白籽南瓜嫁接緩解黃瓜幼苗Ca(NO3)2脅迫傷害的生理生化機(jī)制.pdf

1、設(shè)施栽培因其封閉性及人們?yōu)樽非蟾弋a(chǎn)優(yōu)質(zhì)而過度施肥等特點(diǎn)，使得設(shè)施內(nèi)土壤次生鹽漬化現(xiàn)象日益突出，嚴(yán)重限制了設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)的健康和可持續(xù)發(fā)展。研究表明，引起設(shè)施土壤次生鹽漬化的主要陽離子為Ca2+，陰離子為NO3-。嫁接因其簡便易行、成本低、環(huán)境友好等優(yōu)勢，成為克服設(shè)施土壤鹽漬化的有效途徑而得以推廣。前人關(guān)于利用嫁接克服土壤次生鹽漬化的研究多集中于表觀的生長和生理現(xiàn)象，而對深一層的嫁接換根的作用機(jī)制探討甚少，因此，本研究結(jié)合生理表現(xiàn)（光合性能

2、、葉片結(jié)構(gòu)、滲透調(diào)節(jié)）及抗氧化信號傳導(dǎo)兩個(gè)方面，探討砧木嫁接提高黃瓜幼苗耐鹽性的生理生化機(jī)制。主要結(jié)果如下:
　　1.以黃瓜品種‘津優(yōu)3號’為試驗(yàn)材料，分別將其培養(yǎng)在不同濃度(0、20 mM、40mM、60 mM、70 mM、80mM、90mM)的Ca(NO3)2溶液中，研究不同濃度的Ca(NO3)2對黃瓜幼苗生長和光合特性的影響。結(jié)果表明，處理9天，不同濃度的Ca(NO3)2均顯著抑制了黃瓜幼苗的生長，降低其凈光合速率。隨Ca(

3、NO3)2濃度的增加，黃瓜幼苗生長和光合作用受抑制的程度逐漸增強(qiáng)，但90 mM和80 mM處理之間差異不顯著。因此，將80 mM Ca(NO3)2作為后續(xù)試驗(yàn)的處理濃度。
　　2.以‘津優(yōu)3號’黃瓜為接穗，研究了自根嫁接苗和白籽南瓜嫁接苗在80 mMCa(NO3)2脅迫下的生長、光合性能與葉片結(jié)構(gòu)的差異。結(jié)果表明，處理9天，Ca(NO3)2脅迫顯著抑制了兩種嫁接苗生長，但白籽南瓜嫁接苗的受抑制程度較低;處理48h，Ca(NO3)2

4、脅迫顯著抑制了自根嫁接苗的凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、蒸騰速率(Tr)和胞間CO2濃度(Ci)，分別比對照降低了18.5％、90.8％、73.6％和39.4％，而白籽南瓜嫁接苗分別下降了8.1％、35.2％、30.3％和19.9％;白籽南瓜嫁接苗柵欄組織、海綿組織和葉片厚度顯著上調(diào)，而自根嫁接苗無顯著變化，上述結(jié)果說明，白籽南瓜嫁接通過緩解光合作用的氣孔限制和非氣孔限制并改善黃瓜葉片結(jié)構(gòu)增強(qiáng)Ca(NO3)2脅迫下黃瓜幼苗的光合

5、效率。
　　3.采取自根嫁接與砧木嫁接兩種方式，研究了自根嫁接苗和白籽南瓜嫁接苗在80mM Ca(NO3)2脅迫下葉片質(zhì)膜透性、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和離子含量的差異。結(jié)果表明，Ca(NO3)2脅迫處理48h期間，黃瓜自根嫁接苗質(zhì)膜透性顯著增強(qiáng)，而白籽南瓜嫁接苗葉片質(zhì)膜透性的增加幅度低于黃瓜自根嫁接苗;自根嫁接苗游離Pro含量和可溶性蛋白含量變化不顯著，可溶性糖含量顯著增加，白籽南瓜嫁接顯著增加了黃瓜嫁接苗葉片中游離Pro的含量和可溶性糖含

6、量;白籽南瓜嫁接苗葉片離子含量變化均不顯著，而自根嫁接苗葉片離子（除Na+外）含量均在脅迫36h時(shí)顯著升高，上述結(jié)果說明上述結(jié)果說明Ca(NO3)2脅迫下，白籽南瓜嫁接可以增加黃瓜幼苗葉片Pro和可溶性糖的含量，從而緩解其質(zhì)膜損傷。
　　4.采取自根嫁接與砧木嫁接兩種方式，研究了自根嫁接苗和白籽南瓜嫁接苗在80 mM Ca(NO3)2脅迫下根系和葉片ABA及葉片H2O2含量、抗氧化防御酶(SOD、POD、CAT和APX)活性的變化

7、。結(jié)果表明，白籽南瓜嫁接苗在Ca(NO3)2脅迫3h時(shí)，根系和葉片ABA含量達(dá)到峰值，6h時(shí)葉片H2O2含量達(dá)到峰值;超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)和抗壞血酸過氧化物酶(APX)活性隨Ca(NO3)2脅迫處理時(shí)間的延長而增強(qiáng)，在處理12 h時(shí)達(dá)到峰值，隨后其活性呈下降趨勢;而在Ca(NO3)2脅迫處理的自根嫁接苗ABA、H2O2含量和抗氧化酶活性的變化不明顯?？梢酝茰y:白籽南瓜嫁接苗較多的ABA和葉片較多的H2O2含量及

8、其較高的抗氧化防御能力與白籽南瓜嫁接提高黃瓜幼苗的Ca(NO3)2脅迫耐性有關(guān)。
　　為明確ABA、H2O2和抗氧化酶活性在白籽南瓜嫁接提高Ca(NO3)2脅迫耐性中的相互關(guān)系，采用‘青砧1號’(Cucurbita maxima×Cucurbita moschata)砧木對‘津優(yōu)3號’黃瓜進(jìn)行嫁接，研究了80 mM Ca(NO3)2脅迫下，ABA抑制劑鎢酸鈉(T)對H2O2產(chǎn)生、抗氧化防御酶（SOD、POD和APX）活性和相應(yīng)基因

9、表達(dá)的影響，同時(shí)還研究了H2O2清除劑和產(chǎn)生抑制劑（DPI、Tiron和DMTU）對抗氧化防御酶(SOD、POD和APX)活性和相應(yīng)基因表達(dá)的影響。結(jié)果表明，Ca(NO3)2脅迫下，T預(yù)處理幾乎完全抑制了H2O2產(chǎn)生、抗氧化酶活性及其相應(yīng)基因的表達(dá)，而外源添加ABA顯著緩解了上述抑制;DPI、Tiron和DMTU預(yù)處理幾乎完全抑制了SOD、POD和APX的活性及其相應(yīng)基因的表達(dá)。綜上所述，砧木嫁接誘導(dǎo)的ABA調(diào)控H2O2的產(chǎn)生，并進(jìn)一步