H_2S与Ca^(2+)互作提高黄瓜幼苗耐冷性

硫化氢(hydrogen sulfide,H_2S)是一种新型气体信号分子,钙离子(calcium,Ca^(2+))为重要的第二信使,两者在调控植物生长发育及多种逆境胁迫中分别起着重要作用。然而,H_2S和Ca^(2+)信号在调控植物耐冷性中的作用关系并不十分清楚。本研究针对以上问题以‘津优35号’黄瓜为试材进行研究,结果表明,低温胁迫可诱导H_2S信号的产生,且这种信号可被外源Ca^(2+)增强;低温胁迫可诱导Ca^(2+)信号转导相关基因CaM、CIPK5的mRNA表达,且外源H_2S能够上调低温下CaM、CIPK5的表达量;进一步研究发现,外源H_2S和Ca^(2+)可显著增强植株的抗氧化能力,减少活性氧积累,从而降低低温胁迫对黄瓜幼苗的损伤,且加入Ca^(2+)螯合剂乙二醇二乙醚二胺四乙酸(ethylene glycol tetraacetic acid,EGTA)或钙调素拮抗剂氯丙嗪(chlorpromazine,CPZ)后,H_2S对黄瓜幼苗抗氧化能力的促进效应明显减弱,同样的,H_2S清除剂次牛磺酸(hypotaurine,HT)也会降低Ca^(2+)的作用。以上结果表明H_2S与Ca^(2+)信号间存在着复杂的联系,而且他们可以通过相互作用调控黄瓜幼苗的抗氧化系统,从而增强植株耐冷性。

日光温室嫁接辣椒氮钾优化施肥方案的研究

为了探明日光温室嫁接辣椒的氮(N)、钾(K2O)适宜施用量及其与自根辣椒的差异,采用二次饱和D-最优设计,研究N、K2O用量对嫁接和自根辣椒产量的影响,并建立了以N、K2O用量为变量因子,以嫁接和自根辣椒产量为目标函数的二元二次数学模型。对模型解析的结果表明,N、K2O用量对辣椒产量影响显著,二因子存在着交互效应,但以K2O对辣椒的产量影响较大。通过计算机模拟运算,得出本试验条件下嫁接辣椒产量达到49 500 kg/hm2以上的优化施肥方案为N 326.1~752.9 kg/hm2,K2O 630.8~1 116.0 kg/hm2;自根辣椒产量达到48 000 kg/hm2以上的优化施肥方案为N 411.5~606.9 kg/hm2,K2O 868.4~1 168.4 kg/hm2,嫁接辣椒适宜的氮钾配比为嫁接1∶1.96,自根辣椒1∶1.85。

缺钼对黄瓜幼苗耐冷性的影响及其与抗氧化系统的关系

为了探讨缺钼对黄瓜幼苗耐冷性的影响机理,以津优3号黄瓜幼苗为试材,设置缺钼(-Mo)和施钼(CK)2个处理,在光照培养箱内进行低温(昼/夜温度为8℃/5℃)处理,研究缺钼(-Mo)对黄瓜幼苗冷害指数、MDA含量、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量的影响。结果表明,低温下-Mo处理黄瓜幼苗叶片的电解质渗漏率(EL)、冷害指数和丙二醛(MDA)含量均显著高于CK,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(AsA)含量显著低于CK,脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质和游离氨基酸含量也低于CK。可见,缺钼加重了低温对细胞膜的伤害,降低了黄瓜幼苗的耐冷性;抗氧化能力和渗透调节能力下降是缺钼引起黄瓜幼苗耐冷性减弱的重要原因。

