喷施外源物质对薄皮甜瓜苗期低温胁迫的缓解作用研究

【摘要】：甜瓜属于喜温性蔬菜作物,低温胁迫严重影响其生长发育导致产量和品质下降,这成为设施甜瓜生产亟待解决的问题。前人研究表明,喷施外源物质可以一定程度上缓解蔬菜作物低温伤害,但不同物质效果不同。因此,本研究以前期筛选出的冷敏感型‘IVF004’和耐冷型‘IVF571’薄皮甜瓜(Cucumis melo var.makuwa Makino)幼苗为试材,研究脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)、褪黑素(MT)、硝酸钙(Ca(NO_3)_2)、脯氨酸(Pro)、亚精胺(Spd)单独施用下,对低温胁迫下两个甜瓜品种的光合指标、丙二醛含量、相对电导率、渗透调节物质含量和抗氧化酶活性的影响,筛选出效果较好的两种外源物质。接下来我们对上述两种外源物质进行复配,通过分析低温胁迫对甜瓜幼苗相关逆境生理指标的影响,以期筛选出最佳的复合配方,为增强甜瓜幼苗低温抗性,促进生长提供参考。主要结果如下:1.昼/夜15℃/6℃的低温条件下,分别外源喷施0.2 mg·L~(-1) ABA、3 mmol·L~-11 SA、100μmol·L~-11 MT、10 mmol·L~-11 Ca(NO_3)_2、0.2 mmol·L~-11 Pro和1 mmol·L~-11 Spd后,发现低温处理后3-5 d时各处理的相对电导率(REC)和丙二醛(MDA)含量增加最大并在5 d时达到最大值,5 d时植株受低温胁迫影响最严重,但仍显著低于低温对照。这说明喷施上述外源物质均能在一定程度上使甜瓜叶片中的REC、MDA含量下降,其中MT和Spd缓解低温胁迫伤害效果较好。喷施上述外源物质均提高净光合速率(Pn)、叶绿素含量(SPAD)和原初光能转化效率(Fv/Fm),尽管在低温处理后Pn、SPAD、Fv/Fm持续降低,并5 d时达到最低值,但各处理均显著高于低温对照。其中,MT、Spd和Ca(NO_3)_2缓解低温胁迫伤害效果优于其他处理。比较各处理结果,发现抗氧化酶活性均呈现先升高后下降的趋势,并在低温3 d时达到最高,其中,MT和Spd处理后甜瓜叶片的抗氧化酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化物酶POD、过氧化氢酶CAT)活性显著高于低温对照,这也进一步说明这两个处理对低温胁迫缓解效果较好。分析喷施上述外源物质后可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸(Pro)这三种渗透调节物质含量的变化趋势发现,MT和Spd处理后其含量均显著高于低温对照,说明这两个处理的缓解效果最佳。此外,耐冷型材料IVF571喷施外源物质后缓解低温胁迫的效果显著优于冷敏感型材料IVF004。2.根据上述外源物质单独喷施后的缓解效果,选择不同浓度MT、Spd进行单独喷施处理,然后两两复合配施(MT:A1 100μmol·L~(-1),A2 150μmol·L~(-1);Spd:B1 1 mmol·L~(-1),B2 0.5 mmol·L~(-1))。其中A1B1和A2B1处理较低温对照相比显著提高了甜瓜幼苗净光合速率和叶绿素含量,并且MDA含量和REC显著降低,A1B1和A2B1处理的耐冷型品种IVF571与冷敏感型品种IVF004的各项测定指标无显著差异。这说明复合配方同时提高了冷敏感型甜瓜品种IVF004的抗冷性。对比A1B1和A2B1处理后薄皮甜瓜的光合和生理生化指标发现,与A2B1处理相比,A1B1处理缓解低温伤害的效果更好,可能是由于A1为最适浓度,而A2的浓度较高发生了抑制作用,而A与B处理之间又存在协同作用,导致A1B1处理更好地缓解了低温胁迫;还发现复合B1的处理要优于复合B2的处理(即A1B1、A2B1优于A1B2、A2B2),可能是由于B1浓度最适且浓度高于B2,在适宜浓度范围内较高浓度的B1对低温胁迫的缓解效果更好。综合上述结果表明A1B1为缓解低温胁迫的最佳处理。