低溫弱光對不同生態型黃瓜幼苗生理生化特性的影響

賈慶虎 孟凡珍，2 寧鋒 高春亮（.廣東茂名市農業局，525000；2.中國農業大學農學與生物技術學院）

低溫弱光對不同生態型黃瓜幼苗生理生化特性的影響

賈慶虎1孟凡珍1，2寧鋒1高春亮1
（1.廣東茂名市農業局，525000；2.中國農業大學農學與生物技術學院）

研究了低溫弱光對黃瓜幼苗生理生化特性的影響。試驗結果表明，低溫弱光下，刺瓜型國農25和水果型國農41幼苗可溶性糖、可溶性蛋白質含量均增加，且國農41的可溶性糖含量高于國農25；2個黃瓜品種過氧化物酶（POD）、抗壞血酸過氧化物酶（APX）、脫氫抗壞血酸還原酶（DHAR）、脂氧合酶（LOX）的活性也均升高，但國農25的APX，DHAR活性啟動較快，先高于對照。國農25和國農41的丙二醛（MDA）含量變化存在明顯差異，國農25明顯低于對照；而國農41在3～9 d急劇增加，明顯高于對照。

低溫弱光 黃瓜幼苗 保護性物質 保護酶

黃瓜是我國設施栽培的主要蔬菜之一，在冬春保護地瓜類蔬菜生產中占有重要地位。在黃瓜冬春栽培中常常遭遇低溫弱光的環境，嚴重影響黃瓜的品質和產量。因此，對這方面的研究一直是近年來的研究熱點，也已有不少報道[1～3]。但水果型黃瓜是近幾年來新興的黃瓜栽培品種，關于它與傳統的刺型黃瓜在低溫弱光下生理生化特性的差別還沒有詳細的研究。因此，本文就低溫弱光對不同生態型黃瓜幼苗保護性物質和保護酶活性的影響進行了詳細研究。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.2 試驗處理

待幼苗長到4葉1心時，選形態、長勢、大小基本一致的苗子，放入光照培養箱中進行低溫處理，處理溫度為白天15℃，夜間8℃；光照時間為13 h（7：30～20：30），白天光照強度為80 μmol·（m2·s）-1，共處理9 d，于低溫處理的0，3，6，9 d取樣，每天的9：00取樣，每次取樣5株，取植株的第3和第4片真葉；對照的處理溫度為白天24℃，夜間18℃，光照強度為400 μmol·（m2·s）-1，處理時間、采樣時間和方法同低溫處理的。

圖1 低溫弱光對黃瓜幼苗葉片脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量的影響

1.3 試驗方法

采用考馬斯亮藍法[7]測定可溶性蛋白質含量；用蒽酮法[4]測定可溶性糖含量；水合茚三酮法[4]測定游離脯氨酸含量；用硫代巴比妥酸法[7]測定丙二醛含量；根據超氧化物歧化酶（SOD）抑制氮藍四唑

（NBT）光化還原的原理測定超氧化物歧化酶活性[4]；用愈創木酚法[4]測定過氧化物酶（POD）活性，以每1 min吸光度變化值表示酶活性大小；用比色法[4]測

定過氧化氫酶 （CAT）活性；APX活性采用Nakano和Asada[5]方法，在290 nm處比色，測定其單位時間內吸光度的變化；脂氧合酶活性按徐向群[6]的方法作改進后測定，測定中嚴格掌握反應時間和溫度；DHAR測定參照Hossain and Asada[7]的方法，反應體系中含有50 mmol/L K2HPO4-KH2PO4緩沖液，pH值7.0，0.5 mmol/L DASA（Dehydroascorbate acid），5 mmol/L GSH。文中數據均為3次重復的平均值。

圖2 低溫弱光對黃瓜幼苗葉片CAT，SOD，POD活性的影響

2 結果與分析

2.1 低溫弱光對不同生態型黃瓜幼苗保護性物質的影響

從圖1可以看出，低溫弱光下國農25和國農41的脯氨酸含量與對照相比變化都不明顯，但也存在一定差異。國農25在處理的前6 d略有增加，而國農41卻略有減少。

國農25和國農41在低溫弱光下可溶性糖表現出相同的變化趨勢，均為先增加后降低，均在處理的第6天達到峰值，分別是對照的2.92倍和1.69倍。但國農41的可溶性糖含量始終高于國農25；從圖1還可以看出，低溫弱光下2個黃瓜品種的可溶性蛋白含量都增加，與對照相比處理的后期增加較多。

圖3 低溫弱光對黃瓜幼苗葉片APX，DHAR活性的影響

圖4 低溫弱光對黃瓜幼苗葉片LOX活性、MDA含量的影響

2.2 低溫弱光對不同生態型黃瓜幼苗保護酶活性的影響

①對不同生態型黃瓜幼苗POD，SOD，CAT活性的影響 由圖2可看出，國農25在低溫弱光處理的第6天和第9天POD活性明顯高于對照，而國農41在處理的6～9 d才急劇升高。國農25 SOD活性在低溫弱光下基本不變，與對照沒有差別，而國農41 SOD活性在處理的前期略高于對照，但國農25的SOD活性始終高于國農41的。低溫弱光下2個品種的CAT活性都呈先升高后降低的趨勢，都高于對照的；但國農25的CAT活性變化比較緩慢，而國農41的增加值較大。