不同黄瓜砧木对低温弱光胁迫的响应及与ABA含量的关系

以9个白籽南瓜砧木为试材,以黑籽南瓜和津优35号黄瓜为对照,对低温弱光条件(昼/夜温度8℃/5℃,光照100μmol·m^(-2)·s^(-1))下三叶一心期不同砧木幼苗的耐冷指标及根系和叶片中ABA含量进行测定分析。结果表明,低温弱光胁迫下,不同砧木幼苗的冷害指数、电解质渗漏率(EL)、丙二醛(MDA)含量、根系活力(格顿联丰除外)均有所增加,净光合速率(Pn)明显降低;通过隶属函数值对不同砧木幼苗进行耐冷性综合评价,发现白籽南瓜砧木金妈妈519和博强105耐冷性较强;不同砧木耐冷性的强弱与低温弱光胁迫下根系中和根系+叶片中ABA的增加量呈显著正相关。

嫁接辣椒根系分泌物对根腐病和青枯病的影响

采用浸根法收集辣椒根系分泌物,利用气相色谱—质谱技术(GC–MS)分析其化学组成,研究嫁接辣椒根系分泌物对辣椒根腐病和青枯病病原菌的化感作用。结果表明,砧木、嫁接辣椒和自根辣椒根系分泌物的组分存在较大差异,与自根辣椒根系分泌物相比,砧木和嫁接辣椒的根系分泌物能够抑制根腐病原菌腐皮镰孢菌(Fusarium solani)和青枯病原菌假单胞杆菌(Ralstonia solanacearum)的生长。表明嫁接辣椒根系分泌物组分变化是其减轻土传病害的重要机理之一。通过对砧木、嫁接和自根辣椒根系分泌物组分分析,推测砧木和嫁接辣椒根系分泌物中邻苯二甲酸二异辛酯和二苯并呋喃对病原菌生长起抑制作用,经功能鉴定证明,0.2 m L·L^(-1)的邻苯二甲酸二异辛酯和0.1 g·L^(-1)的二苯并呋喃可降低辣椒发病率,产量分别比对照(清水)高31.7%和38.3%。

土壤湿度对低温下黄瓜幼苗光合作用及抗氧化酶活性的影响

以‘津优35＇黄瓜幼苗为试材,用称重法控制土壤含水量为80%~90%（T1）,70%~80%（T2）,60%~70%（T3）和50%-60%（T4）,以土壤含水量80%~90%常温处理幼苗作对照,研究土壤湿度对低温（80C/50C,昼/夜）下黄瓜光合作用及抗氧化酶活性的影响。结果表明：低温下TZ和T3的冷害指数最小,T1最大;电解质渗漏率（EL）以T2和T3最低,T4最高。低温胁迫使黄瓜幼苗的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶（RuBisCO）和RuBisCO活化酶（RCA）活性以及光系统Ⅱ（PSII）实际光化学效率（oPSII）,最大光化学效率（Fv/Fm）和光下最大天线转换效率（Fv＇/Fm＇）均明显降低,胞间CO2浓度（Ci）和初始荧光（F0.）逐渐升高。T2和T3的Pn、Gs、Tr、RuBisCO和RCA活性以及ΦPSII,Fv/Fm和Fv＇/Fm＇的降低幅度还有Gi和F0的升高幅度较小,T1和T4的较大。低温下T2和T3的丙二醛（MDA）含量最低。T4最高;T2和T3的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）,过氧化氢酶（CAT）,抗坏血酸过氧化物酶（APX）和谷肤甘肤还原酶（GR）活性较高;T1和T4明显较低。可见,适当控水可有效调控黄瓜幼苗的光合适应性,其可能机理是通过提高抗氧化酶活性增强活性氧清除能力,减轻低温光抑制,从而维持较高的光合活性,增强低温耐受性。

