稀土釓對(duì)硝酸鹽脅迫下西瓜幼苗抗氧化酶活性等生理特性的影響

張　皓，陸曉民，李　坤，吳　秀

(安徽科技學(xué)院， 安徽 鳳陽(yáng) 233100)

?

稀土釓對(duì)硝酸鹽脅迫下西瓜幼苗抗氧化酶活性等生理特性的影響

張皓，陸曉民，李坤，吳秀

(安徽科技學(xué)院， 安徽 鳳陽(yáng) 233100)

摘要：采用硝酸鹽[Ca(NO3)2]脅迫處理，研究了稀土釓[Gd2(CO3)3]對(duì)嫁接西瓜幼苗生長(zhǎng)與相關(guān)生理特性的影響。結(jié)果表明：與對(duì)照相比，Ca(NO3)2脅迫下嫁接西瓜幼苗葉片超氧陰離子)產(chǎn)生速率及過(guò)氧化氫(H2O2)、丙二醛(MDA)含量增加，膜透性增強(qiáng)，致使其凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)和蒸騰速率(Tr)分別顯著下降64.2%、81.6%、27.1% 和71.5%，幼苗干物質(zhì)積累減少38.9%，生長(zhǎng)顯著受抑。葉面噴施Gd2(CO3)3可提高Ca(NO3)2脅迫下嫁接西瓜幼苗葉片超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化物酶(POD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)等抗氧化酶活性，降低產(chǎn)生速率、H2O2和MDA含量及細(xì)胞膜透性，緩解Ca(NO3)2脅迫下Pn、Gs、Tr值的下降幅度，促進(jìn)干物質(zhì)的積累，幼苗干重增加29.2%，生長(zhǎng)加快。可見(jiàn)，Gd2(CO3)3可通過(guò)調(diào)節(jié)Ca(NO3)2脅迫下嫁接西瓜幼苗抗氧化性，減少其膜脂過(guò)氧化程度，進(jìn)而維持其較高的光合性能，有效促進(jìn)了Ca(NO3)2脅迫下嫁接西瓜幼苗的生長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：嫁接西瓜；硝酸鈣脅迫；碳酸釓；抗氧化酶活性；光合

西瓜(Citrulluslanatus)起源于非洲，在世界園藝生產(chǎn)中占有重要地位。據(jù)報(bào)道，2012年我國(guó)西瓜種植面積達(dá)200余萬(wàn)hm2，西瓜總產(chǎn)7 000萬(wàn)t以上，分別占約世界西瓜總種植面積和總產(chǎn)量的60%和70%，現(xiàn)已成為是世界上最大的西瓜產(chǎn)地。

近年來(lái)，我國(guó)設(shè)施西瓜栽培面積不斷擴(kuò)大，利用嫁接育苗移栽可有效克服土傳性病害、連作障礙以獲得西瓜的高產(chǎn)高效。在設(shè)施西瓜栽培中，過(guò)量施肥導(dǎo)致棚室土壤次生鹽漬化日趨嚴(yán)重，西瓜產(chǎn)量和品質(zhì)下降[1]。研究表明，設(shè)施次生鹽漬化土壤中的陰、陽(yáng)離子分別以NO3-和Ca2+為主，前者約占陰離子總量的56%～76%，而后者占陽(yáng)離子總量的60%以上，Ca(NO3)2的過(guò)量積累導(dǎo)致設(shè)施作物發(fā)生生理性干旱而生長(zhǎng)異常，嚴(yán)重阻礙了其可持續(xù)發(fā)展[2-3]。因此，如何克服和緩解以硝酸鹽積累為主要特征的土壤次生鹽漬化所帶來(lái)的危害已成為當(dāng)前設(shè)施西瓜生產(chǎn)亟需解決的問(wèn)題。

