2,4-表油菜素内酯对干旱胁迫下西瓜幼苗生长及相关基因表达的影响

【目的】研究外源2,4-表油菜素内酯(2,4-epibrassinolide,EBR)对干旱胁迫条件下西瓜幼苗生长以及相关基因表达的影响,为西瓜抗旱研究提供理论基础。【方法】以西瓜品种齐红1号为材料,利用15%聚乙二醇(PEG6000)模拟干旱胁迫,设置3个处理CK(清水)、PEG和PEG+EBR,其中EBR的浓度为0.01 mg/L。检测不同处理后西瓜幼苗的生物量、光合作用指标、叶绿素含量、抗氧化酶活性以及相关基因的表达量。【结果】喷施外源EBR可以缓解干旱胁迫对西瓜幼苗生长发育的抑制和损害程度,还可以通过增加应答基因的表达量,激活EBR信号转导途径,提高西瓜幼苗的耐旱性。喷施外源EBR西瓜幼苗株高、根长、地上鲜重、地下鲜重较PEG胁迫分别增加了2.41%、36.76%、1.88%和3.42%;而且也增强光合作用各项指标,抗氧化酶(POD和SOD)活性。油菜素内酯(BRs)信号转导途径关键应答基因BRI1、BIN2、BES1和DWF4的表达量也呈现不同程度变化,抗旱相关基因CDSP32和MYB101的表达量也有显著变化。【结论】外源EBR能够有效缓解干旱胁迫对西瓜幼苗造成的损害,从而提高西瓜幼苗的抗旱性。

盐胁迫对西瓜幼苗生物量及生理特性的影响

为探究西瓜幼苗对盐胁迫的响应机制,以8424西瓜品种为试材,利用盆栽的方式研究不同浓度的NaCl(0、20、70、120、170 mmol/L)胁迫对西瓜幼苗生物量、丙二醛(MDA)、膜透性及根系活力的影响。结果表明:当NaCl浓度为20 mmol/L时,盐胁迫对西瓜幼苗株高、茎粗、干质量及总根长的影响不显著;当NaCl浓度达到70 mmol/L及以上时,受盐胁迫影响显著,上述指标均显著低于清水对照。随着NaCl浓度(20~170 mmol/L)的增加,西瓜幼苗丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)的含量及膜相对透性均呈现逐渐升高的变化趋势,但在NaCl浓度为20 mmol/L时与清水对照差异不显著。根系活性随着NaCl浓度的升高表现出低浓度促进、高浓度抑制的变化规律,在NaCl浓度为20 mmol/L时根系活力最大。根系活力与盐胁迫强度间的线性回归方程为y=0.673 9e-0.015x。可见,当NaCl浓度为0~20 mmol/L时,西瓜幼苗能够保持正常的生物量积累;而当NaCl浓度达到70 mmol/L及以上时,西瓜幼苗则表现出遭受盐害的特性。

低温胁迫对西瓜幼苗光合作用与叶绿素荧光特性的影响

以西瓜品种早佳8424为试材,分别在中度低温(15℃/10℃)和重度低温(10℃/5℃)下进行处理,研究不同程度低温胁迫对西瓜幼苗光合作用和叶绿素荧光特性的影响。结果表明:(1)低温胁迫下,叶绿素(a+b)含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均逐步下降,低温胁迫越重,光合参数下降幅度越大。在重度低温胁迫6 d后其Pn降至1.56,相比处理前下降85.9%,表明重度低温已严重损害叶片光合机构,极大抑制了光合作用。(2)中度低温下胞间CO2浓度(Ci)降低,与Pn、Gs变化趋势一致,故气孔限制是导致其光合速率降低的主要因素;而重度低温胁迫下Ci呈现相反上升趋势,表明其光合速率降低是由非气孔限制因素导致。低温处理均增加了叶绿素a/b,可能是西瓜幼苗对光照下低温胁迫的一种自我保护机制,因为相对少量叶绿素b能避免过多吸收光能而导致光抑制。(3)低温胁迫降低了叶片PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和光化学淬灭系数(qP),重度低温下非光化学淬灭系数(qN)随之下降,而中度低温下qN则表现为升高,表明中度低温胁迫下西瓜幼苗能通过叶黄素循环的热耗散途径来消除天线色素捕获的过多光能以减轻对PSⅡ的伤害,而重度低温胁迫下幼苗的这种光保护机制已丧失,其对叶片的光合机构将造成不可逆的伤害。

