黃瓜幼苗下胚軸響應(yīng)弱光脅迫的研究

鄒士成+李丹丹+孫博華等

摘 要：該試驗(yàn)選取了耐弱光黃瓜品系M22和不耐弱光品系M14作為研究材料，選取子葉平展和1葉1心時(shí)期進(jìn)行弱光處理，設(shè)置了5個(gè)不同的弱光脅迫天數(shù)（1d、3d、5d、7d和9d），對(duì)黃瓜幼苗在弱光脅迫下幼苗的下胚軸性狀進(jìn)行研究，以期闡述黃瓜幼苗植株如何通過(guò)下胚軸變化來(lái)應(yīng)答弱光脅迫。結(jié)果表明：短時(shí)間內(nèi)弱光處理對(duì)黃瓜植株的生長(zhǎng)影響不明顯，弱光處理5d、7d后對(duì)黃瓜幼苗形態(tài)發(fā)生變化，如隨著弱光時(shí)間的延長(zhǎng)，弱光對(duì)黃瓜植株的影響逐漸增大。這說(shuō)明在短時(shí)間弱光處理下，對(duì)植株產(chǎn)生的傷害較輕，而隨著弱光時(shí)間的延長(zhǎng)，弱光對(duì)植株的傷害也就逐漸增加，嚴(yán)重時(shí)可抑制植株的生長(zhǎng)甚至可造成植株的死亡。

關(guān)鍵詞：黃瓜；弱光脅迫；處理天數(shù)；形態(tài)變化；抑制

中圖分類號(hào) S63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2015）19-29-02

黃瓜（Cucumis sativus.L）是世界性的重要蔬菜之一，是一種喜光植物，但對(duì)弱光又有一定的耐受性[1]。由于我國(guó)北方陰天、雪天較多，日照較短，加之栽培設(shè)施遮蔭，冬春季黃瓜生產(chǎn)常遭受弱光逆境[2]。弱光對(duì)黃瓜的生長(zhǎng)發(fā)育有明顯的抑制作用，主要表現(xiàn)為植株生長(zhǎng)緩慢、莖蔓纖細(xì)、落花、多畸形瓜、化瓜多等，導(dǎo)致減產(chǎn)甚至絕產(chǎn)[3]。弱光已成為北方黃瓜保護(hù)地栽培特別是冬春季節(jié)生產(chǎn)的主要限制因子。黃瓜幼苗通過(guò)自身生長(zhǎng)發(fā)育及體內(nèi)生理生化代謝來(lái)響應(yīng)弱光脅迫[4]，幼苗可以通過(guò)植株徒長(zhǎng)獲取更多的光能來(lái)維持正常的光合作用[5]。下胚軸是黃瓜幼苗時(shí)期重要的生長(zhǎng)指標(biāo)，是幼苗植株徒長(zhǎng)主要部位，李丹丹等（2009）指出下胚軸性狀可以作為壯苗因子結(jié)合耐弱光指數(shù)進(jìn)行黃瓜耐弱光性鑒定篩選。近年來(lái)，有關(guān)弱光脅迫后黃瓜幼苗下胚軸性狀的遺傳及QTL研究多有報(bào)道[6，7]，但關(guān)于弱光脅迫后下胚軸時(shí)如何通過(guò)表型響應(yīng)弱光脅迫的研究未見(jiàn)報(bào)道。本研究對(duì)不同幼苗時(shí)期黃瓜幼苗進(jìn)行弱光處理，調(diào)查幼苗下胚軸的變化，進(jìn)而闡述幼苗通過(guò)下胚軸性狀來(lái)響應(yīng)弱光脅迫的特征，為進(jìn)一步揭示黃瓜耐弱光機(jī)理提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料 本試驗(yàn)采用高代黃瓜自交系M14（不耐弱光品系）和M22（耐弱光品系），于2015年3月進(jìn)行穴盤(pán)播種。幼苗長(zhǎng)至1片真葉時(shí)，移植到8cm×8cm營(yíng)養(yǎng)缽中，待長(zhǎng)至1葉1心時(shí)進(jìn)行遮光處理。

1.2 方法

1.2.1 弱光處理 在光照培養(yǎng)箱進(jìn)行弱光處理，光強(qiáng)設(shè)為3級(jí)（約40μmol·m-2·s-1）、日平均溫度為25℃/15℃（白/晝），分別處理1d、3d、5d、7d、9d后除去邊株，隨機(jī)取樣。對(duì)照日平均光強(qiáng)300μmol·m-2·s-1，日平均溫度為28℃/18℃。

1.2.2 指標(biāo)測(cè)定 游標(biāo)卡尺測(cè)定下胚軸粗；直尺測(cè)定下胚軸長(zhǎng)。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析 采用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 子葉平展期不同弱光脅迫天數(shù)對(duì)黃瓜幼苗下胚軸性狀的影響 圖1-a表明，不同耐性品系幼苗的下胚軸粗增長(zhǎng)幅度均較對(duì)照小，弱光處理3d時(shí)，兩品系下胚軸粗增加幅度最大，耐弱光品系M22增加達(dá)22.5%，弱光處理5～7d時(shí)，下胚軸粗的增加速度逐漸降低。不耐弱光M14受弱光脅迫后其下胚軸粗變化不顯著，說(shuō)明M14的黃瓜幼苗生長(zhǎng)明顯受到弱光的影響。圖1-b表明，弱光脅迫后黃瓜幼苗下胚軸長(zhǎng)增加，不同耐性品系增加速度不同，耐弱光品系M22弱光處理3d后下胚軸長(zhǎng)增加明顯，不耐弱光品系M14的黃瓜下胚軸長(zhǎng)增加不顯著，說(shuō)明M22在弱光條件下下胚軸伸長(zhǎng)。