稀土(RE或R)是具有生理活性的金屬元素。研究表明，適宜濃度的稀土不僅能夠促進(jìn)種子萌發(fā)、增強(qiáng)光合性能、加速幼苗生長(zhǎng)、提升產(chǎn)量、改善產(chǎn)品品質(zhì)[4-5]，而且還能提高植物抗寒[6]、抗旱[7]、抗鹽[8]、抗酸雨[9]和抗菌性[10]等性能，緩解逆境對(duì)植物的傷害。如今，稀土已在農(nóng)作物生產(chǎn)上得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。隨著稀土分離與提純技術(shù)的進(jìn)步及稀土農(nóng)用研究的逐漸深入，單一稀土的農(nóng)用研究與利用已成為新的熱點(diǎn)，目前報(bào)道多集中在鑭[11]、鈰[9]、釹[12]等稀土元素方面，而有關(guān)稀土元素釓在農(nóng)用方面的研究鮮有報(bào)道。為此，在我們依據(jù)稀土在我國(guó)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用和設(shè)施土壤次生鹽研究的情況以及前期預(yù)試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，本研究采用營(yíng)養(yǎng)液澆灌方法模擬硝酸鈣積累而形成脅迫，葉面噴施稀土元素釓，檢測(cè)嫁接西瓜幼苗營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)、抗氧化系統(tǒng)及光合等指標(biāo)的變化，探討硝酸鈣脅迫下稀土元素釓對(duì)嫁接西瓜幼苗的影響，為克服設(shè)施西瓜栽培土壤次生鹽漬障礙、以及稀土元素釓減輕作物土壤次生鹽脅迫傷害方面提供參考。

1材料和方法

1.1供試材料與處理

試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，2013年4月至6月于校種植科技園園藝實(shí)習(xí)基地，以8424西瓜品種為試材，精選作為砧木瓠瓜種子，浸種、催芽后播于裝有基質(zhì)(蛭石和沙按1∶1配制)的13 cm×15 cm營(yíng)養(yǎng)缽中，每缽一粒，砧木苗子葉展平時(shí)播接穗用的8424西瓜種子，待西瓜子葉葉展平時(shí)采用頂插接方式進(jìn)行嫁接，Hoagland營(yíng)養(yǎng)液澆灌，加強(qiáng)苗期均一管理，當(dāng)嫁接西瓜幼苗3葉1心時(shí)選大小一致的苗進(jìn)行處理。試驗(yàn)處理分設(shè)Ⅰ(對(duì)照)、Ⅱ(硝酸鈣脅迫)、Ⅲ(硝酸鈣脅迫+葉面噴施碳酸釓溶液)3個(gè)處理。其中，對(duì)照營(yíng)養(yǎng)液不額外添加硝酸鈣，Ⅱ、Ⅲ處理營(yíng)養(yǎng)液添加70 mmol·L-1的硝酸鈣，同時(shí)Ⅲ處理葉面噴施10 mg·L-1的碳酸釓溶液，其它處理噴施相應(yīng)量的清水，營(yíng)養(yǎng)液每隔2天澆灌一次，每次500 mL，葉面噴施以葉面布滿一層液滴而不滴下為度，4天一次，共3次。每個(gè)處理30株苗，3次重復(fù)。12天后，測(cè)定嫁接西瓜幼苗植株根、莖、葉等營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)指標(biāo)以及生理指標(biāo)。

1.2指標(biāo)測(cè)定

生長(zhǎng)指標(biāo)以及葉片SOD、POD、CAT活性、超氧陰離子產(chǎn)生速率、過(guò)氧化氫含量，丙二醛含量、膜透性測(cè)定參照陸曉民和楊威[13]方法，酶活性單位均以U·g-1表示，其中SOD活性以抑制NBT光化學(xué)反應(yīng)50%為一個(gè)酶活性單位(U)表示，POD活性以O(shè)D470每分鐘增加1為一個(gè)酶活性單位(U)，CAT活性以使OD240每分鐘減少0.1為一個(gè)活性單位(U)。利用TPS-2便攜式光合儀(美國(guó)PP SYSTEMS公司制造)測(cè)定葉片(上數(shù)第3片葉)的凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導(dǎo)度(Gs)和胞間CO2濃度(Ci)等光合參數(shù)[14]，測(cè)定時(shí)使用開(kāi)放氣路，光強(qiáng)控制由測(cè)定儀的可調(diào)內(nèi)置光源控制，為800 μmol·m-2·s-1，葉室溫度控制在25±1℃，參比室CO2濃度為380±10 μmol·L-1，相對(duì)濕度為60%～70%。各指標(biāo)測(cè)定均采用鮮重表示。

