德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗耐低溫能力試驗

王富建　尚曉勇　田文鐸　王汝明

（山東省德州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東德州253015）

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德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗耐低溫能力試驗

王富建尚曉勇田文鐸王汝明

（山東省德州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東德州253015）

摘要：在不同低溫脅迫條件下，我們對德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗抗冷性生理生化指標(biāo)的變化規(guī)律作了研究。試驗結(jié)果表明，在低溫脅迫下，德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗葉片的SOD、POD、CAT、APX活性均高于對照品種日本甜寶，而電解質(zhì)滲漏率和MDA含量低于日本甜寶，表明德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗抗冷性優(yōu)于日本甜寶。

關(guān)鍵詞：甜瓜幼苗；低溫脅迫；保護酶；丙二醛

甜瓜是設(shè)施栽培的主要瓜菜品種之一，在種植過程中經(jīng)常受到低溫威脅，因此耐冷性是設(shè)施甜瓜品種篩選的1個重要性狀。本試驗旨在對德州甜瓜地方品種德甜3號和德甜5號在低溫脅迫下的生理生化指標(biāo)進行測定與分析，探討不同甜瓜品種的耐冷性，為冬春保護地甜瓜栽培及德州地方甜瓜品種選育提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗材料

供試品種為日本甜寶、德甜3號和德甜5號，以日本甜寶為對照。

1.2試驗方法

采用50孔穴盤基質(zhì)育苗，基質(zhì)成分為草炭∶蛭石=2∶1。甜瓜種子經(jīng)催芽處理后播種，3葉1心時選擇形態(tài)、長勢基本一致的幼苗移入光照培養(yǎng)箱內(nèi)，每個品種栽45株。在晝/夜溫度18℃/10℃、光照5000Lx和照光12h的環(huán)境下預(yù)處理2d，在相同光照條件下再分別置于12℃、8℃、4℃低溫環(huán)境中處理2d。每個溫度處理15株，3次重復(fù)。分別測定不同低溫處理1d后的3個甜瓜幼苗葉片中的保護酶（POD、SOD、CAT和APX）活性以及丙二醛（MDA）含量。每棵植株選擇3片展開葉取樣，盡量避開葉脈，按同等重量混合均勻。電解質(zhì)滲漏率采用沈文云等的方法[1]、超氧化物歧化酶（SOD）活性采用NBT（氮藍(lán)四唑）光化還原抑制法、過氧化物酶（POD）活性采用愈創(chuàng)木酚法、過氧化氫酶（CAT）活性采用紫外吸收法、抗壞血酸過氧化物酶（APX）活性按照Nakano等方法、丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸比色法[2]測定。

2　結(jié)果與分析

2.1低溫對植株葉片保護性酶活性的影響

由圖1可知，隨著低溫脅迫的加強，對照品種日本甜寶甜瓜幼苗葉片SOD、POD和APX活性呈現(xiàn)先升后降的趨勢，在8℃低溫處理下活性最高，說明日本甜寶在輕度低溫脅迫下（8℃），SOD、POD和APX對于幼苗的抗冷性起到了較強的保護作用，但在重度低溫脅迫（4℃）條件下，這種保護作用逐漸減弱。在4～12℃低溫脅迫的范圍內(nèi)，德甜3號和德甜5號幼苗葉片中SOD、POD和APX活性隨低溫脅迫的增強而升高，但后期升高的幅度較小。供試的3個甜瓜品種葉片中CAT活性均隨低溫脅迫的增強而逐漸降低，但德甜3號和德甜5號甜瓜品種降低的幅度顯著小于日本甜寶，當(dāng)?shù)蜏孛{迫從12℃降至4℃，德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗葉片的CAT活性分別下降了28.2%和26.7%，而日本甜寶的降幅高達(dá)62.4%。

