低溫弱光對(duì)黃瓜若干物質(zhì)代謝指標(biāo)的影響

閻世江，劉　潔，張繼寧，張建軍

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院　蔬菜研究所，山西 太原 030031；2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院　科技情報(bào)研究所，山西 太原 030031；3. 遼寧鞍山市園藝科學(xué)研究所，遼寧 鞍山 114011）

試驗(yàn)研究

低溫弱光對(duì)黃瓜若干物質(zhì)代謝指標(biāo)的影響

閻世江1，劉潔2，張繼寧1，張建軍3

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所，山西 太原 030031；2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技情報(bào)研究所，山西 太原 030031；3. 遼寧鞍山市園藝科學(xué)研究所，遼寧 鞍山 114011）

選取耐低溫性不同的6份材料給予低溫弱光逆境，白天溫度設(shè)定為12 ℃，晚上設(shè)定為8 ℃，光照時(shí)間為8 h，強(qiáng)度為30 μmol·m-2·s-1，共處理14 d。調(diào)查其耐低溫性及根系總吸收面積、活躍吸收面積、比表面積、可溶性糖含量，結(jié)果表明總吸收面積、活躍吸收面積、比表面積、可溶性糖含量在常溫下差異不顯著，低溫處理以后各品種間差異均極顯著，根系活力下降，可溶性糖含量上升。耐低溫性與根系總吸收面積、可溶性糖含量呈正相關(guān)。

低溫；黃瓜；物質(zhì)代謝

黃瓜（Cucumis sativus L.）屬蔓生攀緣植物，喜溫，起源于國外，目前是國內(nèi)廣泛種植的蔬菜，尤其在我國北方寒冷地區(qū)保護(hù)地中栽培面積很大。低溫對(duì)黃瓜生長有嚴(yán)重危害，因此其耐低溫機(jī)理的研究日益成為研究的熱點(diǎn)。已有的研究主要有低溫對(duì)黃瓜形態(tài)的影響［1-2］、維持細(xì)胞膜穩(wěn)定的保護(hù)酶活性［3-4］、相關(guān)性狀的遺傳［5］等方面。黃瓜在低溫下的生長發(fā)育狀況可通過物質(zhì)代謝表達(dá)，代表性指標(biāo)是根系活力和糖的含量，有關(guān)的研究少見報(bào)道。本研究利用6份黃瓜高代自交系，給予其低溫弱光條件，測(cè)定根系活力及可溶性糖含量，從物質(zhì)代謝的角度揭示黃瓜耐低溫性的生理機(jī)制，為黃瓜抗逆生理研究奠定基礎(chǔ)。

1　材料和方法

1.1材料

選取不同遺傳來源的6份黃瓜高代自交系，代號(hào)分別為1號(hào)～6號(hào)，均屬密刺類型，其中1號(hào)、2號(hào)耐低溫性較強(qiáng)，3號(hào)、4號(hào)耐低溫性居中，5號(hào)、6號(hào)耐低溫性較弱。

1.2方法

2014年3月將6份黃瓜種子在鞍山市園藝科學(xué)研究所科研基地1號(hào)溫室播種，播入50孔穴盤，每份材料播種50粒，30 d后分苗至直徑為10 cm的營養(yǎng)缽，20 d后每份材料取15株，放入SPX-250IC型人工氣候箱（上海博迅使用公司產(chǎn)）進(jìn)行低溫弱光處理，白天溫度設(shè)定為12 ℃，晚上設(shè)定為8 ℃，光照時(shí)間為8 h，強(qiáng)度為30 μmol·m-2·s-1，共處理14 d。設(shè)3次重復(fù)，然后調(diào)查耐低溫性，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參考查丁石［5］的方法，具體如下：0級(jí)，全株受凍死亡或接近死亡；1級(jí)，秧苗各葉片普遍受凍，其中3～4葉受凍面積＞50%；2級(jí)，秧苗3～5葉受凍，其中2 ～3葉受凍面積＞50%；3級(jí)，秧苗2～4葉受凍，其中1～2葉受凍面積＞50%；4級(jí)，秧苗1～2葉受凍，面積約20%～30%；5級(jí)，秧苗生長正常，無任何受凍癥狀。耐低溫性賦值按如下公式計(jì)算：

式中S表示受低溫傷害后，相應(yīng)級(jí)別的黃瓜株數(shù)。

另取5株在正常溫度光照下培養(yǎng)。處理結(jié)束后同時(shí)測(cè)定對(duì)照與處理的根系活力，即總吸收面積、活躍吸收面積、比表面積（甲烯藍(lán)法）、可溶性糖含量（蒽酮法）［6］。采用DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，Excel統(tǒng)計(jì)并制圖。

2　結(jié)果與分析

2.1供試材料的耐低溫性

由圖1可知，黃瓜的耐低溫性在材料間差異極顯著，1號(hào)、2號(hào)的耐低溫性最高，達(dá)4.5以上，3號(hào)、4號(hào)的耐低溫性居中，為3.4，3.5，5號(hào)、6號(hào)的耐低溫性最低，在2.1以下。

圖1　不同材料的耐低溫性比較

2.2總吸收面積、活躍吸收面積、比表面

在常溫下，各材料的總吸收面積、活躍吸收面積的差異未達(dá)顯著水平，處理后2個(gè)指標(biāo)均下降，差異顯著（圖2），其中1號(hào)、2號(hào)表現(xiàn)較高，2個(gè)指標(biāo)分別為1.596，1.593，0.791，0.78 1 m2，而耐低溫性較差的5號(hào)、6號(hào)的這2個(gè)指標(biāo)較低，分別為1.53，1.516，0.752，0.745 m2，3號(hào)、4號(hào)的這2個(gè)性狀居中，分別為1.525，1.530，0.753，0.755 m2。

