富氢水浸种增强黄瓜幼苗耐冷性的作用及其生理机制

【目的】氢气(H2)是近年来发现的一种新型气体信号分子,它参与植物对高温、干旱、盐害、重金属等多种逆境胁迫的响应。探讨外源氢气(H_2)对黄瓜幼苗耐冷性的调控作用及其生理机制,为增强日光温室黄瓜对低温的适应能力提供技术指导。【方法】以‘津优35号’黄瓜品种为试材,用饱和富氢水(HRW,H_2供体)浸种,蒸馏水浸种作对照(CK),常温下育苗。幼苗长至2叶1心时转移至光照培养箱中进行低温(昼/夜温度8℃/5℃)处理,分别于处理后0、1、3和5 d后测定相关生理指标。【结果】低温胁迫可使黄瓜幼苗叶片的电解质渗漏率(EL)、冷害指数、过氧化氢(H_2O_2)和丙二醛(MDA)含量及超氧阴离子(O_2^-)产生速率持续升高,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性及还原型谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(As A)、脯氨酸和可溶性糖含量先升高后降低,相对含水量呈下降趋势。与CK相比,低温胁迫下HRW处理的EL和冷害指数的增加幅度较小,H_2O_2和MDA含量及O_2^-产生速率较低,而SOD、POD、CAT、APX和GR活性及GSH和As A含量较高。胁迫结束时(5 d),HRW处理的EL比CK低11.3个百分点,冷害指数较CK低15.9%,H2O2和MDA含量分别比CK低29.4%和9.9%,O_2^-产生速率较CK低54.3%;而SOD、POD、CAT、APX和GR活性分别比CK高12.6%、20.1%、20.9%、53.0%和58.1%,GSH和As A含量分别较CK高24.0%和17.6%。低温下HRW处理的黄瓜幼苗叶片的相对含水量降低幅度明显小于CK,而脯氨酸和可溶性糖含量始终高于CK。胁迫5 d时,HRW的相对含水量比CK高6.4个百分点,脯氨酸和可溶性糖含量分别比CK高23.0%和41.5%。【结论】富氢水浸种可增强黄瓜幼苗耐冷性,其主要作用机理是:(1)增强低温下黄瓜幼苗抗氧化系统活性,减少活性氧(ROS)积累,从而减轻膜脂过氧化伤害;(2)通过提高低温下黄瓜幼苗叶片的渗透调节能力,减缓幼苗失水速度,以较长时间地维持生理功能。

嫁接辣椒根系特征及根际土壤酶活性与青枯病抗性的关系

以‘卫士’辣椒为砧木,‘新丰2号’为接穂嫁接,通过人工接种青枯病菌研究嫁接和自根辣椒根系特征、根际土壤微生物及酶活性的变化,探讨嫁接辣椒的抗病机理.结果显示:接种青枯病菌前,嫁接辣椒的根系重量、总长度、总体积、表面积、根尖数和分叉数均显著高于自根苗,根系活力、根际土壤放线菌数量和比例,以及根际土壤酶(多酚氧化酶、过氧化物酶和脱氢酶)活性也明显高于自根苗.接种青枯病菌后,嫁接辣椒的根系受伤程度较自根苗轻,根系重量、总长度、总体积、表面积、根尖数和分叉数的降低幅度均显著小于自根苗,根系活力、根际土壤微生物数量、放线菌比例及土壤酶活性明显大于自根苗.研究表明,嫁接辣椒根系发达,根系活力增强,根际土壤放线菌比例增加及酶活性提高是其青枯病抗性增强的重要原因.

嫁接对辣椒次生代谢的影响及其与青枯病抗性的关系

【目的】探讨嫁接辣椒酚酸类物质代谢在提高青枯病抗性中的作用。【方法】以‘富根卫士’辣椒为砧木,以‘新丰2号’为接穗嫁接,自根嫁接辣椒为对照(CK),通过人工接种青枯假单胞杆菌(Ralstonia sdanacearumE.F.Smith)研究嫁接与自根辣椒电解质渗漏率(EL)和过氧化氢(H2O2)含量、酚酸类物质及其相关酶活性的变化。【结果】随着接种后时间的延长,嫁接与自根辣椒的EL快速增加,但嫁接辣椒的EL升高幅度显著小于自根的;接种初期,嫁接辣椒叶片与根系中的H2O2含量显著高于自根的,而6—8 d后显著低于自根的。与自根辣椒相比,嫁接辣椒的香草醛、水杨酸、木质素含量及苯丙氨酸解氨酶(PAL)和多酚氧化酶(PPO)活性均较高。【结论】嫁接辣椒次生代谢增强,酚酸类物质增多是其抗病性增强的重要原因,水杨酸和香草醛在提高嫁接辣椒青枯病抗性中发挥主要作用。