硅钙对日光温室黄瓜光合作用及产量和品质的影响

为了探明硅和钙对黄瓜生长发育的调控机理,以'津优35号'黄瓜(Cucumis sativus L.'Jinyou35')为试材,用盆栽基质培养方法,以不添加硅、钙为对照,研究单施硅(Si)、单施钙(Ca)和硅钙配施(Si+Ca)对黄瓜光合特性、产量及品质的影响。结果表明:Si、Ca和Si+Ca处理均能提高黄瓜叶片的净光合速率(P_n); Si处理的气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)显著小于对照,Ca处理显著大于对照,Si+Ca处理与对照差异不显著;Ca和Si+Ca处理可使胞间CO_2浓度(C_i)明显升高,而Si处理与对照差异不显著。与对照相比,Si、Ca和Si+Ca处理Rubisco活化酶(RCA)、果糖-1,6-二磷酸酶(FBPase)、景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶(SBPase)、果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(FBA)和转酮醇酶(TK)活性显著升高;Si+Ca处理的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase)活性也明显升高,Si、Ca处理无显著变化。Si、Ca和Si+Ca处理的Rubisco大亚基(rbcL)和小亚基(rbcS)、RCA、FBP、SBP、FBA和TK mRNA相对表达量均显著大于对照。Si、Ca和Si+Ca处理叶片的暗适应下PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)无显著变化,但光下PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)均明显高于对照。Si、Ca和Si+Ca均可促进黄瓜植株生长,产量分别比对照增加11.75%、14.23%和21.28%,黄瓜果实的可溶性糖、蛋白质、游离氨基酸、维生素C含量显著升高,亚硝酸盐和单宁含量明显降低。可见,Si、Ca和Si+Ca可提高黄瓜叶片的Calvin循环关键酶活性与基因表达,增强光合碳同化能力,提高光化学效率,从而促进植株生长,产量和品质显著提高。3个处理相比,Si+Ca处理的光合能力最强,生长量最大,提质增产效果最佳。

水杨酸参与嫁接诱导的黄瓜幼苗耐冷性

嫁接是提高植物抗逆性的有效途径,水杨酸(SA)作为一种重要的植物激素,在调节植物对生物与非生物胁迫的响应中发挥重要作用。为了探明SA在提高嫁接黄瓜耐冷性中的作用机理,本文以‘中农6号’(冷敏感品种)、‘津优35’(耐冷品种)黄瓜自根嫁接苗(ZN6、JY35)和以‘金妈妈519’(M5,耐冷品种)南瓜为砧木的黄瓜嫁接苗(ZN6/M5、JY35/M5)为试材,研究砧、穗内源SA对低温胁迫(昼/夜温度8℃/5℃)的响应及其与嫁接黄瓜耐冷性的关系。结果表明,嫁接黄瓜砧/穗内源SA均受低温胁迫诱导,低温下ZN6、JY35、ZN6/M5和JY35/M5的SA含量及苯丙氨酸解氨酶(PAL)和异分支酸合成酶(ICS)活性与m RNA表达量依次升高。低温胁迫72 h各嫁接组合幼苗均出现冷害症状,但以ZN6最重,JY35其次,JY35/M5和ZN6/M5的较轻。低温胁迫使黄瓜幼苗的冷害指数、电解质渗漏率(EL)、丙二醛(MDA)和活性氧(ROS)积累量明显升高,冷胁迫响应基因大幅上调,光合速率(P_(n))、暗下光系统Ⅱ (_(PSⅡ))最大光化学效率(F_(v)/F_(m))和光下_(PSⅡ)实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))显著降低。ZN6、JY35、ZN6/M5和JY35/M5的冷害指数、EL、MDA和ROS含量的增加幅度及P_(n)、F_(v)/F_(m)和Φ_(PSⅡ)的降低幅度依次减小,而冷胁迫响应基因的上调幅度依次增大。低温下各嫁接组合中的内源SA含量与冷害指数、EL、MDA和ROS积累呈显著负相关,而与冷胁迫响应基因表达及P_(n)呈显著正相关。可见,嫁接可通过减少ROS积累、上调冷胁迫基因表达和维持较高的光合能力增强黄瓜对低温胁迫的耐受性,SA参与调控品种和嫁接诱导的植株耐冷性。