設(shè)施黃瓜對(duì)高溫脅迫的響應(yīng)與適應(yīng).pdf

1、黃瓜（Cucumis sativus L.）原產(chǎn)于喜馬拉雅山南麓熱帶雨林及印度北部地區(qū)，喜溫但不耐熱，在夏季設(shè)施栽培中經(jīng)常遭遇高溫和強(qiáng)光脅迫，嚴(yán)重影響黃瓜的光合作用、生長(zhǎng)和產(chǎn)量。因此，研究黃瓜對(duì)高溫強(qiáng)光的響應(yīng)與適應(yīng)機(jī)理具有重要意義。本文以‘津優(yōu)35’黃瓜為試材，研究了黃瓜幼苗葉片光合機(jī)構(gòu)對(duì)高溫強(qiáng)光的響應(yīng)與防御機(jī)制，同時(shí)探討了夏季高溫環(huán)境對(duì)設(shè)施黃瓜生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。主要研究結(jié)果如下：
　　1.高溫（HT：42℃/32℃）和

2、亞高溫（S HT：35℃/25℃）明顯抑制幼苗生長(zhǎng)。隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，黃瓜幼苗葉片的光合速率（P n）逐漸降低，胞間 CO2濃度（C i）趨于升高，氣孔導(dǎo)度（Gs）、蒸騰速率（Tr）、光呼吸速率（Pr）和暗呼吸速率（Dr）先上升后下降。與高溫單因子脅迫相比，高溫強(qiáng)光交叉脅迫黃瓜幼苗葉片 P n的降低幅度明顯增大；高溫強(qiáng)光下黃瓜幼苗葉片的 Gs和 C i均呈先升高后降低趨勢(shì)，Pr和 Dr顯著降低，說(shuō)明高溫或亞高溫引起 Pn下降的主要原因

3、是非氣孔限制，而高溫強(qiáng)光交叉脅迫引起Pn下降的主要原因是氣孔限制。
　　2.高溫、亞高溫可使黃瓜幼苗葉片的暗下光系統(tǒng)Ⅱ最大光化學(xué)效率（Fv/F m）、光下實(shí)際光化學(xué)效率（ΦPSⅡ）、光化學(xué)猝滅系數(shù)（qP）和電子傳遞效率（ETR）顯著降低，初始熒光（F0）和非化學(xué)猝滅系數(shù)（NPQ）逐漸升高。高溫下 PFD越強(qiáng)，黃瓜幼苗葉片的 Fv/Fm、ФPSⅡ、qP的降低幅度和 F0、NPQ的升高幅度越大。可見(jiàn)，適宜光強(qiáng)下短時(shí)亞高溫處理黃瓜幼苗不

4、會(huì)產(chǎn)生明顯光抑制，高溫脅迫會(huì)對(duì)其 PSⅡ反應(yīng)中心造成嚴(yán)重?fù)p傷；高溫下光量子通量密度（PF D）越強(qiáng)，黃瓜幼苗葉片的 PSⅡ反應(yīng)中心受損傷程度越重。
　　3.隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，HT處理的RuBP羧化酶（RuBPCase）和 Rub isco活化酶（RCA）活性及其mRNA表達(dá)量逐漸降低，而SHT處理的脅迫初期變化不大，3 d后趨于降低；HT和SHT處理的景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶（SBPase）和果糖-1,6-二磷酸醛縮酶（FB

5、A）活性與 mRNA表達(dá)均呈先升高后降低趨勢(shì)。高溫強(qiáng)光下黃瓜幼苗葉片的RuBPCase、RCA、SBPase和 FBA活性及其 mRNA表達(dá)均隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，且 PFD越高，降低幅度越大。說(shuō)明光合酶受高溫脅迫誘導(dǎo)，但其誘導(dǎo)效應(yīng)與溫度升高幅度和高溫持續(xù)時(shí)間有關(guān)；強(qiáng)光可在一定程度上抵消高溫對(duì)光合酶活性與基因表達(dá)的誘導(dǎo)效應(yīng)。
　　4. HT和 SHT處理的丙二醛（MDA）和過(guò)氧化氫（H2O2）含量及超氧陰離子（O-.2）產(chǎn)生速

6、率均逐漸增加，但 SHT處理的增加幅度顯著小于 HT；脅迫初期，HT和SHT處理的超氧化物歧化酶（SO D）、過(guò)氧化物酶（PO D）、過(guò)氧化氫酶（C AT）、抗壞血酸過(guò)氧化物酶（APX）、谷胱甘肽還原酶（ GR）活性及其 mRN A表達(dá)，以及抗壞血酸（AsA）和谷胱甘肽（ GSH）含量明顯升高。1~3 d后多逐漸降低， AsA持續(xù)升高。與高溫或亞高溫單因子脅迫相比，高溫強(qiáng)光交叉脅迫黃瓜幼苗葉片的M DA積累量顯著增加，抗氧化酶活性及As

7、A和 GSH含量明顯降低。可見(jiàn)，黃瓜幼苗可通過(guò)上調(diào)抗氧化酶活性和基因表達(dá)抵御短時(shí)高溫或亞高溫逆境傷害，但脅迫時(shí)間超過(guò)1~3d時(shí)，抗氧化酶活性和基因表達(dá)降低，膜脂過(guò)氧化程度加重；強(qiáng)光會(huì)加速高溫脅迫引起的活性積累，且光照越強(qiáng)，膜系統(tǒng)受傷越重。
　　5.夏季拱棚內(nèi)黃瓜葉片的光合速率日變化多呈單峰曲線型，在8月10日中午氣溫超過(guò)42℃時(shí)出現(xiàn)光合“午休”現(xiàn)象，其主要原因是高溫強(qiáng)光引起的氣孔限制。黃瓜生育期內(nèi)，SOD、POD、CAT、APX和