基施黄腐酸肥料情况下减施化肥提高设施辣椒产量和品质

【目的】黄腐酸(FA)可提高作物的光合作用,提高产量和品质。研究底施黄腐酸后减少化肥用量对辣椒生长的影响,为辣椒生产中减少化肥施用量提供可行的途径。【方法】以‘长剑’辣椒为试验材料,在山东农业大学日光温室内进行小区试验。以常规化肥施用量(N 450 kg/hm^2、P2O5120 kg/hm^2、K2O 900 kg/hm^2)为对照(CK),在底施黄腐酸肥料600 kg/hm^2基础上,分别设减施氮磷钾化肥常规用量的45%(T1)、30%(T2)、15%(T3)和0%(T4)处理。在辣椒盛果期,测定其生长量、干物质含量、光合荧光参数、碳代谢、品质等指标,并统计产量。【结果】与CK相比,T1处理的株高显著增加,T2处理的株高、茎粗、总干物重、糖含量和蔗糖合成酶(SS)活性显著增加,T3和T4处理的干物重、光合速率(Pn)、糖含量、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和SS活性均显著增加,同时,T1、T2、T3和T4处理较CK处理显著降低了蒸腾速率(Tr),提高了单株结果数和单果重,产量分别比CK增加了29.48%、13.91%、37.79%和26.37%;以T1处理的综合品质最差,T3处理的辣椒果实可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸的含量均高于其他基施黄腐酸处理,维生素C含量虽低于T2处理,但仍显著高于其他处理,综合效果最优。【结论】在本试验条件下,底施黄腐酸肥料600 kg/hm^2可促进设施辣椒生长发育,增加干物质量积累,提高净光合速率,增强碳代谢相关酶活性,显著提高其产量及品质。在底施黄腐酸肥料基础上减施化肥常规用量的30%仍可保持较高的产量和品质,而减施15%的化肥可以大幅提升辣椒植株的生长发育和碳代谢酶活性,进而显著提高其产量和品质。由于是一年的试验结果,基施黄腐酸肥料减施化肥的长期效应还需进一步研究。

有色膜覆盖对大棚夏秋黄瓜产量和品质的影响

以‘津优35’黄瓜为试材,无色膜覆盖为对照(CK),研究不同颜色棚膜对夏秋季黄瓜生长、光合作用、产量和品质的影响。结果表明:紫色膜处理的黄瓜光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间CO2体积分数(Ci)与CK差异不显著,蒸腾速率(Tr)明显高于CK;红色、蓝色和绿色膜处理的Pn和Gs均显著低于CK,Ci和Tr低于CK或与CK差异不显著。红、紫色膜处理的发病率和病情指数与CK差异不显著,蓝、绿膜处理的明显高于CK。红色和紫色膜处理的株高、茎粗、叶面积等与CK相比无显著差异,而蓝色和绿色膜处理的明显小于CK;黄瓜产量以无色和紫色膜处理的最高。红膜处理可促进黄瓜糖的合成与积累,而蓝膜处理可提高其蛋白质和维生素C质量分数。

日光温室嫁接黄瓜硅钙优化施肥方案

【目的】硅和钙在促进作物矿质元素吸收、提高产量及改善风味品质等方面发挥积极作用。本研究旨在探讨日光温室黄瓜硅、钙适宜施用量,为提高黄瓜产量和品质提供理论依据和技术指导。【方法】以‘津优’35号为试材进行了日光温室黄瓜小区试验。在相同氮磷钾用量和施用方法下,采用二因子饱和D-最优设计,设6个不同硅、钙配施处理,随水分4次施入。调查分析黄瓜产量与品质,并建立以SiO2、CaO用量为变量因子,以黄瓜产量与品质为目标函数的二元二次多项式数学模型。【结果】SiO2(X1)、CaO(X2)用量与黄瓜产量Yy的回归方程为Yy=108455.82+80.27X1+138.91X2–0.15X1^2–0.40X2^2–0.05X1X2,与黄瓜品质Yq之间的回归方程为Yq=64.113+0.116X1+0.237X2–2.167E-04X1^2–5.552E-04X2^2–1.741E-04X1X2。X1的偏回归系数分别为80.27和0.12,明显小于X2的偏回归系数138.91和0.24,表明硅肥对黄瓜产量和品质的影响小于钙肥。当SiO2、CaO用量分别为240和159 kg/hm^2时,黄瓜产量达到最高;SiO2、CaO施用量为195和183 kg/hm^2时,黄瓜品质综合评分最高。【结论】本试验条件下,实现日光温室黄瓜高产优质栽培的硅、钙施肥方案为SiO2195~240 kg/hm^2、CaO 159~183 kg/hm^2,硅钙配比为1∶0.78。