低温弱光对西瓜幼苗光合作用和抗氧化酶活性的影响

以西瓜品种"早佳8424"为试材,研究低温[12℃/10℃,300μmol/(m2·s)],以及低温弱光[12℃/10℃,100μmol/(m2·s)]胁迫对西瓜幼苗叶片光合作用、叶绿素荧光参数及抗氧化酶活性的影响。结果结果表明:低温、低温弱光胁迫均降低了西瓜幼苗叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和PSⅡ的最大光化学量子产量(Fv/Fm),增加了胞间CO2浓度(Ci)。低温、低温弱光致使超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性先增加后降低,过氧化氢酶(CAT)活性则持续下降,丙二醛(MDA)含量持续增加。与低温相比,低温弱光处理下的西瓜幼苗Pn、Gs下降幅度更大,Ci的增幅更明显;与此不同,Fv/Fm和CAT活性在低温弱光处理后下降幅度相对较小,SOD、POD活性和MDA含量也呈现出较小增幅。低温、低温弱光胁迫抑制了西瓜幼苗的光合作用并诱导了抗氧化酶活性增强以清除体内氧自由基。随着胁迫时间的延长,抗氧化酶合成受到抑制,过剩的活性氧自由基造成细胞膜脂过氧化伤害,并最终破坏细胞膜系统。低温下的弱光能减轻幼苗的光抑制作用,同时也能缓解细胞产生的过氧化损伤,对降低细胞膜系统伤害有明显作用。

低温胁迫下籽用西瓜幼苗生理变化与耐冷性的研究

以三叶一心期的籽用西瓜幼苗为材料,采用10℃低温胁迫的方法,研究了黑籽瓜兰州大片(wb10)和红籽瓜巢湖红(wb7)随着处理天数的延长幼苗的耐冷性、光合特性、生理特性的变化规律,以探讨籽用西瓜耐低温的生理机制,从而为籽用西瓜的引种栽培和抗寒品种选育提供理论依据。结果表明:不同品种籽用西瓜幼苗的叶绿素含量、Pn、Tr、Gs、Ci随低温胁迫时间的延长而逐渐降低;Pro、MDA、相对电导率随低温胁迫时间的延长而升高。两品种的冷害指数存在一定差异,耐冷性表现为wb10>wb7。低温胁迫下,耐冷性较强的wb10幼苗叶片中的叶绿素含量、Pn、Tr、Gs、Ci均高于耐冷性较弱的wb7,而耐冷性较强的wb10幼苗叶片中MDA含量、脯氨酸含量、相对电导率均低于wb7。综合试验中各项指标认为,耐冷性与品种的来源、类型及在低温下植株的冷害指数、光合特性和细胞膜稳定性有关。

^(14)C-寡糖在西瓜幼苗植株体内吸收传导和分布

应用同位素示踪技术研究了 1 4C-寡糖在西瓜幼苗植株体内的吸收、传导和分布行为 .自显影结果显示 ,寡糖通过处理叶部或根部后能够被西瓜幼苗植株快速吸收 ,在叶片中的传导表现为从叶缘向叶片中心分布的趋势 .将叶部处理 8h和根部处理 2 4h后 ,1 4C-寡糖即可以传导和分布到西瓜幼苗的整个植株体内 ,证明 1 4C-寡糖在西瓜幼苗植株体内具有较强的扩散和向基或向顶传导特征 .结果表明 ,处理叶部 4～ 1 2 0 h时 ,根系、茎与未被直接处理的叶片等其它部位的放射性比活度分别由 0 .1 8× 1 0 5和 2 3 .0 8× 1 0 5Bq/ kg变化为 0 .3 2× 1 0 5和 3 .0 2× 1 0 5Bq/ kg,总体上表现出向基传导和分布的态势 .处理根部 4～ 1 2 0 h时 ,西瓜幼苗植株根系、茎部、子叶和真叶中放射性比活度分别由 2 2 .2 3× 1 0 5,2 .2 3× 1 0 5,8.3 3× 1 0 5和 1 2 .78× 1 0 5Bq/kg变化为 43 1 .1 1× 1 0 5,42 .2 3× 1 0 5,65 .5 7× 1 0 5和 78.89× 1 0 5Bq/ kg,表现出 1

钙对西瓜幼苗生长、光合特性及保护性酶活性的影响

采用营养液水培方式,以‘早佳(8424)’西瓜为试材,研究了不同钙浓度水平对西瓜幼苗生长、光合特性及保护性酶活性的影响。结果表明:0和50mg/L钙处理的幼苗生长缓慢,POD、SOD活性显著高于其它处理;220mg/L处理的生长速度最快,株高最高;190mg/L处理的叶片数、植株鲜重、干重、根系长度,净光合速率Pn、气孔导度Gs、胞间CO2浓度Ci、叶绿素含量显著高于其它处理。因此,在0～220mg/L钙浓度范围内,提高营养液中钙离子浓度,可以促进植株生长,增强光合作用,增加有机物的合成与积累。

