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黄瓜、黑籽南瓜根系对自毒物质响应差异的研究

孙瑶  
【摘要】:黄瓜是我国人民喜爱的重要蔬菜之一,是设施生产中的主要栽培种类。随着有限的设施面积与市场周年需求的矛盾,黄瓜的连作现象普遍,连作障碍十分严重。自毒作用是其中的原因之一。业已证明黄瓜具有自毒现象,并成功地从其根系分泌物中分离和鉴定出包括苯甲酸、肉桂酸等在内的十余种生长抑制物质,这些化合物通过影响黄瓜的膜透性、离子吸收、光合作用和呼吸作用等生理代谢过程来影响植株的生长。而我国云南的黑籽南瓜不仅不具有自毒现象,其根系分泌物反而促进了同科的黄瓜和西瓜的生长。因此,黄瓜嫁接黑籽南瓜能克服黄瓜生产中的自毒作用。本研究致力于探明黄瓜、黑籽南瓜对黄瓜自毒物质-肉桂酸(CA)的响应差异,找出黑籽南瓜抗自毒物质的机理,为黄瓜嫁接黑籽南瓜提高抗性提供理论依据。研究结果如下: 为研究黄瓜、黑籽南瓜对肉桂酸降解的差异,分别测定在大田条件下,组织培养室中无菌和有菌条件下两种作物营养液中肉桂酸的降解情况。结果发现,在黑籽南瓜营养液中肉桂酸含量迅速下降,而黄瓜营养液中降解速度较为缓慢。而且有菌条件下两种植物的降解速度均快于无菌条件,表明微生物有助于肉桂酸的降解。 研究了有菌、无菌条件下肉桂酸对黄瓜、黑籽南瓜根系抗氧化系统的影响,结果表明在无菌条件下,CA处理导致了黄瓜根系中CAT、APX、GPX、SOD的升高,说明黄瓜根系受到了氧化胁迫,促使抗氧化酶活性的升高;而黑籽南瓜根系比黄瓜根系(CK)具有更高的抗氧化酶活性,除CAT、APX活性略有升高外,GPX、SOD并未发生显著变化,说明黑籽南瓜根系对自毒物质表现出一定的迟钝性,添加自毒物质并不能启动黑籽南瓜根系的抗氧化反应。同时,微生物的存在降低了黄瓜、黑籽南瓜根系抗氧化酶的活性,表明了黄瓜、黑籽南瓜根系中的氧化胁迫减弱。 CA导致无菌黄瓜根系中MDA含量升高,苯内氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)活性的提高,表明CA使细胞膜结构损伤,促进了酚类物质的合成,引起黄瓜抗病防卫系统的启动。而在黑籽南瓜根系中,处理与对照间PAL、PPO和MDA间无显著差异。 CA导致黄瓜根系超氧阴离子含量的升高,从而引起氧化进发;同时,CA也导致黄瓜根系分生区细胞的程序性死亡以及液泡内游离钙含量的显著下降,表明CA激发了一系列信号传导。在黑籽南瓜中,ROS、细胞生活力和液泡内游离钙离子均


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