1.3數(shù)據(jù)分析

用Microsoft Excel 2003以及 DPS 7.05軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析，Duncan,s法進(jìn)行多重比較。

2結(jié)果與分析

2.1稀土釓對(duì)硝酸鹽脅迫下嫁接西瓜幼苗生長(zhǎng)的影響

與對(duì)照相比，在硝酸鈣脅迫下嫁接西瓜幼苗生長(zhǎng)緩慢，植株矮小，幼苗生長(zhǎng)受抑，具體情況見(jiàn)表1。由表1可以看出，在硝酸鈣脅迫下嫁接西瓜幼苗的株高、鮮重、干重等相關(guān)生長(zhǎng)指標(biāo)均較對(duì)照顯著下降，其植株鮮質(zhì)量及總干質(zhì)量等分別比對(duì)照下降了44.7%和38.9%，而硝酸鈣脅迫下進(jìn)行葉面噴施碳酸釓后，嫁接西瓜幼苗株高、鮮質(zhì)量及地下部干質(zhì)量均比單純硝酸鈣脅迫有所增加，但差異均不顯著，嫁接西瓜幼苗地上部干質(zhì)量及總干質(zhì)量卻分別比單純硝酸鈣處理顯著提高了31.5%和29.2%，幼苗受抑減輕。由此可見(jiàn)，碳酸釓處理有利于嫁接西瓜幼苗干物量的積累，緩解了硝酸鈣對(duì)嫁接西瓜幼苗生長(zhǎng)的抑制程度。

注：同列中不同小寫(xiě)字母表示處理間差異顯著(P<0.05)，下同。

Note： Different small letters in the column meant significant difference at 0.05 level. hereinafter.

2.2稀土釓對(duì)硝酸鹽脅迫下嫁接西瓜幼苗抗氧化酶活性的影響

與對(duì)照相比，硝酸鈣脅迫下嫁接西瓜幼苗SOD、POD、CAT活性顯著降低，分別下降了39.8%、41.2%和45.6%，而葉面噴施碳酸釓后嫁接西瓜幼苗葉片SOD、POD和CAT活性較單純硝酸鈣脅迫處理分別顯著提高了30.4%、32.7%和35.7%，進(jìn)一步提高了硝酸鈣脅迫下嫁接西瓜幼苗抗氧化酶活性?？梢?jiàn)，硝酸鈣脅迫下采用碳酸釓對(duì)嫁接西瓜幼苗進(jìn)行葉面噴施處理可通過(guò)調(diào)節(jié)其抗氧化酶活性，進(jìn)而提高嫁接西瓜幼苗植株對(duì)硝酸鈣脅迫逆境的抗性，對(duì)嫁接西瓜幼苗生長(zhǎng)起到有效的保護(hù)作用。

2.3稀土釓對(duì)硝酸鹽脅迫下嫁接西瓜幼苗超氧陰離子產(chǎn)生速率和過(guò)氧化氫含量的影響

從圖2可以看出，硝酸鈣脅迫下嫁接西瓜幼苗超氧陰離子產(chǎn)生速率加大，過(guò)氧化氫含量升高，分別比對(duì)照提高113.2%和127.3%，活性氧代謝失衡。而碳酸釓處理的超氧陰離子產(chǎn)生速率、過(guò)氧化氫含量雖比對(duì)照顯著增加，但其增幅卻比單純硝酸鈣脅迫顯著減少，其值僅為單純硝酸鈣脅迫處理的75.3%和72.4%，可見(jiàn)碳酸釓明顯減緩硝酸鈣脅迫下嫁接西瓜幼苗過(guò)氧化氫和超氧陰離子的生成速率，降低活性氧傷害。

