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高温胁迫对黄瓜幼苗生理生化特性影响及其生理机制的研究

来源:上海联硕生物科技有限公司   2010年05月26日 16:46  

耐热性不同的两个黄瓜品种津春4号(Cucumi ativusL.Jinchu o.4,耐热)与中农12号(Cucumi ativusL.Zhongnong2,热敏感)为试材,通过测定种子萌发、叶绿素荧光参数、气体交换参数、膜伤害程度、抗氧化酶活性变化及幼苗形态指标变化等,研究了高温胁迫下黄瓜种子萌发及幼苗生长指标、叶绿素含量、光合特性、叶绿素荧光参数以及抗氧化酶活性的变化以及其影响机理,并且比较了耐热性不同的两个品种间在热胁迫下存在的差异。其主要试验结果如下: 高温处理抑制黄瓜种子的萌发,35℃处理下抑制作用不明显,40℃,42℃和45℃处理下抑制作用明显。表现为发芽率、发芽势、发芽指数与简明活力指数均下降,胚根长、胚根鲜重减小,α-淀粉酶活性下降。其变化程度随处理温度的升高而增强,品种间差异不明显。 在35℃/20℃胁迫处理下,黄瓜幼苗出现明显徒长现象,而茎粗、根鲜重、根干重、冠鲜重、冠干重增加受到明显抑制。40℃/25℃与42℃/27℃胁迫处理下,两种黄瓜幼苗各生长指标均显著降低。两个品种间生长指标存在差异,耐热品种津春4号的徒长现象较热敏感品种中农12号轻,茎粗、根鲜重、根干重、冠鲜重、冠干重受抑程度较中农12号轻,但差异不显著。 高温胁迫导致黄瓜幼苗叶片的净光合速率( )不同程度的下降,胞间CO2浓度(Ci)上升,而蒸腾速率(Tr)先上升后下降,引起 下降的原因主要是非气孔因素(短期35℃/20℃胁迫 下降的原因以气孔因素为主);叶绿素a(Chla)含量、叶绿素b(Chlb)含量、叶绿素(a+b)[Chl(a+b)]含量以及类胡萝卜素(Caro)含量都降低;叶绿体的超微结构发生了极大程度的变化,其变化或破坏程度与胁迫强度相对应。高温胁迫后黄瓜幼苗叶片的 Ⅱzui大光化学效率(Fv/Fm)、 Ⅱ光合电子传递量子效率(φ Ⅱ)、光化学猝灭系数(qP)和天线转化效率(Fv'/Fm')均不同程度地降低,而初始荧光(Fo)上升,35℃/20℃胁迫处理各参数下变化幅度较小;35℃/20℃处理不影响 Ⅱ的结构和活性,40℃/25℃处理造成 Ⅱ结构可恢复性伤害;42℃/27℃处理造成 Ⅱ结构不可逆伤害;同时,吸收光强分配于光化学反应的部分(Prate)减少,而天线热耗散(Drate)和反应中心的能量耗散(Ex)比例上升,但天线热耗散为主要的过剩光能分配途径。从整体看,高温度胁迫下,上述参数变化的程度与胁迫强度呈正比,耐热品种津春4号各参数变化幅度较热敏感品种中农12号小。 高温胁迫下,黄瓜幼苗的细胞膜透性增大(电解质渗漏率增加),丙二醛(MDA)含量增加,脯氨酸(Pro)含量增加,其增加幅度随着高温胁迫强度的增加和胁迫时间的延长而提高。与此同时,黄瓜幼苗叶片中抗氧化酶系活性发生一定程度的变化,其具体表现为POD活性和CAT活性升高,而SOD活性下降,其变化幅度随胁迫强度的增加与胁迫时间的延长而增大。就品种间而言,耐热性强的津春4号脯氨酸积累量、POD活性、CAT活性提高量均较热敏感品种中农12号明显,而电解质渗漏率增加量、MDA含量增加量低于中农12号,SOD活性下降量低于中农12号。在同等条件下,耐热品种津春4号各酶活性值及脯氨酸含量均高于热敏感品种中农12号。

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