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

（山東省德州市農業科學研究院，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

（山東省德州市農業科學研究院，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的變化規律作了研究。試驗結果表明，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于日本甜寶。

關鍵詞：甜瓜幼苗；低溫脅迫；保護酶；丙二醛

甜瓜是設施栽培的主要瓜菜品種之一，在種植過程中經常受到低溫威脅，因此耐冷性是設施甜瓜品種篩選的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。

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孔穴盤基質育苗，基質成分為草炭∶蛭石=2∶1。甜瓜種子經催芽處理后播種，3葉1心時選擇形態、長勢基本一致的幼苗移入光照培養箱內，每個品種栽45株。在晝/夜溫度18℃/10℃、光照5000Lx和照光12h的環境下預處理2d，在相同光照條件下再分別置于12℃、8℃、4℃低溫環境中處理2d。每個溫度處理15株，3次重復。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（氮藍四唑）光化還原抑制法、過氧化物酶（POD）活性采用愈創木酚法、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，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，當低溫脅迫從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62.4%。

2.2低溫對植株葉片電解質滲漏率和MDA含量的影響

電解質滲透率越高，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是膜質過氧化分解的產物，植物的冷害與體內MDA的積累有關[4]。圖2表明，MDA含量的變化與電解質滲透率的變化一致。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滲漏率和MDA含量的變化

3　結論與討論

弱光下的低溫脅迫是甜瓜設施栽培的主要限制因子。低溫脅迫下活性氧的積累會誘發植物細胞膜系統上發生膜質過氧化作用，破壞細胞膜結構和細胞的完整性，從而使植物遭受低溫傷害。SOD、POD、CAT、APX屬于保護酶系統，只有在低溫環境中維持較高的酶活性才能有效地清除活性氧，從而減輕細胞膜結構和功能的破壞[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胞膜保護能力，能有效清除低溫脅迫下植株體內產生的活性氧。

MDA含量的多少在一定程度上代表了細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，由于保護酶活性處于較高水平，對細胞膜保護作用較強，阻礙了活性氧的積累，減少了活性氧對細胞膜的膜質過氧化作用，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

[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].華北農學報，1995，10（1）：56～59.

[2]鄒琦.植物生理學實驗指導[M].北京：中國農業出版社.2000.

[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胞保護酶活性和丙二醛含量的影響[J].上海交通大學學報：農業科學版，2007，25（1）：30～33.