圖2碳酸釓對(duì)硝酸鈣脅迫下嫁接西瓜幼苗超氧陰離子產(chǎn)生速率和過(guò)氧化氫含量的影響

Fig.2Effects of Gd2(CO3)3on the superoxide anion production rate, hydrogen peroxide contents of

grafted watermelon seedling leaves under calcium nitrate stress

2.4稀土釓對(duì)硝酸鹽脅迫下嫁接西瓜幼苗葉片丙二醛含量及膜透性的影響

由圖3可知，與對(duì)照相比，嫁接西瓜幼苗在硝酸鈣脅迫下，其葉片的MDA含量、相對(duì)電導(dǎo)率分別提高了130.9%和90.1%，且差異顯著，而硝酸鈣脅迫下噴施碳酸釓后，嫁接西瓜幼苗MDA含量、相對(duì)電導(dǎo)率比單純硝酸鈣脅迫下降25.3%和22.7%。說(shuō)明碳酸釓可減少硝酸鈣脅迫下嫁接西瓜幼苗葉片膜脂過(guò)氧化及細(xì)胞膜相對(duì)透性，從而提高其對(duì)硝酸鈣脅迫的耐性。

圖3碳酸釓對(duì)硝酸鈣脅迫下嫁接西瓜幼苗葉片丙二醛含量及膜透性的影響

Fig.3Effects of Gd2(CO3)3on MDA and cell membrane permeability of grafted

watermelon seedling leaves under calcium nitrate stress

2.5稀土釓對(duì)硝酸鹽脅迫下嫁接西瓜幼苗光合參數(shù)的影響

由表2可知，硝酸鈣脅迫下嫁接西瓜幼苗的Pn比對(duì)照相顯著降低了64.2%，其Gs、Tr和Ci也分別顯著下降了81.6%、71.5%和27.1%，采用碳酸釓處理后嫁接西瓜幼苗Pn、Gs和Tr分別比單純硝酸鈣脅迫處理顯著提高了68.6%、51.7%和43.2%，但Ci比單純的硝酸鈣脅迫處理下降了17.0%。

3討論

土壤中鹽分含量的高低嚴(yán)重影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育[15]。研究表明，在設(shè)施次生鹽漬化土壤中，NO3-離子濃度的不斷升高會(huì)形成硝酸鹽的積累，使得土壤溶液的濃度和滲透壓提高，引起植物抗氧化系統(tǒng)紊亂，從而導(dǎo)致植株光合作用降低、生長(zhǎng)受抑[16-17]。陸曉民等[3]采用1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液添加70 mmol·L-1的硝酸鈣對(duì)黃瓜幼苗脅迫9 d后，其植株干、鮮重較對(duì)照均顯著下降，生長(zhǎng)受到了顯著的抑制。高青海等[11]研究表明，140 mmol·L-1硝酸鹽脅迫下第12天，黃瓜植株的生長(zhǎng)嚴(yán)重受抑。本研究表明硝酸鈣脅迫下嫁接西瓜幼苗的植株鮮質(zhì)量及總干質(zhì)量均較對(duì)照顯著下降，Ca(NO3)2脅迫顯著抑制了嫁接西瓜幼苗的生長(zhǎng)。