淹水对西瓜幼苗SOD、POD活性和某些营养物质的影响

对西瓜幼苗进行不同程度、不同时间的淹水胁迫处理,研究幼苗在淹水胁迫下叶片中细胞保护酶(SOD、POD)活性及可溶性蛋白质、还原糖、游离脯氨酸含量等生理生化指标的变化情况。结果表明,4种淹水处理和对照组随着幼苗生长均表现出POD活性逐渐增加的趋势;SOD活性在胁迫初期下降,3 d后开始回升,5 d后均超出对照组;4种处理在整个胁迫期内叶片中可溶性蛋白含量均比对照低;还原糖含量表现先上升后下降再上升的趋势,9 d后普通高于对照;脯氨酸含量则呈现升—降—升的变化趋势。

不同浓度水杨酸对西瓜幼苗抗冷性的诱导效应

以早佳"8424"西瓜幼苗为试验材料,低温处理前分别喷施0、0.25、0.5、1.0、2.0 mmol/L 5个浓度的水杨酸(SA),研究SA对西瓜幼苗抗冷性的影响。结果表明,叶面喷施SA能有效提高西瓜苗抗冷性,SA能降低西瓜幼苗的冷害指数,显著提高西瓜幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,增加脯氨酸(Pro)含量,有效减缓丙二醛(MDA)积累,促进可溶性蛋白含量积累。其中以1 mmol/L浓度缓解西瓜冷害效果最好。

高温胁迫对不同西瓜幼苗生长和生理特性的影响及综合评价

以15份不同性状西瓜为试验材料,研究高温胁迫对西瓜幼苗3项生长指标和6项生理指标的影响,并采用隶属函数方法和系统聚类分析对各西瓜幼苗耐热性进行综合评价,初步筛选出耐热试材,为西瓜耐热育种提供条件。结果表明:高温胁迫后各西瓜幼苗的生长受到抑制,与对照相比株高、茎粗度、叶面积、总叶绿素含量和SOD活性均出现不同程度下降,相对电导率、丙二醛含量和POD活性均呈现不同程度上升,脯氨酸含量变化趋势不一致,表现为耐热材料含量增加,不耐热材料含量下降。通过综合评价得到4类不同耐热性试材,其中耐热性差试材1个,耐热性一般试材8个,耐热性较好试材2个,耐热性好试材4个。

染色体加倍增加了四倍体西瓜幼苗根系的耐盐能力

目的与意义:土壤盐碱化和次生盐渍化是影响西瓜生产的一个重要因素,严重制约着我国西瓜优质高效可持续发展。笔者前期研究发现多倍体西瓜耐盐能力强于其同源二倍体西瓜,但是具体的耐盐机理尚不明确,本研究通过分析NaCl胁迫后二倍体和四倍体西瓜幼苗生理生化变化、Na^+和K^+离子吸收转运变化及离子转运相关基因的差异表达,多角度揭示西瓜多倍体的耐盐优势机理,为培育抗逆性强的西瓜品种提供科学依据。

盐胁迫对嫁接西瓜幼苗生长及碳、氮、磷、钾化学计量特征的影响

为探究抗枯萎病嫁接西瓜的盐适应性,获得抗枯萎病的耐盐组合,本研究基于1个自根苗京欣二号和2个嫁接苗[(Bj-6×893)+京欣二号]、[(Bj-9×341)+京欣二号],分析盐分胁迫对西瓜幼苗期叶片C、N、P、K含量及其元素计量比特征、光合特性和生物量累积的影响。结果表明:自根苗的根冠比、净光合速率和C∶N显著低于嫁接苗[(Bj-6×893)+京欣二号](9.6%、44.2%和15.5%)和[(Bj-9×341)+京欣二号](21.1%、30.1%和23.0%),而嫁接苗[(Bj-9×341)+京欣二号]的单株生物量、净光合速率、K含量和C∶P分别比嫁接苗[(Bj-6×893)+京欣二号]显著低9.7%、20.2%、70.3%和24.9%。与对照相比,盐胁迫分别使自根苗京欣二号和2个嫁接苗[(Bj-6×893)+京欣二号]、[(Bj-9×341)+京欣二号]的净光合速率显著下降60.3%、45.8%和41.9%,其C∶K显著下降48.2%、35.2%和59.4%,使叶片K含量显著增加44.8%、27.8%和56.8%;嫁接苗[(Bj-6×893)+京欣二号]、[(Bj-9×341)+京欣二号]的水分利用效率(WUE)在盐胁迫下显著提高33.5%和14.3%;盐分胁迫仅使嫁接苗[(Bj-9×341)+京欣二号]的C∶N和C∶P分别显著提高18.7%和15.5%,而对嫁接苗[(Bj-6×893)+京欣二号]影响不显著。基于以上结果和RDA分析表明自根苗京欣二号可能主要通过调节叶片K含量来缓解盐分胁迫,嫁接苗[(Bj-9×341)+京欣二号]和[(Bj-6×893)+京欣二号]可能通过提高叶片K含量和WUE来增强耐盐性,且嫁接苗[(Bj-6×893)+京欣二号]的耐盐性强于[(Bj-9×341)+京欣二号]。