腐熟玉米秸秆对设施土壤环境及黄瓜产量和品质的影响

针对当前设施黄瓜生产中化肥用量过多造成的土壤环境变劣、黄瓜产量和品质下降等问题,本研究以‘津优35号’黄瓜为试材,研究腐熟玉米秸秆对日光温室黄瓜根区土壤环境及其产量和品质的影响。试验设3个处理,分别为腐熟玉米秸秆与化肥配施(T_(1),总施氮量450 kg N·hm^(-2),其中9000 kg·hm^(-2)腐熟玉米秸秆作基肥,其余部分用化肥补充)、单施化肥(T_(2),总施氮量与T_(1)相同)和不施肥对照(CK)。结果表明:连续种植2茬后,T_(1)处理的土壤有机质含量显著增加,T_(2)与对照差异不显著;T_(1)和T_(2)处理的碱解氮、速效磷和速效钾含量均显著高于对照。T_(1)处理黄瓜根区土壤容重显著低于T_(2)和对照,而孔隙度和呼吸速率显著高于T_(2)和对照,电导率虽然高于对照,但与T_(2)相比显著降低,pH与T_(2)和对照差异不显著。黄瓜根际土壤中的细菌和放线菌数量以T_(1)最多,对照最低,而真菌数量以T_(2)最多。T_(1)处理的根际土壤酶活性均显著高于对照,而T_(2)处理显著低于对照或与对照差异不显著。T_(1)处理的黄瓜根系干重和根系活力均显著高于对照,产量比对照增加10.1%,产品品质明显提高;T_(2)处理的根系活力也显著高于对照,但根系生长量和产量与对照差异不显著,与T_(1)相比产品品质有所下降。可见,腐熟玉米秸秆与化肥配施可改良设施土壤环境,促进黄瓜根系生长,增强根系活力,提高产量和品质,可在生产中推广应用。

黄瓜幼苗光合作用对高温胁迫的响应与适应

以‘津优35号'黄瓜幼苗为试材,研究高温(HT:42℃/32℃)和亚高温(SHT:35℃/25℃)胁迫对黄瓜幼苗光合作用及生长量的影响.结果表明:高温、亚高温明显抑制幼苗生长.随着胁迫时间的延长,黄瓜幼苗叶片的光合速率(P_n)逐渐降低,胞间CO_2浓度(C_i)趋于升高,气孔导度(g_s)、蒸腾速率(T_r)、光呼吸速率(P_r)和暗呼吸速率(D_r)先上升后下降,高温、亚高温引起P_n降低的主要原因是非气孔限制.高温、亚高温可使黄瓜幼苗叶片的暗下光系统Ⅱ最大光化学效率(F_v/F_m)、光下实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))、光化学猝灭系数(q_p)和电子传递效率(ETR)显著降低,初始荧光(F_o)和非化学猝灭系数(NPQ)逐渐升高.随着胁迫时间的延长,HT处理的RuBP羧化酶(RuBPCase)和Rubisco活化酶(RCA)活性及其mRNA表达量逐渐降低,而SHT处理的胁迫初期变化不大,3d后趋于降低;HT和SHT处理的景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶(SBPase)和果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(FBA)活性与mRNA表达均呈先升高后降低趋势.可见,适宜光强下短时亚高温处理黄瓜幼苗不会产生明显光抑制,高温胁迫会对其PSⅡ反应中心造成严重损伤;光合酶受高温胁迫诱导,但其诱导效应与温度升高幅度和高温持续时间有关.

