量最高,游离氨基酸含量仅次于黑籽南瓜砧木嫁接植株果实,VC含量仅次于‘五叶香'丝瓜砧木嫁接植株果实。综合来看,日本南瓜作砧木嫁接植株果实品质最佳。研究还表明:在开花结果期不同砧木黄瓜嫁接植株对根际高温的耐受性存在明显差异,其中以‘五叶香'丝瓜作砧木的嫁接植株耐受性最强。

根际高温对不同砧木黄瓜嫁接幼苗生长、光合及生理特性的影响

为研究嫁接提高黄瓜耐热性的问题,以黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia)、日本南瓜(Cucurbita moschata)、‘甬砧8号’白籽南瓜(Cucurbita maxima×Cucurbita moschata‘Yongzhen No.8’)、‘五叶香’丝瓜(Luffa cylindrica‘Wuyexiang’)和‘傲美’苦瓜(Momordica charantin‘Aomei’)为砧木,‘春秋王2号’黄瓜(Cucumis sativus‘Chunqiuwang No.2’)为接穗,采用营养液栽培法,研究25℃(CK)和35℃根际温度下处理5天及恢复生长5天后不同砧木黄瓜嫁接苗和自根苗的生长、光合及生理特性变化。结果表明,35℃根际高温处理后,不同嫁接苗和自根苗的株高、茎粗、叶片数和叶面积都有所增长,其中‘五叶香’丝瓜砧木嫁接苗生长量最大,且‘五叶香’丝瓜砧木嫁接苗的叶片净光合速率(Pn)、抗氧化酶活性和脯氨酸含量都显著高于其他几种嫁接苗及自根苗,同时,丙二醛(MDA)含量最低。‘五叶香’丝瓜作为砧木嫁接黄瓜能更好地提高其对根际高温的耐受性,为黄瓜的耐热性研究提供理论依据。

水杨酸对根际高温胁迫下黄瓜生理特性的影响

以黄瓜‘春秋王二号'为材料,研究了0.05—0.20 mmol/L水杨酸(SA)对35℃根际高温胁迫下黄瓜幼苗叶片活性氧代谢和渗透调节物质含量的影响。结果表明:除0.20 mmol/L处理会降低脯氨酸(Pro)含量外,其他不同浓度水杨酸溶液均可显著降低超氧阴离子(0_2·^-)产生速率、丙二醛(MDA)含量和电解质渗透率(EL);显著提高了超氧歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性以及可溶性蛋白和脯氨酸(Pr0)含量。外源水杨酸缓解苗期根际高温胁迫具有剂量效应,以0.1 mmol/L的SA缓解根际高温造成的膜脂过氧化伤害效果最好。

根际高温胁迫对6种瓜类作物幼苗生长和生理特性的影响

以黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia Bouché)、‘甬砧8号’白籽南瓜(Cucurbita maxima×Cucurbita moschata‘Yongzhen No.8’)、‘春秋王2号’黄瓜(Cucumis sativus‘Chunqiuwang No.2’)、日本南瓜(Cucurbita moschata)、‘五叶香’丝瓜(Luffa cylindrica‘Wuyexiang’)和‘傲美’苦瓜(Momordica charantin‘Aomei’)为试材,采用营养液栽培法,研究了25℃(CK)和35℃(H)根际温度下处理5d及恢复5d后,6种瓜类作物幼苗生长和生理特性变化。结果显示,与CK相比,35℃根际高温处理下6种瓜类作物的株高、茎粗、叶片数和叶面积都有不同程度的增长,日本南瓜和‘五叶香’丝瓜的生长量最大;同时6种瓜类作物的抗氧化酶活性、脯氨酸含量及丙二醛(MDA)含量显著升高,其中‘五叶香’丝瓜的脯氨酸含量升高了84.69%,升幅最大,MDA含量仅升高12.01%,升幅最小;6种瓜类作物的叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和根系活力明显降低,其中‘五叶香’丝瓜的净光合速率(Pn)和根系活力分别降低6.15%和1.33%,降幅最小;日本南瓜和‘甬砧8号’白籽南瓜叶片的胞间CO2浓度(Ci)升高,其他4种瓜类作物幼苗叶片的胞间CO2浓度(Ci)显著下降。上述结果表明,6种瓜类作物幼苗对根际高温的耐受性存在明显差异,其中‘五叶香’丝瓜最耐根际高温,可作为提高瓜类作物耐热性砧木加以利用。

根际高温对紫花苜蓿不同组织可溶性蛋白质和抗氧化酶活性的影响

为探明紫花苜蓿不同部位对根际高温的应答方式,采用水培的方法,分析30℃根际高温胁迫0.5h、6h和12h,以及22℃恢复6h后,紫花苜蓿不同组织可溶性蛋白质和抗氧化酶的变化.结果表明,叶片通过更早增加或增强可溶性蛋白质含量、SOD和POD活性迅速应答高温胁迫.除共同变化的4个蛋白质(45kDa、83kDa、POD9和CAT2)外,叶片的9个蛋白质(23kDa、28kDa、31kDa、39kDa、43kDa、72kDa、90kDa、SOD2、SOD3)和根中的6个蛋白质(14kDa、15kDa、17kDa、18kDa、28kDa、POD10)可能与紫花苜蓿叶片和根系应答高温的差异有关.

根际高温对植物生长和代谢的影响综述

根系作为植株吸收、运输水分和养分的主要器官,其代谢直接影响植株地上部的生长和产量。适宜、稳定的根际温度是植物根系生长和代谢的重要保证。炎热夏季导致的根际高温逆境往往是影响作物生长和产量的一个重要原因。本文在阐明根际高温概念的基础上,综述了根际高温对植株生长方面的影响,分析了根际高温对植株体内水分关系、光合作用和干物质生产、呼吸作用和矿质吸收、根系激素代谢和抗逆酶系统等方面的影响,并指出了今后该领域需进一步研究的问题和控制根际高温的应用前景。

几种瓜类作物对根际高温胁迫的生理响应

以黑籽南瓜、‘春秋王2号'黄瓜、‘傲美'苦瓜、‘兴蔬'丝瓜、‘五叶香'丝瓜为试材,采用营养液栽培法,研究了这几种瓜类作物在根际35℃高温处理下的生长量、光合参数及地上部、地下部的渗透胁迫物质的变化。结果显示:处理5 d后,两种丝瓜幼苗的株高、茎粗、叶面积、根长、地上干重及地下干重,叶片相对叶绿素含量、净光合速率(P_n),气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)与对照相比变化均不大,而另外三种瓜类的以上指标均受到明显的抑制;高温使得黑籽南瓜及黄瓜叶片和根系中都积累了大量的膜脂过氧化产物丙二醛(MDA),渗透调节物质脯氨酸和可溶性蛋白含量在叶片中增大,但在根系中却减小,而处理下‘五叶香'丝瓜的MDA含量与对照差异不显著,且两种渗透调节物质表现为叶片中减小根系中增大;处理下‘兴蔬'丝瓜根系中MDA的减少量及可溶性蛋白的增加量都大于‘傲美'苦瓜。结果表明,根际高温下两个丝瓜品种,特别是‘五叶香'丝瓜有较高的耐受力,通过提高根系中的渗透调节物质含量来降低根际高温对植株整体造成的伤害。