CO_2加富对西瓜幼苗生理生化特性的影响

以西瓜幼苗为试验材料,研究了苗期CO2加富对西瓜幼苗几种可溶性物质、保护酶等生理生化指标的影响。结果表明:CO2加富提高了西瓜幼苗可溶性物质含量,与对照相比,维生素C含量增加2.04%～16.16%,可溶性糖含量增加6.60%～41.08%,有机酸含量增加18.18%～97.40%,可溶性蛋白含量增加12.01%～22.05%;瓜幼苗茎叶中SOD、POD、CAT、AsA-POD含量明显增加,AsA-POD变化最明显,增幅达18.92%～73.78%,CAT增幅达7.23%～20.43%,SOD变化明显,增幅达25.06%～88.95%,POD增幅达27.45%～91.97%。

种子大小和光照强度对西瓜幼苗生长的影响

以种子大小不同的4个品种为试验材料,研究了西瓜幼苗在不同光照条件下的生长状况。结果表明,小种子西瓜幼苗高度增长率大于大种子品种,子叶净光合速率和干重积累量与种子大小正相关。幼苗干物质积累和净光合速率与光照强度正相关,遮阴条件下4个品种真叶净光合速率明显降低,但中度遮阴对幼苗地上部生物量积累影响不明显;重遮阴则显著降低幼苗地上部干重积累。重遮阴下小种子品种净光合速率显著高于大种子品种,小种子西瓜品种幼苗期对弱光环境的适应性更强。

土壤水分对西瓜幼苗生长的影响

以种子大小不同的4个品种为试验材料,研究了土壤水分胁迫条件下西瓜幼苗的生长状况和几个生理特性变化。结果表明:种子大的品种,幼苗个体大,素质好,苗期生长状况也好;土壤水分条件对西瓜幼苗生长具有显著影响,地上部干物质积累量随着土壤含水率降低而降低,但根系干物质积累量与土壤水分呈负相关;在土壤水分胁迫下,西瓜大种子品种具有大根系吸水优势,而小种子品种以较小蒸腾面积和较强叶片保水能力为适应对策。

万寿菊杀菌素Ⅰ抑菌作用及对西瓜幼苗的影响

研究了万寿菊杀菌素Ⅰ对西瓜枯萎病菌、辣椒枯萎病菌和辣椒疫霉病菌的抑菌作用及对西瓜幼苗的影响。结果表明,万寿菊杀菌素Ⅰ能有效抑制西瓜枯萎病菌、辣椒枯萎病菌和辣椒疫霉病菌。在西瓜枯萎病的主要发病期苗期施用万寿菊杀菌素Ⅰ,能提高西瓜幼苗的POD和SOD活性,并维持CAT活性,有效减轻西瓜枯萎病菌对植株的毒害作用。

基质中有机肥含量对西瓜幼苗生长发育的影响

以草炭、蛭石、珍珠岩一般配方为对照，在基质中添加不同比例有机肥研究其对西瓜育苗的影响。结果表明：15％～20％有机肥处理的西瓜幼苗生长质量较好，壮苗指数及根系活力也较高。

铝胁迫下水杨酸对西瓜幼苗生长的影响

旨在明确铝胁迫下水杨酸(SA)对西瓜幼苗生长的影响。采用水培法研究铝胁迫(500μmol/L)下不同浓度SA(10μmol/L、50μmol/L)处理对西瓜幼苗根系伸长生长及鲜质量、质膜过氧化程度及营养元素吸收的影响。结果显示,外源SA能有效缓解铝胁迫对西瓜幼苗根长和鲜质量的影响,降低质膜过氧化水平,缓解幼苗对Na、K、Mg、Ca等元素的吸收障碍。其中,10μmol/L外源SA效果最佳,在铝胁迫下对根系长度抑制的缓解效果达62.7%,对根系鲜质量的胁迫缓解效果达108.9%,对根系中丙二醛(MDA)含量的降幅达29.6%,同时对调节植株体内Na、K、Mg、Ca元素的平衡有促进作用。

不同的嫁接方法对西瓜幼苗生长的影响

本试验对生产中几种常用的嫁接方法进行研究比较。结果表明:采用断根嫁接法西瓜幼苗的生长表现最优。顶插斜插法、顶插横插法两种嫁接方式嫁接苗成活率最高。采用断根嫁接法的嫁接苗前期生长动态不如其它嫁接苗,但后生长旺盛。采用顶插横插法的嫁接苗在整个幼苗期的生长都比较平稳且生长量高于除断根嫁接法外的其它嫁接方法。断根嫁接苗叶片叶绿素含量、根系活力显著高于其它方法嫁接的嫁接苗。