外源脯氨酸對高溫脅迫下黃瓜幼苗生理代謝的影響.pdf

1、黃瓜是一種世界性的重要蔬菜作物，在設(shè)施栽培中占有重要地位，但夏秋季高溫是限制設(shè)施黃瓜周年栽培的主要因子之一。在我國大部分地區(qū)的保護(hù)設(shè)施中，正午40℃以上的高溫經(jīng)常出現(xiàn)，嚴(yán)重影響了黃瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)。脯氨酸（Proline，Pro）是一種小分子的滲透物質(zhì)，是水溶性最大的氨基酸，許多植物在受到逆境脅迫時都能積累高水平的Pro。植物的Pro合成、累積及代謝是一個受非生物脅迫和細(xì)胞內(nèi)Pro濃度調(diào)控的生理生化過程。因此，Pro積累可能是植物受到脅迫

2、的一種信號。但到目前為止，人們對Pro在高溫脅迫生理過程中的作用機(jī)理還了解不多，特別在園藝作物上的研究報道甚少。
　　 本文以抗熱性較弱的黃瓜（Cucumis sativus L.）品種‘新泰密刺’為材料，采用人工智能氣候箱栽培，葉面噴施Pro，研究了外源Pro與高溫脅迫下黃瓜幼苗植株生長、抗氧化系統(tǒng)、光合熒光特性、氮代謝等間的關(guān)系，探討了高溫脅迫下外源Pro在黃瓜幼苗植株中的生理調(diào)節(jié)功能。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.

3、高溫脅迫下，與清水處理相比，外源Pro不同程度地促進(jìn)了黃瓜幼苗的生長，尤其是Pro濃度為3 mmol·L-1時效果最明顯，地上部干重、根系干重和整株干重分別比清水處理提高18.8％、11.8％和17.5％。
　　 2.高溫脅迫下，黃瓜幼苗葉片的超氧陰離子（O2-）產(chǎn)生速率、丙二醛（MDA）含量和電解質(zhì)滲透率（EL）顯著升高，細(xì)胞膜受到了明顯的過氧化傷害；Pro預(yù)處理通過提高超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）和過氧化氫

4、酶（CAT）活性，增強(qiáng)了對活性氧（ROS）的清除能力，有效地緩解了高溫脅迫導(dǎo)致的膜脂過氧化傷害。
　　 3.高溫脅迫4 h、8 h時，與清水處理相比，Pro預(yù)處理谷胱甘肽還原酶（GR）活性、脫氫抗壞血酸還原酶（DHAR）活性、GSH（還原型谷胱甘肽）/GSSG（氧化型谷胱甘肽）比值及還原型抗壞血酸（AsA）、還原型谷胱甘肽（GSH）含量顯著升高，表明外源Pro可提高高溫脅迫下黃瓜幼苗抗壞血酸-谷胱甘肽循環(huán)清除活性氧能力，緩解了高

5、溫脅迫對黃瓜抗氧化系統(tǒng)的破壞。
　　 4.與清水處理相比，高溫脅迫下，Pro預(yù)處理葉綠素a含量、葉綠素b含量及葉綠素總量均升高，且在高溫處理12 h時差異最顯著；在高溫脅迫8 h時，Pro預(yù)處理凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、水分利用率（WUE）及PSⅡ的最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）、實際光化學(xué)效率（ФPSⅡ）、有效光化學(xué)效率（Fv'/Fm'）、光化學(xué)淬滅系數(shù)（qP）、電子傳遞速率（ETR）均顯著升高，而蒸騰速率（Tr）和

6、非光化學(xué)淬滅系數(shù)（NPQ）降低。
　　 5.高溫脅迫下，與清水處理相比，Pro預(yù)處理黃瓜植株干、鮮重均顯著升高，硝態(tài)氮（NO3--N）含量和硝酸還原酶（NR）活性顯著提高，而銨態(tài)氮（NH4+-N）含量有所降低，表明外源Pro可明顯減緩高溫脅迫對黃瓜幼苗氮代謝的影響。
　　 6.高溫脅迫下，Pro預(yù)處理提高了植株體內(nèi)游離Pro、可溶性糖和可溶性蛋白的含量，增強(qiáng)了植株的滲透調(diào)節(jié)能力，從而維持了植株體內(nèi)的水分平衡。說明外源Pr