圖1 子葉平展弱光處理對(duì)黃瓜幼苗下胚軸的影響

2.2 不同弱光處理天數(shù)對(duì)1葉1心時(shí)期幼苗下胚軸性狀的影響 從圖2-a可以看出，1葉1心幼苗經(jīng)弱光處理后下胚軸粗隨著弱光處理天數(shù)的增加而增加，耐弱光品系M22幼苗下胚軸粗增加幅度較大，在弱光處理第5d時(shí)增加幅度達(dá)26.20%。不耐弱光品系M14，弱光處理和對(duì)照的下胚軸粗變化不顯著。由圖2-b可以看出，在不同弱光脅迫天數(shù)處理下不耐弱光品系M14黃瓜幼苗下胚軸長(zhǎng)的變化不顯著。耐弱光品系M22在弱光處理第3d后其下胚軸長(zhǎng)開(kāi)始增加，第7d增加幅度最大達(dá)45.71%。

圖2 1葉1心時(shí)期弱光處理對(duì)黃瓜幼苗下胚軸的影響

3 結(jié)論與討論

黃瓜雖然是一種喜光植物，但對(duì)弱光有一定的耐受性，即在弱光脅迫不是很強(qiáng)的情況下，黃瓜植株仍能保持較好的生長(zhǎng)狀態(tài)[8]。在相同的弱光條件下，不同的黃瓜品種有不同的生長(zhǎng)反應(yīng)，關(guān)于弱光脅迫對(duì)黃瓜形態(tài)生長(zhǎng)發(fā)育的影響多有報(bào)道[8-9]，但關(guān)于弱光脅迫對(duì)幼苗下胚軸的影響少有報(bào)道。本研究對(duì)2個(gè)不同時(shí)期黃瓜幼苗進(jìn)行不同弱光處理天數(shù)對(duì)下胚軸性狀影響的研究，結(jié)果表明，子葉時(shí)期開(kāi)始進(jìn)行弱光處理后黃瓜幼苗隨時(shí)間延長(zhǎng)植株下胚軸粗增加，在弱光條件下隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，下胚軸粗增加的速度先增加然后逐漸趨于恒定。弱光脅迫后黃瓜幼苗下胚軸長(zhǎng)增加，耐弱光品系下胚軸長(zhǎng)增加明顯，不耐弱光品系下胚軸長(zhǎng)增加不顯著，這可能是耐弱光品系通過(guò)伸長(zhǎng)下胚軸來(lái)獲得更多光能，以抵抗弱光的脅迫，這與王興銀（2005）研究結(jié)果一致。1葉1心幼苗經(jīng)弱光處理后下胚軸粗隨著弱光處理天數(shù)的增加而增加，耐弱光品系幼苗下胚軸粗增加幅度較大，不耐弱光品系經(jīng)弱光處理后和對(duì)照的下胚軸粗變化不顯著。這說(shuō)明短期內(nèi)弱光照射導(dǎo)致黃瓜下胚軸粗增加，而隨著弱光處理時(shí)間的延長(zhǎng)，下胚軸粗增加速度越小，最后趨于恒定或下降。本研究結(jié)果將有利于黃瓜耐弱光性鑒定篩選與品種選育。

參考文獻(xiàn)

[1]裴孝伯，李世誠(chéng)，蔡潤(rùn).連續(xù)弱光處理對(duì)黃瓜生育及光和速率的影響.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，32（3）：373-376.

[2]李丹丹，司龍亭，牛海臣，等.黃瓜耐弱光性的多元統(tǒng)計(jì)分析[J].園藝學(xué)報(bào)，2009，36（4）：501-506.

[3]王美平.弱光對(duì)苗期黃瓜形態(tài)和生理生化特性的影響[D].鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2003.6

[4] Dan Dan Li. Quantitative trait loci analysis for chlorophyll content of cucumber（Cucumis sativus L.）[J].seedlings under low-light stress African Journal of Biotechnology，26 July 2010，9（30）：4692-4699.

[5]王興銀，張福墁.弱光對(duì)日光溫室黃瓜光合產(chǎn)物分配的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005（5）：36-41.

[6] 李丹丹，司龍亭，羅曉梅，等.弱光脅迫下黃瓜苗期下胚軸性狀的遺傳分析[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009，3711：113-119.

[7]張冠英，司龍亭，李丹丹.弱光脅迫下黃瓜幼苗下胚軸性狀QTL分析[J].園藝學(xué)報(bào)，2011，38（2）：295-302.

[8]王惠哲，龐金安，李淑菊，等.弱光對(duì)春季溫室黃瓜生長(zhǎng)發(fā)育的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2005，20（1）：55-58.

[9]李長(zhǎng)纓，朱其杰.光強(qiáng)對(duì)黃瓜光合特性及亞適溫下生長(zhǎng)的影響[J].園藝學(xué)報(bào)，1997，24（1）：97-99.

[14]余紀(jì)柱等.低溫弱光對(duì)不同生態(tài)型黃瓜苗期若干測(cè)定指標(biāo)及光合特性的影響[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2003，19（4）：46-50.

（責(zé)編：吳祚云）