2.2低溫對植株葉片電解質(zhì)滲漏率和MDA含量的影響

電解質(zhì)滲透率越高，植物受到的傷害就越重，反之亦然[3]。如圖2所示，隨著處理溫度的降低、低溫脅迫的加強，各品種甜瓜幼苗葉片電解質(zhì)滲透率均顯著升高。在同一低溫脅迫強度下，德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗葉片電解質(zhì)滲透率明顯低于日本甜寶，且隨著低溫脅迫強度的加強，這種差別更加明顯，說明低溫脅迫對德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗傷害輕微，而對日本甜寶幼苗傷害較重。從圖2還可以看出，德甜5號甜瓜幼苗在低溫脅迫下葉片電解質(zhì)滲透率高于德甜3號，說明德甜3號甜瓜幼苗在同一低溫脅迫下受到的傷害較德甜5號甜瓜品種小。

MDA是膜質(zhì)過氧化分解的產(chǎn)物，植物的冷害與體內(nèi)MDA的積累有關(guān)[4]。圖2表明，MDA含量的變化與電解質(zhì)滲透率的變化一致。在3種低溫脅迫下，德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗MDA含量始終低于日本甜寶；隨著低溫脅迫強度的加強，日本甜寶葉片MDA含量不斷增加，而德甜3號和德甜5號幼苗葉片MDA含量增加有放緩趨勢。在重度低溫脅迫（4℃）條件下，所有處理葉片中MDA含量由低到高依次是：德甜3號<德甜5號<日本甜寶，說明日本甜寶的膜質(zhì)過氧化程度大于德甜3號和德甜5號甜瓜。

圖1　低溫脅迫下不同西瓜幼苗SOD、POD、CAT和APX的活性變化

圖2　低溫脅迫下不同甜瓜幼苗電解質(zhì)滲漏率和MDA含量的變化

3　結(jié)論與討論

弱光下的低溫脅迫是甜瓜設(shè)施栽培的主要限制因子。低溫脅迫下活性氧的積累會誘發(fā)植物細(xì)胞膜系統(tǒng)上發(fā)生膜質(zhì)過氧化作用，破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和細(xì)胞的完整性，從而使植物遭受低溫傷害。SOD、POD、CAT、APX屬于保護酶系統(tǒng)，只有在低溫環(huán)境中維持較高的酶活性才能有效地清除活性氧，從而減輕細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的破壞[3]。

本試驗中，同一低溫脅迫下，德甜3號和德甜5號甜瓜品種的SOD、POD、CAT和APX酶活性始終高于對照品種日本甜寶，表明德甜3號和德甜5號甜瓜品種幼苗在低溫脅迫下具有更強的細(xì)胞膜保護能力，能有效清除低溫脅迫下植株體內(nèi)產(chǎn)生的活性氧。

MDA含量的多少在一定程度上代表了細(xì)胞膜的損傷程度和植物對逆境反映的強弱[4]。本試驗中，日本甜寶甜瓜幼苗葉片中的MDA含量始終高于德甜3號和德甜5號，表明日本甜寶的膜質(zhì)過氧化程度大于德甜3號和德甜5號。這與保護酶的的活性變化有關(guān)，由于保護酶活性處于較高水平，對細(xì)胞膜保護作用較強，阻礙了活性氧的積累，減少了活性氧對細(xì)胞膜的膜質(zhì)過氧化作用，使得德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗葉片MDA含量較低。

通過對低溫脅迫下不同甜瓜品種幼苗生理生化指標(biāo)的分析，表明德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗比對照具有更強的抗冷性。

參考文獻(xiàn)

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

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[3]李華，徐光東，陶士會，等.德甜3號和德甜5號甜瓜幼苗耐鹽性研究[J].上海蔬菜，2012，（3）：96～99.

[4]解靜，張紅梅，裴孝伯，等.不同砧木對嫁接黃瓜細(xì)胞保護酶活性和丙二醛含量的影響[J].上海交通大學(xué)學(xué)報：農(nóng)業(yè)科學(xué)版，2007，25（1）：30～33.