近年來(lái)，大量研究表明：作物受逆境脅迫時(shí)，科學(xué)合理地施用稀土能提高作物的抗性，促進(jìn)作物生長(zhǎng)，其機(jī)理可能在于：稀土離子能夠與植物細(xì)胞膜上的磷脂結(jié)合，有效地調(diào)節(jié)鈣代謝，從而改變植物細(xì)胞膜的透性以及穩(wěn)定性，以提高細(xì)胞膜的保護(hù)功能，稀土離子能有效提高植物體內(nèi)的抗氧化酶活性，減少ROS積累，增強(qiáng)植物對(duì)不良環(huán)境的抗性，某些稀土元素在低濃度范圍內(nèi)能誘導(dǎo)葉綠素蛋白質(zhì)合成，從而能提高植物的葉綠素含量和光合作用速率[24]。據(jù)高青海等[25]研究，LaCl3可提高硝酸鹽脅迫下黃瓜幼苗SOD、POD、APX、GR等活性，降低電解質(zhì)滲漏率及丙二醛含量，提高期光合效率，顯著增加黃瓜幼苗單株質(zhì)量，有效緩解了硝酸鹽對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)的抑制作用。張美萍等[26]研究了鹽脅迫下稀土微肥對(duì)黃豆幼苗抗氧化酶活性的影響表明，鹽脅迫下黃豆幼苗膜脂過(guò)氧化加劇，其體內(nèi)的MDA大量積累，細(xì)胞膜透性增大，而鹽脅迫下施用稀土微肥后黃豆幼苗的SOD、CAT活性增大，MDA降低，細(xì)胞膜透性變小，證明了稀土對(duì)鹽脅迫造成黃豆幼苗的損傷具有一定的修復(fù)作用。唐加紅等[23]研究也表明稀土微肥能降低干旱脅迫下小麥葉片MDA含量及質(zhì)膜相對(duì)透性，提高干旱葉片相對(duì)含水量，緩解膜脂過(guò)氧化，并使脯氨酸、可溶性蛋白等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量趨于正常水平，增強(qiáng)了其滲透調(diào)節(jié)能力，誘導(dǎo)小麥葉片葉綠素合成，進(jìn)而提高凈光合速率，緩解干旱脅迫對(duì)小麥的傷害。本試驗(yàn)結(jié)果表明，Ca(NO3)2脅迫下嫁接西瓜幼苗葉片膜脂過(guò)氧化程度顯著加劇，其超氧陰離子產(chǎn)生速率、過(guò)氧化氫和MDA含量、膜透性顯著升高，光合速率的下降，干物質(zhì)合成減少，碳酸釓可提高硝酸鈣脅迫下嫁接西瓜葉片SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性，降低其超氧陰離子產(chǎn)生速率、過(guò)氧化氫和丙二醛含量以及細(xì)胞膜透性，使得光合速率的下降幅度減緩，嫁接西瓜幼苗干重增加，究其原因可能在于：光合作用是植物合成有機(jī)物質(zhì)和獲得能量的源泉，植物葉片葉肉細(xì)胞內(nèi)含葉綠體和線粒體等重要細(xì)胞器，其不僅是植物進(jìn)行光合代謝活動(dòng)的主要場(chǎng)所，同時(shí)也是活性氧產(chǎn)生的主要部位和易脂質(zhì)過(guò)氧化的細(xì)胞器，維持它們正常的結(jié)構(gòu)和功能是細(xì)胞能夠進(jìn)行正常生理代謝的基礎(chǔ)，而在Ca(NO3)2脅迫下，由于膜脂過(guò)氧化加劇，使得植物葉肉細(xì)胞及其內(nèi)含細(xì)胞器原有正常的結(jié)構(gòu)和功能受到影響，導(dǎo)致光合速率的下降，生長(zhǎng)受抑，而碳酸釓可以減緩Ca(NO3)2脅迫下膜脂過(guò)氧化程度，修復(fù)或緩解Ca(NO3)2脅迫對(duì)葉肉細(xì)胞及其細(xì)胞器的傷害，保持其膜結(jié)構(gòu)及功能的相對(duì)穩(wěn)定性，維持了較高的光合性能，緩解了Ca(NO3)2脅迫對(duì)嫁接西瓜幼苗的傷害度。

綜上所述，硝酸鈣脅迫抑制嫁接西瓜幼苗生長(zhǎng)，葉面噴施碳酸釓可顯著提高硝酸鈣脅迫下嫁接西瓜幼苗葉片的抗氧化酶活性，降低其活性氧含量及膜脂過(guò)氧化程度，維持了較高的光合性能，從而提高了嫁接西瓜幼苗對(duì)硝酸鈣脅迫的耐性，有效促進(jìn)Ca(NO3)2脅迫下幼苗的生長(zhǎng)。另外，今后將在此基礎(chǔ)上針對(duì)光合作用主要細(xì)胞器葉綠體，從其結(jié)構(gòu)、抗氧化系統(tǒng)、多胺變化、蛋白及基因表達(dá)等方面進(jìn)一步深入研究碳酸釓調(diào)節(jié)Ca(NO3)2下西瓜光合性能的生物學(xué)作用機(jī)制。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1]陽(yáng)燕娟,郭世榮,李晶,等.嫁接對(duì)鹽脅迫下西瓜幼苗生長(zhǎng)和可溶性蛋白表達(dá)的影響[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2011,34(2):54-60.

