弱光對溫室黃瓜葉片和莖中可溶性糖含量的影響

徐心誠

(商丘師范學院生命科學學院，河南 商丘 476000)

黃瓜(Cucumis sativus L.)是葫蘆科甜瓜屬中的一年生草本蔓生攀緣植物，廣泛分布于中國各地，為主要的溫室栽培作物之一。在中國北方寒冷地區保護地中黃瓜是蔬菜越冬生產的主要品種之一，在蔬菜生產和消費中都占有非常重要的地位［1］。在中國，黃瓜是一種普遍栽培的大眾化蔬菜，它適應性廣且產量高，備受人們青睞［2］。黃瓜是耐陰性植物，但是光照條件也明顯影響其生長發育［3-5］。近年來中國黃瓜栽培面積不斷增加，隨著中國設施園藝的發展，黃瓜產量大幅度增加，但光照的不足常常影響黃瓜的生長發育［4］，春季黃瓜生長若遇弱光，常常會使黃瓜生長停止、漚根、葉片反卷，嚴重時甚至能造成絕產［6］。冬季和春季的光照時間和光照度明顯不足，特別是冬季陰天比較多，弱光災害時有發生，嚴重影響設施蔬菜生產，冬季和春季的弱光脅迫已經成為了制約設施蔬菜高產優質栽培的瓶頸。栽培黃瓜光照條件差，不僅嚴重影響其產量，同時還會造成畸形瓜的增多，葉片光合速率下降，植株生長速度變慢［7］等。有人對黃瓜的弱光生理進行了研究，結果表明，受弱光影響，苗期黃瓜生長變慢，葉片的光合速率下降［8-11］，且黃瓜葉片的氣體交換、葉綠體的超微結構及葉綠素的光能吸收利用均受到影響。弱光處理下，苗期黃瓜葉片凈光合速率降低［12-13］，還有人已經對弱光脅迫下黃瓜葉片代謝調節［14］，葉片解剖結構及光合特性進行了研究［15］。目前弱光對黃瓜生長影響的研究已有報道，主要集中在葉片上，弱光處理后葉片光合速率下降，莖在運輸光合產物中起著至關重要的作用，葉片光合速率下降后莖中可溶性糖的含量會有怎么樣的變化。

在中國冬春保護地黃瓜栽培中，弱光是影響黃瓜品質和產量的一個主要限制因素［6］。弱光脅迫后，黃瓜幼苗的形態結構和生理特性都會發生一定的適應性變化。光照不足常影響其生長發育［8-9］。聶愛湘等［16］近2年在博州地區早春提前栽培溫室黃瓜和秋延晚茬溫室黃瓜生產中發現，在黃瓜進入結果期以后，畸形瓜發生的概率有逐年加重的趨勢。因光照不足、營養不良，葉片中的同化物質不能進入到果實中，在黃瓜結果期由于落蔓而使摘葉過多，功能葉片減少，葉片的同化作用減弱，進而產生彎曲瓜。王惠哲等［11］對黃瓜全生育期進行弱光處理，結果表明，弱光能抑制黃瓜幼苗的生長發育，主要表現為植株干質量降低、莖變細、產量降低。弱光下的黃瓜幼苗可溶性蛋白質含量及膜保護酶活性降低，膜脂過氧化水平增高，葉綠素含量及凈光合速率明顯降低。目前弱光對黃瓜發育影響的研究已有報道，但大多是以其形態指標以及生理指標(葉綠素含量)等作為參數，對黃瓜葉片中光合產物的研究少有報道。

本試驗以2個黃瓜品種中農118(弱光敏感性品種)和冬棚豐冠(耐弱光品種)作為試驗材料，研究弱光脅迫對黃瓜莖和葉片中果糖、葡萄糖、蔗糖、可溶性總糖含量的影響，以期為黃瓜的高產栽培提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

黃瓜品種中農118和冬棚豐冠。

1.2 材料處理

1.2.1 幼苗的培養及處理 分別選取豐滿、健壯、大小一致的中農118和冬棚豐冠種子，經溫水浸種并催芽后，播于50孔穴盤中，1粒/穴，播種基質為草炭+園土+雞糞+土壤殺菌劑，播后覆蓋地膜，放置于玻璃溫室內進行培養。長至二葉一心后，挑選生長基本一致的植株移栽入13 cm×12 cm軟塑料營養缽中預培養，視天氣情況每隔1～2 d澆水1次，培養至四葉一心時挑選長勢一致的植株每個品種分別分成2組，每組10株，每個品種選一組進行正常光照下培養，即為對照;另一組用50%折光率的黑色遮陽網處理，即為弱光處理。

1.2.2 取樣及待測樣品預處理 弱光處理5 d后，分別取頂尖下第3片完全展開的功能葉和莖，沖洗干凈并晾干，置于烘箱中110℃ 15 min，然后將溫度調至70℃，烘至恒質量，將干樣研磨過篩，即為待測樣品。

1.3 提取液制備及糖類含量測定

1.3.1 提取液的制備 稱取50 mg干樣品粉末，倒入10 ml刻度試管，加入4 ml 80%的酒精，置于80℃水浴振蕩保溫40 min，冷卻后于4 000 r/min離心3 min(以離心效果為衡量標準)，收集上清液。其殘渣加2 ml 80%的酒精重復提取2次，合并上清液。在上清液中加入大約20 mg活性炭，80℃脫色30 min(脫色過程中最好振蕩)，定容至10 ml，過濾后取濾液測定。該提取液可用于可溶性總糖、蔗糖、果糖、葡萄糖含量的測定。