嫁接对辣椒根际土壤环境的影响及其与抗病性和产量的关系

以‘卫士’(WS)和‘部野丁’(BYD)辣椒为砧木,‘新丰2号’(XF)辣椒为接穗嫁接,以‘新丰2号’自根嫁接辣椒(XF/XF)为对照(CK),研究嫁接对辣椒根际土壤微生物量、物理性质、养分含量及土传病害和产量的影响.结果表明:嫁接辣椒新丰/卫士(XF/WS)与新丰/部野丁(XF/BYD)根际土壤的真菌和放线菌数量较多,放线菌比例较大;定植60 d时,嫁接辣椒根际土壤过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性显著高于CK;定植90 d时,XF/WS根际土壤磷酸酶、蔗糖酶、脲酶、硝酸还原酶(NR)活性显著高于CK;此外,嫁接辣椒根际土壤浸提液中的烃类化合物增多,XF/WS和XF/BYD根际土壤N、P、K含量显著低于CK,根际土壤电导率(EC)略高,XF/WS的pH显著高于CK,而XF/BYD与CK差异不显著.说明嫁接可优化辣椒根际土壤环境,增强其对土传病害的抗性,XF/WS和XF/BYD的产量分别比CK增加40.8%和28.7%.

光质对韭菜碳氮代谢、生长和品质的影响

以‘平韭2号’为试材,以白光(W)处理为对照(CK),研究白+红(WR)、白+蓝(WB)、白+绿(WG)、白+紫(WP) 4种不同光质处理对韭菜碳氮代谢、生长和品质的影响.结果表明:WR处理韭菜的光合速率(Pn)显著高于CK,而WB、WG和WP与CK无显著差异,但RuBP羧化酶(Ru BPCase)活性均显著高于CK.各处理相比,总糖含量以WR最高,WP其次,WB和WG最低.WR下韭菜蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性显著高于CK,其余三者均显著低于CK,其中以WB最低,但蔗糖合成酶(SS)和淀粉酶(AMS)活性均以WB最高,WR最低,WG和WP的SS活性与CK无差异,但AMS活性显著低于CK.可见,增加红、紫光比例可促进韭菜碳的同化和转化,加速糖的积累.总氮、蛋白氮含量、硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性以WB最高,显著高于CK,但WB下谷氨酸脱氢酶(GDH)活性最低,显著低于CK; WR的蛋白氮和非蛋白氮含量、NR和GS活性最低,显著低于CK,GOGAT和GDH活性显著高于CK,且GDH在所有处理中最高; WG的全氮、非蛋白氮含量及GDH活性均显著低于CK,但蛋白氮含量、NR和GOGAT活性显著高于CK,WP的氮含量及相关酶活性呈现出与WG相同的趋势,且GS活性亦同样高于CK.说明增加蓝光、紫光和绿光可使韭菜氮代谢增强,而增加红光对蛋白质的合成有一定的抑制作用.红光和紫光下韭菜生长较好,而蓝光则抑制其加粗生长,叶片较薄,单株生长量较低.紫光下韭菜的粗纤维含量最低,营养品质最优,因此,紫光对韭菜的生长最有利.

外源H_2S通过减轻低温光抑制增强黄瓜幼苗耐冷性

以‘津优3号’黄瓜(Cucumis sativus)为试材,叶面喷施硫化氢(H_2S)供体硫氢化钠(NaHS)、H_2S合成抑制剂氨氧基乙酸(AOA)、清除剂次牛磺酸(HT)或去离子水(对照),研究H_2S对低温下黄瓜幼苗光合作用和抗氧化系统的影响。结果表明:低温胁迫初期,黄瓜幼苗叶片的内源H_2S与L-/D-半胱氨酸脱巯基酶(L/DCD)活性快速升高,4或6 h后降低。随着低温胁迫时间的延长,黄瓜幼苗的丙二醛(MDA)含量、电解质渗漏率(EL)和冷害指数逐渐增加,NaHS处理的增加幅度明显小于对照,而AOA和HT处理的与对照差异不显著。低温下黄瓜幼苗的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、光下光系统Ⅱ(PSⅡ)实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))和暗下PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m),以及核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase)和果糖-1,6-二磷酸酯酶(FBPase)活性逐渐降低,胞间CO_2浓度(C_i)和初始荧光(F_o)趋于升高。与对照相比,NaHS处理的P_n、G_s、T_r、RuBPCase和FBPase活性,以及Φ_(PSⅡ)和F_v/F_m均较高,C_i和F_o较低,而AOA和HT处理的气体交换参数、光合酶活性及荧光参数多与对照差异不显著。随着低温胁迫时间的延长,黄瓜幼苗的过氧化物酶(POD)活性逐渐增加,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性,以及还原型谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(AsA)含量先升高,后降低。NaHS处理的SOD、POD、CAT、APX和GR活性及GSH和AsA含量明显高于对照,AOA和HT处理的低于对照或与对照差异不显著。由此可见,H_2S受低温胁迫诱导,外源H_2S可通过减轻低温光抑制增强黄瓜幼苗耐冷性。