[2]焦娟,王秀峰,楊鳳娟,等.外源一氧化氮對(duì)硝酸鹽脅迫下黃瓜幼苗生長(zhǎng)及抗氧化酶活性的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2009,20(12):3009-3014.

[3]陸曉民,高青海.油菜素內(nèi)酯對(duì)硝酸鈣脅迫下黃瓜幼苗生長(zhǎng)及其抗氧化酶同工酶表達(dá)的影響[J].熱帶作物學(xué)報(bào),2011,32(11):2104-2108.

[4]王波,任向東,李秀龍,等.“常樂(lè)”稀土微肥對(duì)糯玉米冠層光合特性及產(chǎn)量的影響[J].中國(guó)稀土學(xué)報(bào),2012,30(4):488-494.

[5]余海兵,王金順,劉正,等.農(nóng)用稀土施用量、寬窄行配置對(duì)鮮食糯玉米產(chǎn)量構(gòu)成因素及品質(zhì)的影響[J].中國(guó)稀土學(xué)報(bào),2013,31(1):102-107.

[6]劉斌,薛立,許鵬波,等.短期低溫下稀土對(duì)麻楝幼苗生理指標(biāo)的影響[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2010,31(4):82-85.

[7]薛紹武,胡婷,王建榮,等.La3+提高擬南芥耐旱能力研究[J].中國(guó)稀土學(xué)報(bào),2012,30(6):750-754.

[8]鞏東輝,王志忠,李國(guó)龍,等.稀土Ce3+對(duì)鹽脅迫下螺旋藻生理特性的影響[J].中國(guó)稀土學(xué)報(bào),2013,31(1):124-128.

[9]陸曉民,王兵,劉紅.模擬酸雨下稀土元素鈰對(duì)糯玉米幼苗生長(zhǎng)的影響[J].核農(nóng)學(xué)報(bào)，2010,24(1):0114-0117.

[10]章健,承河元,高倩,等.稀土元素對(duì)油菜菌核病生長(zhǎng)及其生化性狀影響的研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2000,11(3):382-384.

[11]高青海,吳燕,王秀峰,等.氯化鑭對(duì)硝酸鹽脅迫下黃瓜幼苗光合特性的緩解效應(yīng)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2011,20(11):2685-2690.

[12]張小紅.釹對(duì)甜瓜光合特性、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].中國(guó)稀土學(xué)報(bào),2014,32(2):248-256.

[13]陸曉民,楊威.油菜素內(nèi)醋對(duì)氯化鈉脅迫下黃瓜幼苗的緩解效應(yīng)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2013,24(5):1409-1414.

[14]Zhen A, Bie Z L, Huang Y, et al. Effects of salt-tolerant rootstock grafting on ultrastructure, photosynthetic capacity, and H2O2-scavenging system in chloroplasts of cucumber seedlings under NaCl stress[J]. Acta Physiologiae Plantarum, 2011,33:2311-2319.

[15]李悅,陳忠林,王杰,等.鹽脅迫對(duì)翅堿蓬生長(zhǎng)和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)濃度的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志,2011,30(1):72-76.

[16]童輝,孫錦,郭世榮,等.等滲Ca(NO3)2和NaCl脅迫對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響[J].西北植物學(xué)報(bào),2012,32(2):0306-0311.

[17]Yuan L Y, Du J, Yuan Y H, et al. Effects of 24-epibrassinolide on ascorbate-glutathione cycle and polyamine levels in cucumber roots under Ca(NO3)2stress[J]. Acta Physiol Plant, 2013,35:253-262.

[18]王芳,王丹丹,趙娟,等.鈣對(duì)低溫脅迫下玉米幼苗氧化損傷的保護(hù)作用[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2014,32(1):155-160.

[19]Arora N, Bhardwaj R, Sharma P, et al. Effects of 28-homobrassinolide on growth, lipid peroxidation and antioxidative enzyme activities in seedlings ofZeamaysL. under salinity stress[J]. Acta Physiologiae Plantarum, 2008,30:833-839.