1.3.2 果糖含量測定 采用蒽酮比色法［10］，取1.0 ml提取液，加入2.5 ml蒽酮試劑，40℃保溫10 min，冷卻，顯色10 min，測定OD620值。

1.3.3 葡萄糖含量測定 葡萄糖氧化酶法［11］，加酶制劑2 ml于10 ml刻度試管中，30℃水浴保溫，待酶液溫度平衡后，加1 ml提取液，保溫5 min后加5 mol/L硫酸，測定OD520值。

1.3.4 蔗糖含量測定 采用蒽酮比色法［10］，取1 ml提取液，加入25 μl 12 mol/L NaOH搖勻，100℃煮沸5 min，冷卻后加蒽酮，80℃水浴 10 min，冷卻，顯色 10 min，測定OD620值。

1.3.5 可溶性糖含量測定 采用蒽酮比色法［10］，取1.0 ml提取液，加入2.5 ml蒽酮試劑，在90℃下保溫15 min，取出后迅速冷卻，測定OD620值。

2 結果與分析

2.1 弱光脅迫對2個黃瓜品種葉片糖含量的影響

結果顯示，在正常光照下，中農118幼苗葉片中蔗糖含量顯著高于冬棚豐冠，果糖、葡萄糖、可溶性總糖含量沒有明顯差異。在弱光脅迫下，冬棚豐冠可溶性總糖和葡萄糖含量都顯著高于中農118，但冬棚豐冠的蔗糖含量顯著低于中農118。

弱光脅迫對2個黃瓜品種葉片果糖、蔗糖、可溶性總糖含量有顯著影響。與正常光照的對照相比，弱光處理后，中農118和冬棚豐冠葉片果糖、蔗糖和可溶性總糖含量均降低，分別下降了49.7%和61.8%、39.9%和53%、61.5%和44.6%，而2個黃瓜品種葡萄糖含量下降幅度分別為32.5%和3.3%，明顯低于果糖、蔗糖及可溶性總糖的下降幅度，尤其冬棚豐冠僅下降3.3%，未達顯著水平。

2.2 弱光脅迫對2個黃瓜品種莖中糖含量的影響

在正常光照下，中農118莖中果糖和蔗糖含量都顯著高于冬棚豐冠，且其葡萄糖和可溶性糖含量也都高于冬棚豐冠。在弱光脅迫下，冬棚豐冠莖中葡萄糖含量顯著高于中農118，但冬棚豐冠莖中果糖和蔗糖含量顯著低于中農118。

弱光脅迫對2個黃瓜品種莖中果糖、蔗糖、可溶性總糖含量有顯著影響。與正常光照的對照相比，弱光處理后，中農118和冬棚豐冠莖中果糖、蔗糖和可溶性總糖含量均顯著降低，分別下降了65.77%和67.03%、61.80%和61.27%、61.53%和52.93%，而2個黃瓜品種莖中葡萄糖含量下降幅度分別為44.74%和3.75%，明顯低于果糖、蔗糖及可溶性總糖，尤其冬棚豐冠僅下降3.75%，未達顯著水平。

3 討論

冬季玻璃溫室的光照度僅僅是夏季的40%左右，而栽培面積較大的塑料日光溫室的光照度更低［12］。朱延姝等［8］的試驗結果表明，干物質對光照度反應較為敏感，弱光條件下生長的植株的干物質含量均有不同程度下降，同時由于凈光合速率降低造成黃瓜生物學產量和經濟學產量均明顯降低，光照是影響日光溫室黃瓜生長發育的首要環境因子，其對產量形成的作用比溫度更重要。同時，也有研究結果表明，弱光處理使冬季和春季的黃瓜產量都明顯低于正常光照對照［14，17］。本試驗結果表明在弱光條件下，黃瓜葉片可溶性糖含量降低。

光照是光合作用的重要條件之一，在設施園藝栽培過程中，黃瓜經常遭遇弱光逆境，嚴重影響其生長、產量和質量［15］。

本試驗結果表明，在正常光照條件下，中農118幼苗葉片中蔗糖含量顯著高于冬棚豐冠，但弱光脅迫下，冬棚豐冠可溶性性總糖和葡萄糖含量都高于中農118。黃瓜幼莖不僅發揮著營養物質的運輸與支撐作用，還參與光合作用。正常光照條件下中農118莖中果糖、葡萄糖、蔗糖以及可溶性總糖含量明顯高于冬棚豐冠;弱光脅迫下，冬棚豐冠莖中果糖與蔗糖含量都顯著低于中農118，但可溶性性總糖和葡萄糖含量都高于中農118。冬棚豐冠在正常光照條件下，幼莖參與光合作用的積累明顯低于其葉片，但弱光條件下，冬棚豐冠葉片與幼莖的葡萄糖含量沒有明顯變化，且都高于中農118，這可能是冬棚豐冠有較強的耐弱光能力的主要原因之一，也表明了冬棚豐冠更適于溫室栽培。

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