低溫弱光對黃瓜若干物質(zhì)代謝指標的影響

閻世江，劉　潔，張繼寧，張建軍

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學院　蔬菜研究所，山西 太原 030031；2.山西省農(nóng)業(yè)科學院　科技情報研究所，山西 太原 030031；3. 遼寧鞍山市園藝科學研究所，遼寧 鞍山 114011）

試驗研究

低溫弱光對黃瓜若干物質(zhì)代謝指標的影響

閻世江1，劉潔2，張繼寧1，張建軍3

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜研究所，山西 太原 030031；2.山西省農(nóng)業(yè)科學院科技情報研究所，山西 太原 030031；3. 遼寧鞍山市園藝科學研究所，遼寧 鞍山 114011）

選取耐低溫性不同的6份材料給予低溫弱光逆境，白天溫度設定為12 ℃，晚上設定為8 ℃，光照時間為8 h，強度為30 μmol·m-2·s-1，共處理14 d。調(diào)查其耐低溫性及根系總吸收面積、活躍吸收面積、比表面積、可溶性糖含量，結果表明總吸收面積、活躍吸收面積、比表面積、可溶性糖含量在常溫下差異不顯著，低溫處理以后各品種間差異均極顯著，根系活力下降，可溶性糖含量上升。耐低溫性與根系總吸收面積、可溶性糖含量呈正相關。

低溫；黃瓜；物質(zhì)代謝

黃瓜（Cucumis sativus L.）屬蔓生攀緣植物，喜溫，起源于國外，目前是國內(nèi)廣泛種植的蔬菜，尤其在我國北方寒冷地區(qū)保護地中栽培面積很大。低溫對黃瓜生長有嚴重危害，因此其耐低溫機理的研究日益成為研究的熱點。已有的研究主要有低溫對黃瓜形態(tài)的影響［1-2］、維持細胞膜穩(wěn)定的保護酶活性［3-4］、相關性狀的遺傳［5］等方面。黃瓜在低溫下的生長發(fā)育狀況可通過物質(zhì)代謝表達，代表性指標是根系活力和糖的含量，有關的研究少見報道。本研究利用6份黃瓜高代自交系，給予其低溫弱光條件，測定根系活力及可溶性糖含量，從物質(zhì)代謝的角度揭示黃瓜耐低溫性的生理機制，為黃瓜抗逆生理研究奠定基礎。

1　材料和方法

1.1材料

選取不同遺傳來源的6份黃瓜高代自交系，代號分別為1號～6號，均屬密刺類型，其中1號、2號耐低溫性較強，3號、4號耐低溫性居中，5號、6號耐低溫性較弱。

1.2方法

2014年3月將6份黃瓜種子在鞍山市園藝科學研究所科研基地1號溫室播種，播入50孔穴盤，每份材料播種50粒，30 d后分苗至直徑為10 cm的營養(yǎng)缽，20 d后每份材料取15株，放入SPX-250IC型人工氣候箱（上海博迅使用公司產(chǎn)）進行低溫弱光處理，白天溫度設定為12 ℃，晚上設定為8 ℃，光照時間為8 h，強度為30 μmol·m-2·s-1，共處理14 d。設3次重復，然后調(diào)查耐低溫性，分級標準參考查丁石［5］的方法，具體如下：0級，全株受凍死亡或接近死亡；1級，秧苗各葉片普遍受凍，其中3～4葉受凍面積＞50%；2級，秧苗3～5葉受凍，其中2 ～3葉受凍面積＞50%；3級，秧苗2～4葉受凍，其中1～2葉受凍面積＞50%；4級，秧苗1～2葉受凍，面積約20%～30%；5級，秧苗生長正常，無任何受凍癥狀。耐低溫性賦值按如下公式計算：

式中S表示受低溫傷害后，相應級別的黃瓜株數(shù)。

另取5株在正常溫度光照下培養(yǎng)。處理結束后同時測定對照與處理的根系活力，即總吸收面積、活躍吸收面積、比表面積（甲烯藍法）、可溶性糖含量（蒽酮法）［6］。采用DPS軟件進行數(shù)據(jù)分析，Excel統(tǒng)計并制圖。

2　結果與分析

2.1供試材料的耐低溫性

由圖1可知，黃瓜的耐低溫性在材料間差異極顯著，1號、2號的耐低溫性最高，達4.5以上，3號、4號的耐低溫性居中，為3.4，3.5，5號、6號的耐低溫性最低，在2.1以下。

圖1　不同材料的耐低溫性比較

2.2總吸收面積、活躍吸收面積、比表面

在常溫下，各材料的總吸收面積、活躍吸收面積的差異未達顯著水平，處理后2個指標均下降，差異顯著（圖2），其中1號、2號表現(xiàn)較高，2個指標分別為1.596，1.593，0.791，0.78 1 m2，而耐低溫性較差的5號、6號的這2個指標較低，分別為1.53，1.516，0.752，0.745 m2，3號、4號的這2個性狀居中，分別為1.525，1.530，0.753，0.755 m2。