[20]常燕虹，武威，劉建朝,等.干旱脅迫對(duì)文冠果樹(shù)苗某些生理特征的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2012,30(1):170-174,203.

[21]Fariduddin Q, Yusuf M, Chalkoo S, et al. 28-homobrassinolide improves growth and photosynthesis inCucumissativusL. through an enhanced antioxidant system in the presence of chilling stress[J]. Photosynthetica, 2011,49:55-64.

[22]Yuan L Y, Shu S, Sun J, et al. Effects of 24-epibrassinolide on the photosynthetic characteristics, antioxidant system, and chloroplast ultrastructure inCucumissativusL. under Ca(NO3)2stress[J]. Photosynth Res, 2012,112:205-214.

[23]Ogweno J O, Song X S, Shi K, et al. Brassinosteroids alleviate heat-induced inhibition of photosynthesis by increasing carboxylation efficiency and enhancing antioxidant systems inLycopersiconesculentum[J]. Journal of Plant Growth Regulation, 2008,27:49-57.

[24]唐加紅,劉丹,楊玉蘭,等.稀土微肥和NO對(duì)干旱脅迫下小麥光合生理的影響[J].稀土,2012,33(3):21-25.

[25]高青海,王秀峰,史慶華,等.鑭對(duì)硝酸鹽脅迫下黃瓜幼苗生長(zhǎng)及葉片抗氧化酶活性的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2008,19(5):976-980.

[26]張美萍,陜永杰,江玉珍,等.稀土微肥對(duì)鹽脅迫下黃豆幼苗抗氧化酶的影響[J].稀土,2009,30(3):53-56.

Effects of rare earth gadolinium on antioxidase activity and other physiological characteristics of watermelon seedling under nitrate stress

ZHANG Hao, LU Xiao-min, LI Kun, WU Xiu

(AnhuiScienceandTechnologyUniversity,Fengyang,Anhui233100,China)

Keywords:grafted watermelon; calcium nitrate stress; Gd2(CO3)3; antioxidase activity; photosynthesis

Abstract：An experiment was conducted to investigate the effects of Gd2(CO3)3on the antioxidase activity and other physiological characteristics of grafted watermelon seedlings under nitrate stress. Compared with the control, nitrate stress significantly increased the superoxide anion) production rate, hydrogen peroxide (H2O2) contents, malondialdehyde (MDA) contents and cell membrane permeability of grafted watermelon seedling leaves, while decreased the leaf net photosynthetic rate (Pn), stomatal conductance (Gs), intercellular CO2concentration (Ci) and transpiration rate (Tr) by 64.2%, 81.6.%, 27.1% and 71.5%, respectively, and dry matter accumulation was reduced by 38.9%. However, applying Gd2(CO3)3could improve the activities of superoxide (SOD), peroxidase (POD) and catalase (CAT), decrease theproduction rate, H2O2contents, MDA contents and cell membrane permeability, alleviate the drop range fromPn,GsandTr, and increase the dry matter accumulation by 29.2%. Therefore, Gd2(CO3)3treatment could keep a high photosynthetic performance, and effectively promote grafted watermelon seedlings growth through the adjustment of the protective enzyme activity and reduction of membrane lipid peroxide level under nitrate stress.

文章編號(hào)：1000-7601(2016)03-0169-05

doi:10.7606/j.issn.1000-7601.2016.03.27

收稿日期：2015-06-15

基金項(xiàng)目：安徽省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)“蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系”(AHCYTX-13)；安徽高校省級(jí)自然科學(xué)研究項(xiàng)目(KJ2013Z040)；安徽科技學(xué)院專項(xiàng)(ZRC2013348)及大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(201410879019)

作者簡(jiǎn)介：張皓(1992—),男,安徽安慶人,主要從事設(shè)施園藝與無(wú)土栽培方面的研究。E-mail:2577338913@qq.com 通信作者：陸曉民(1969—),男,安徽固鎮(zhèn)人,教授，博士，碩士生導(dǎo)師，主要從事設(shè)施作物生理生態(tài)研究。E-mail:luxiaomin88@163.com

中圖分類號(hào)：Q945.78; S651

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A