CsRCA超表达对高温胁迫下黄瓜幼苗光合作用的影响

以CsRCA超表达黄瓜株系T1-7、T1-2和野生型‘08-1’为试材,在三叶一心时用光照培养箱模拟高温环境[40℃,光量子通量密度(PFD)600μmol·m^(-2)·s^(-1)],研究了CsRCA超表达对高温胁迫下黄瓜幼苗光合作用的调控机理.结果表明:CsRCA超表达可显著提高转基因黄瓜幼苗核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶(Rubisco)大、小亚基的mRNA表达量,Rubisco和Rubisco活化酶(RCA)活性亦显著高于野生型植株.高温胁迫2 h后,超表达和野生型黄瓜幼苗的光合速率(P_n)、以吸收光能为基础的光化学性能指数(PIABS)、Rubisco活性和RCA活性及其mRNA表达量均显著降低.经JIP-test分析发现,高温胁迫导致叶绿素荧光快速诱导动力学曲线中K点明显上升,而捕获的激子将电子传递到电子传递链中Q_A下游的其他电子受体的概率(Ψ_o)和用于电子传递的产额(φ_(E0))均显著下降,说明PSⅡ放氧复合体(OEC)和Q_A之后的电子传递链在高温下受到抑制,但是超表达植株的变化幅度要小于野生型植株.可见CsRCA超表达可以通过提高Rubisco、RCA和PSⅡ活性,缓解高温对黄瓜幼苗光合作用的影响,增强其对高温的适应性.

低镁胁迫对低温下黄瓜幼苗光合特性和抗氧化系统的影响

以‘津优3号’黄瓜幼苗为试材,以Hoagland全营养液处理为对照(CK),研究低镁(30%Mg)胁迫对低温(昼/夜温度12℃/8℃)下黄瓜幼苗光合特性和抗氧化系统的影响.结果表明:低温下30%Mg处理黄瓜幼苗叶片Mg含量显著低于CK,而根中Mg含量与CK差异不显著.随着低温胁迫时间的延长,黄瓜幼苗叶片的叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)和羧化效率(CE)逐渐降低,胞间CO2浓度(Ci)趋于升高.与CK相比,低温下30%Mg处理叶片叶绿素含量、Pn、gs和CE显著降低,Ci变化不大,叶绿体膜损伤严重,叶绿体数、基粒数和片层数较少,淀粉粒数增加,淀粉粒较长,丙二醛(MDA)含量升高,而超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性降低.可见,低温下镁运输受阻引起的缺镁是叶片失绿的主要原因;低温引起Pn降低的主要原因是非气孔限制,低镁胁迫会加大低温对黄瓜Pn的影响,而由此引起的Pn降低的主要原因是气孔限制.

H2S作为下游信号参与SA对低温弱光下黄瓜幼苗光合作用的调控

水杨酸(SA)和硫化氢(H_2S)在调控非生物胁迫下植物生长发育和生理代谢中均起着非常重要的作用,但二者作为信号分子在调控低温弱光下黄瓜光合作用中的互作关系还不清楚。本试验以黄瓜幼苗为试材,分别用SA和硫氢化钠(NaHS,H_2S供体)及其清除剂或抑制剂喷撒叶面,以适宜温光下去离子水处理为对照(CK),研究低温(8℃/5℃,昼/夜)弱光(100μmol·m^(-2)·s^-1)下SA和H_2S对黄瓜幼苗光合作用的调控及互作关系。结果表明:SA可明显增强L-/D-半胱氨酸脱巯基酶(LCD、DCD)活性及其mRNA表达,促进内源H_2S产生;NaHS对苯丙氨酸解氨酶和异分支酸合成酶活性、mRNA表达量及内源SA含量影响不大。SA和NaHS可使低温弱光下黄瓜幼苗的光合速率、气孔导度和蒸腾速率明显提高,胞间CO_2浓度显著降低;同时增强核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶、Rubisco活化酶、景天庚酮糖-1,7-二磷酸酯酶和果糖-1,6-二磷酸醛缩酶活性及其mRNA表达,促进光合碳同化;提高光下PSⅡ实际光化学效率和暗下PSⅡ最大光化学效率,从而减轻低温弱光胁迫对黄瓜幼苗的光合机构的损伤和生长量的影响。H_2S清除剂次牛磺酸(HT)可使SA对低温弱光下黄瓜幼苗的光合作用和生长促进效应明显减弱,而SA抑制剂多效唑和氨基茚磷酸对H_2S诱导的黄瓜幼苗光合机构对低温弱光的耐受性无显著影响,说明H_2S作为SA的下游信号,参与调控低温弱光下黄瓜幼苗的光合作用。