圖2　材料的吸收面積

根系比表面積見圖3，常溫下差異不顯著，低溫處理后比表面積均下降，差異達顯著水平，1號、2號較高，為2.688，2.693 m-1，其余的材料為1.407，1.236，0.911，0.845 m-1。

黃瓜幼苗根系的總吸收面積、活躍吸收面積、比表面在常溫下材料間的F值分別為1.375，0.006，0.088，未達顯著水平，低溫處理以后F值分別為8.666，12.8645，203.208，差異均達到極顯著的水平。

圖3　材料的比表面積

2.3可溶性糖

可溶性糖含量見圖4，由此圖可知，在常溫下材料間的差異不顯著，經(jīng)過低溫處理后，可溶性糖含量均升高，差異達顯著水平。1號、2號升至4.942，5.417 μg·g-1，而5號、6號升至2.801，2.501 μg·g-1，3號、4號升至3.48 ，3.882 μg·g-1，含量居中。

圖4　不同材料可溶性糖含量

2.4物質(zhì)代謝與耐低溫性的相關分析

由表1可知，在偏相關分析中耐低溫性與總吸收面積、可溶性糖含量達顯著相關，相關系數(shù)為0.801，0.900。在單相關中，耐低溫性與所有指標呈顯著正相關，相關系數(shù)為0.874，0.825，0.975，0.960。

表1　各指標與耐低溫性的相關分析

3　討　論

根系是植物體重要組成部分，其與耐低溫的關系報道較多，王瑞云等［7］報道，苜蓿幼苗經(jīng)低溫處理，根系活力較對照提高，耐低溫性強的品種根系活力更高。本試驗的結論與之相同，說明當?shù)蜏孛{迫來臨時，對于耐低溫性強的材料，低溫對其代謝及其他生理活動影響小，所以根部總吸收面積、活躍吸收面積、比表面積降低幅度較小。耐低溫性較弱的材料影響較大。

可溶性糖含量能反映植物體耐低溫弱光的能力。研究表明耐低溫性較強的材料在低溫下可溶性糖等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量上升，以維持正常代謝［8-11］，本試驗的結論與之相同。楊曉玲等［12］認為可溶性糖增強滲透調(diào)節(jié)能力，可維持細胞膜的穩(wěn)定性。另一方面低溫下使淀粉轉化為可溶性糖，增加了細胞液的濃度，提高了細胞防脫水能力，也能維持細胞膜的穩(wěn)定性［12］。

［1］侯鋒，沈文云，呂淑珍.黃瓜幼苗耐寒性鑒定方法研究［C］.中國主要蔬菜抗病育種進展.北京:科學出版社，1995：474-477.

［2］王永健，姜亦巍，曹宛虹.低溫對不同品種黃瓜種子萌發(fā)、過氧化物酶及同功酶的影響［J］.華北農(nóng)學報，1995，10（2）：72-76.

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

［4］Staub JE， kupper RS，Schuman D，et al. Electrophoretic variation and enzyme storage stability in cucumber［J］. J Amer. Soc Hort Sci，1985，110（3）：426-431.

［4］閆世江，司龍亭，馬志國，等.黃瓜苗期耐低溫性及相關形態(tài)學性狀的遺傳分析［J］.沈陽農(nóng)業(yè)大學學報，2008，39（1）：11-14

［5］查丁石，陳建林，丁海東. 茄子耐低溫弱光鑒定方法初探［J］.上海農(nóng)業(yè)學報，2005，21（2）：100-103.

［6］張憲政，陳鳳玉，王榮富，等.植物生理學［M］.沈陽：遼寧科學技術出版社，1994.

［7］王瑞云，任有蛇，岳文斌，等.低溫脅迫對苜蓿幼苗存活及生理生化指標的影響［J］.激光生物學報，2006，15（4）：342-348.

［8］高桂花，王瑞兵，劉艷芳，等.低溫脅迫下玉米幼苗生理變化的研究［J］.河北農(nóng)業(yè)科學，2006，10（4）：16-19.

［9］朱進.低溫脅迫下不同西葫蘆品種抗寒性生理指標的比較［J］.湖北農(nóng)學院學報，2004，24（2）：106-108.

［10］王磊，李建勇，張振賢，等.凍害低溫下越冬甘藍滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的變化和作用［J］.山東農(nóng)業(yè)大學學報，2001，32（4）：487-490.

［11］楊曉玲，楊晴，劉艷芳，等.水楊酸對黃瓜種子萌發(fā)及幼苗抗低溫的影響［J］.種子，2007，26（1）：78-80.

［12］王合理.黃瓜低溫冷害及耐冷性研究進展［J］.塔里木農(nóng)墾大學學報， 1999，11（4）：58-60.

S642.2

A

1002-0659（2015）05-0001-02

2015-08-21

主要作者簡介：閻世江（1975-），男，山西太原人，助理研究員，博士，主要從事蔬菜遺傳育種研究。E-mail:syauyan@163. com