圖2　材料的吸收面積

根系比表面積見圖3，常溫下差異不顯著，低溫處理后比表面積均下降，差異達(dá)顯著水平，1號(hào)、2號(hào)較高，為2.688，2.693 m-1，其余的材料為1.407，1.236，0.911，0.845 m-1。

黃瓜幼苗根系的總吸收面積、活躍吸收面積、比表面在常溫下材料間的F值分別為1.375，0.006，0.088，未達(dá)顯著水平，低溫處理以后F值分別為8.666，12.8645，203.208，差異均達(dá)到極顯著的水平。

圖3　材料的比表面積

2.3可溶性糖

可溶性糖含量見圖4，由此圖可知，在常溫下材料間的差異不顯著，經(jīng)過低溫處理后，可溶性糖含量均升高，差異達(dá)顯著水平。1號(hào)、2號(hào)升至4.942，5.417 μg·g-1，而5號(hào)、6號(hào)升至2.801，2.501 μg·g-1，3號(hào)、4號(hào)升至3.48 ，3.882 μg·g-1，含量居中。

圖4　不同材料可溶性糖含量

2.4物質(zhì)代謝與耐低溫性的相關(guān)分析

由表1可知，在偏相關(guān)分析中耐低溫性與總吸收面積、可溶性糖含量達(dá)顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.801，0.900。在單相關(guān)中，耐低溫性與所有指標(biāo)呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.874，0.825，0.975，0.960。

表1　各指標(biāo)與耐低溫性的相關(guān)分析

3　討　論

根系是植物體重要組成部分，其與耐低溫的關(guān)系報(bào)道較多，王瑞云等［7］報(bào)道，苜蓿幼苗經(jīng)低溫處理，根系活力較對(duì)照提高，耐低溫性強(qiáng)的品種根系活力更高。本試驗(yàn)的結(jié)論與之相同，說明當(dāng)?shù)蜏孛{迫來臨時(shí)，對(duì)于耐低溫性強(qiáng)的材料，低溫對(duì)其代謝及其他生理活動(dòng)影響小，所以根部總吸收面積、活躍吸收面積、比表面積降低幅度較小。耐低溫性較弱的材料影響較大。

可溶性糖含量能反映植物體耐低溫弱光的能力。研究表明耐低溫性較強(qiáng)的材料在低溫下可溶性糖等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量上升，以維持正常代謝［8-11］，本試驗(yàn)的結(jié)論與之相同。楊曉玲等［12］認(rèn)為可溶性糖增強(qiáng)滲透調(diào)節(jié)能力，可維持細(xì)胞膜的穩(wěn)定性。另一方面低溫下使淀粉轉(zhuǎn)化為可溶性糖，增加了細(xì)胞液的濃度，提高了細(xì)胞防脫水能力，也能維持細(xì)胞膜的穩(wěn)定性［12］。

［1］侯鋒，沈文云，呂淑珍.黃瓜幼苗耐寒性鑒定方法研究［C］.中國主要蔬菜抗病育種進(jìn)展.北京:科學(xué)出版社，1995：474-477.

［2］王永健，姜亦巍，曹宛虹.低溫對(duì)不同品種黃瓜種子萌發(fā)、過氧化物酶及同功酶的影響［J］.華北農(nóng)學(xué)報(bào)，1995，10（2）：72-76.

［3］沈文云，侯鋒，呂淑珍.低溫對(duì)雜交一代黃瓜幼苗生理特性的影響［J］.華北農(nóng)學(xué)報(bào)，1995，10（1）：56-59.

［4］Staub JE， kupper RS，Schuman D，et al. Electrophoretic variation and enzyme storage stability in cucumber［J］. J Amer. Soc Hort Sci，1985，110（3）：426-431.

［4］閆世江，司龍亭，馬志國，等.黃瓜苗期耐低溫性及相關(guān)形態(tài)學(xué)性狀的遺傳分析［J］.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，39（1）：11-14

［5］查丁石，陳建林，丁海東. 茄子耐低溫弱光鑒定方法初探［J］.上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2005，21（2）：100-103.

［6］張憲政，陳鳳玉，王榮富，等.植物生理學(xué)［M］.沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1994.

［7］王瑞云，任有蛇，岳文斌，等.低溫脅迫對(duì)苜蓿幼苗存活及生理生化指標(biāo)的影響［J］.激光生物學(xué)報(bào)，2006，15（4）：342-348.

［8］高桂花，王瑞兵，劉艷芳，等.低溫脅迫下玉米幼苗生理變化的研究［J］.河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，10（4）：16-19.

［9］朱進(jìn).低溫脅迫下不同西葫蘆品種抗寒性生理指標(biāo)的比較［J］.湖北農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，24（2）：106-108.

［10］王磊，李建勇，張振賢，等.凍害低溫下越冬甘藍(lán)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的變化和作用［J］.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，32（4）：487-490.

［11］楊曉玲，楊晴，劉艷芳，等.水楊酸對(duì)黃瓜種子萌發(fā)及幼苗抗低溫的影響［J］.種子，2007，26（1）：78-80.

［12］王合理.黃瓜低溫冷害及耐冷性研究進(jìn)展［J］.塔里木農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào)， 1999，11（4）：58-60.

S642.2

A

1002-0659（2015）05-0001-02

2015-08-21

主要作者簡介：閻世江（1975-），男，山西太原人，助理研究員，博士，主要從事蔬菜遺傳育種研究。E-mail:syauyan@163. com