黄腐酸对干旱胁迫下黄瓜光合特性及产量和品质的影响

黄腐酸(FA)可参与植物耐旱性的调控,但关于其对干旱胁迫下黄瓜光合作用的调控机制尚不清楚。本研究以‘津优35’黄瓜为试材,采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱,通过喷施不同浓度(0、100、300、500、700、900 mg·L^(-1))FA,研究其缓解黄瓜干旱胁迫的浓度效应及其对光合关键酶活性、叶绿体超微结构、叶绿素荧光参数、水分利用效率及产量和品质的影响。结果表明:室内试验中,与对照(0 mg·L^(-1))相比,不同浓度FA处理均显著提高了干旱胁迫下黄瓜幼苗的叶片相对含水量和叶面积,降低旱害指数、丙二醛含量和电解质渗漏率,随着FA浓度的增加其缓解效应呈现先升高后下降的趋势,且以700 mg·L^(-1) FA的作用效果最好。FA显著增加干旱胁迫下黄瓜幼苗的叶绿素含量、Rubisco和Rubisco活化酶(RCA)活性及基因表达、净光合速率(P_(n))、最大光化学效率和实际光化学效率、单位面积吸收光能、捕获光能、电子传递的量子产额和PSⅠ活性,降低K点的上升,维持叶绿体超微结构。温室控水试验表明,FA可显著增加干旱胁迫下温室黄瓜的水分利用效率,促进干物质量的积累,增加果实中Vc、可溶性糖、可溶性蛋白和游离氨基酸含量,降低单宁含量。综上,施用FA可在干旱条件下提高温室黄瓜产量,改善果实品质。

外源褪黑素与钙离子互作对高温胁迫下黄瓜幼苗过氧化伤害的缓解效应

为了探明褪黑素(MT)和钙离子(Ca^(2+))在调控植物耐热性中是否存在互作关系,以黄瓜幼苗为试材,分析了内源MT和Ca^(2+)对高温胁迫的响应;并通过叶面喷施100μmol·L^(-1)MT、10 mmol·L^(-1)CaCl_(2)、3 mmol·L^(-1)乙二醇二乙醚二胺四乙酸(EGTA,Ca^(2+)螯合剂)+100μmol·L^(-1)MT、0.05 mmol·L^(-1)氯丙嗪(钙调素拮抗剂,CPZ)+100μmol·L^(-1)MT、100μmol·L^(-1)氯苯丙氨酸(p-CPA,MT合成抑制剂)+10 mmol·L^(-1)CaCl_(2)和去离子水(H_(2)O),研究高温下(42/32℃)外源MT和Ca^(2+)对黄瓜幼苗活性氧积累、抗氧化系统及热激转录因子(HSF)和热激蛋白(HSPs)等的影响。结果表明:黄瓜幼苗内源MT和Ca^(2+)均受高温胁迫诱导;外源MT可上调常温下钙调素蛋白(CaM)、钙依赖蛋白激酶(CDPK5)、钙调磷酸酶B类蛋白(CBL3)、CBL结合蛋白激酶(CIPK2)mRNA表达;CaCl_(2)处理的MT合成关键基因色氨酸脱羧酶(TDC)、5-羟色胺-N-乙酰转移酶(SNAT)和N-乙酰-5-羟色胺甲基转移酶(ASMT)水平也显著升高,MT含量快速增加。MT和CaCl_(2)可显著增强高温下黄瓜的抗氧化能力,减少活性氧(ROS)积累,同时上调HSF7、HSP70.1和HSP70.11 mRNA表达,从而减轻高温胁迫引起的过氧化伤害,植株热害症状明显减轻,热害指数和电解质渗漏率显著降低。加入EGTA和CPZ后,MT对黄瓜幼苗抗氧化能力和热激蛋白表达的促进效应明显减弱,Ca^(2+)对高温下黄瓜幼苗过氧化伤害的缓解效应也被p-CPA逆转。可见,MT和Ca^(2+)均可诱导黄瓜幼苗的耐热性,二者在热胁迫信号转导过程中存在互作关系。