②對不同生態型黃瓜幼苗APX和DHAR活性的影響 從圖3可以看出，低溫弱光下2個黃瓜品種的APX活性都呈遞增趨勢，國農41在處理的前6 d增加值較小，而國農25較大；在處理的第9天都明顯高于對照。DHAR活性的變化與APX的基本一致。從圖3還可以看出，低溫弱光下國農25比國農41的APX和DHAR活性先高于對照，啟動較快。

2.3 低溫弱光對不同生態型黃瓜幼苗膜透性的影響

由圖4表明，在低溫弱光下國農25和國農41的MDA含量變化存在明顯差異。國農25明顯低于對照；而國農41在前3 d略有減少，從3～9 d急劇增加，明顯高于對照。在低溫弱光下國農25的LOX的活性升高，一直高于對照；國農41的活性在前6 d基本不變，而后急劇升高，高于對照。可見，低溫弱光對水果型黃瓜國農41的細胞膜傷害比較大。

3 小結與討論

可溶性糖是冷害和凍害條件下細胞內的保護性物質，其含量與植物的抗冷性程度成呈相關[8]。植物可溶性蛋白含量增加與抗冷性的提高有關，低溫鍛煉過程中植物體內可溶性蛋白含量升高，可提高植物的抗冷能力。本試驗結果表明，在低溫弱光下，黃瓜幼苗可溶性糖和可溶性蛋白含量增加，從而可以提高黃瓜幼苗的抗冷能力，但不同品種間有差異，國農41的可溶性糖含量較高。

已知SOD，POD，CAT是植物體內酶促防御系統的3個重要保護酶，植物的保護酶系統在清除自由基、防止活性氧毒害方面起著重要作用[9]。SOD可清除植物體內的超氧陰離子自由基（O2-·），減緩氧自由基對細胞膜的損傷。CAT是調節細胞內H2O2的重要酶，可催化H2O2轉化為活性較低的物質，使機體受到保護。在低溫脅迫下POD活性上升，能有效地清除植物體內的H2O2，從而使植物能在一定的程度上忍耐、減緩或抵抗低溫脅迫。本試驗結果表明，在低溫弱光下，黃瓜幼苗葉片POD，CAT活性高于對照的。APX和DHAR是定位于葉綠體中的抗壞血酸-谷胱甘肽循環中的關鍵酶，它們對于保護葉綠體和其他細胞組織免受H2O2及其所產生的羥基自由基的破壞是必不可少的。研究結果表明，在低溫弱光下國農25和國農41的APX和DHAR活性升高。但二者對低溫弱光的響應存在差異，主要表現為前者保護酶啟動快，能在較短的時間內高于對照。

逆境條件會導致植物體內活性氧的增加，從而引發氧化脅迫[10]。MDA是膜脂過氧化產物，它的含量與膜脂過氧化程度呈正相關[11]。在低溫弱光下國農25和國農41的MDA含量變化存在明顯差異。國農25明顯低于對照；而國農41在前3 d略有減少，在3～9 d急劇增加，明顯高于對照。由此可見，低溫弱光對國農41細胞膜造成了較為嚴重的破壞作用。

本試驗結果表明，在低溫弱光脅迫下黃瓜幼苗可以通過增加體內保護性物質的含量和抗氧化酶的活性增強對逆境的抵抗能力。但低溫弱光對不同生態型黃瓜的生理生化特性的影響存在差異，刺瓜型國農25比水果型國農41對低溫弱光的響應快，能快速啟動體內的保護酶系統，細胞膜受到的傷害輕。

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Effects of Low Temperature and Poor Light on Physiological and Biochemical Characteristic in Cucumber Seedlings of Different Ecotypes

JIA Qinghu1,MENG Fanzhen1,2,NING Feng1,GAO Chunliang1

The effects of low temperature and poor light was studied on physiological and biochemical characteristic in cucumber seedlings.The results showed that soluble sugar contents and soluble protein contents under low temperature and poor light increased,and soluble sugar contents of Guonong 25 was higher than that of Guonong 41.Peroxidase(POD) activities,ascorbate peroxidase (APX)activities,dehydroascorbate reductase (DHAR)activities and lipoxygenose(LOX) activities also increased,but protective enzyme activities increased more rapidly in Guonong 25 than that in Guonong 41. The results also showed that contents of malondialdehyde (MDA)of Guonong 25 was different from that of Guonong 41, MDA contents of Guonong 25 was lower than that of CK,but MDA contents of Guonong 41 was higher than that of CK from 3-9 d.

Low temperature and poor light;Cucumber Seedlings;Protective materials;Protective Enzymes

10.3865/j.issn.1001-3547.2009.18.018

賈慶虎（1975-），男，碩士，農藝師，主要從事蔬菜栽培及農產品檢測工作，電話:13413383695。E-mail:fanzhen_meng@sohu.com

2009-02-06