低氧胁迫对黄瓜幼苗生长和形态结构及有关酶活性的影响

[目的]本文旨在研究根际低氧胁迫对黄瓜幼苗生长、形态解剖结构及有关酶活性的影响。[方法]以耐低氧性较弱的‘中农6号’黄瓜品种为材料,采用营养液通N2形成低氧逆境的方法,深入探讨了根际低氧逆境对黄瓜幼苗生长、形态结构及细胞壁降解、乙烯合成有关酶活性的影响。[结果]根际低氧胁迫7 d后,黄瓜幼苗生长受到显著抑制,植株干质量、叶面积、叶长、根长、根尖数均显著低于通气对照,相对生长率大幅降低;幼苗叶片组织细胞结构致密度增大,栅栏组织的相对比例增加;下胚轴部分肿胀,出现大量皮孔和不定根,皮层薄壁组织细胞之间相互分离出现孔隙;根系伸长区皮层出现通气组织。低氧胁迫初期黄瓜幼苗乙烯生成速率显著提高,乙烯合成酶活性明显增加;根系和下胚轴中与细胞壁降解有关的酶活性也显著提高。[结论]低氧胁迫下黄瓜幼苗生长受到抑制,植株形态、解剖结构发生变化,乙烯合成和细胞壁降解被促进。     

24-表油菜素内酯对低氧胁迫下黄瓜幼苗根系抗氧化系统的影响

【目的】探讨外源EBR（24-表油菜素内酯）对低氧胁迫下黄瓜（Cucumis sativus L.）根系的生长和抗氧化系统的影响。【方法】采用营养液水培法,以抗低氧能力较强的黄瓜品种绿霸春4号和抗低氧能力较弱的品种中农8号为材料,研究根际低氧胁迫下外源施用EBR对黄瓜根系生长、ROS及抗氧化酶活性的影响。【结果】在低氧胁迫下,EBR处理显著促进了低氧胁迫下两品种黄瓜幼苗根系生长,提高了SOD、APX、GR活性及AsA、GSH含量,降低了O 、H2O2及MDA含量。【结论】外源EBR处理通过促进低氧胁迫下黄瓜幼苗根系中抗氧化酶活性和抗氧化剂含量的提高,降低ROS含量,增强植株抗低氧胁迫的能力。     

24-表油菜素内酯对低氧胁迫下黄瓜幼苗碳水化合物代谢的影响

 【目的】探讨外源EBR（24-表油菜素内酯）对低氧胁迫下黄瓜（Cucumis sativus L.）幼苗碳水化合物代谢的影响。【方法】采用营养液水培法,以耐低氧能力较强的黄瓜品种‘绿霸春4号’和耐低氧能力较弱的品种‘中农8号’为材料,研究根际低氧胁迫下外源施用EBR对黄瓜幼苗碳水化合物含量及根系糖酵解代谢酶活性的影响。【结果】通气条件下正常栽培,EBR处理显著促进两黄瓜品种叶片和根系中可溶性总糖的积累,但对根系糖酵解代谢酶活性的影响较小;低氧胁迫下,耐低氧能力不同的两品种幼苗根系淀粉、葡萄糖含量及酸性转化酶、ATP依赖的磷酸果糖激酶活性的变化表现出明显的品种差异;低氧条件下,EBR处理进一步提高了两品种根系中蔗糖和果糖含量及主要的糖酵解代谢酶活性,对叶片中大部分碳水化合物含量均无显著影响。【结论】低氧胁迫下,外源EBR通过促进碳水化合物从叶片向根系的分配及根系糖酵解代谢酶活性的提高,增强黄瓜植株耐低氧胁迫的能力。     

外源24-表油菜素内酯对低氧胁迫下黄瓜幼苗生长和可溶性蛋白表达的影响

以黄瓜品种‘中农6号’为试材,采用营养液栽培法,研究了外源24-表油菜素内酯(EBR)对低氧胁迫下黄瓜幼苗生长和可溶性蛋白表达的影响.结果表明:低氧胁迫下,黄瓜幼苗生长明显受到抑制,根系可溶性蛋白含量降低,而叶片可溶性蛋白含量升高;施用EBR后缓解了低氧胁迫对黄瓜幼苗生长的抑制作用,并且使黄瓜幼苗根系的可溶性蛋白含量提高,叶片可溶性蛋白含量降低.SDS-PAGE电泳分析表明:与对照相比,低氧胁迫根系中出现相对分子质量约为63.96× 103的新蛋白条带,有11种蛋白表达量增强,其相对分子质量(×103)分别为89.95、82.53、66.21、60.42、56.17、38.44、34.71、33.25、30.21、28.03和18.24,施用EBR后根系中这些表达增强的蛋白条带均有所减弱,叶片中则有9种蛋白条带发生明显变化,其相对分子质量( ×103)分别为109.68、68.38、52.27、47.43、41.73、40.52、39.33、33.94和14.40,这些蛋白的表达可能与外源EBR缓解低氧胁迫伤害作用密切相关.可见,外源EBR可通过调节黄瓜幼苗中可溶性蛋白含量及其表达,从而缓解低氧胁迫对幼苗生长的抑制作用,减轻低氧胁迫对植株的伤害.     

不同黄瓜品种根际低氧逆境耐性鉴定

以我国各地栽培的13个黄瓜品种为试材，研究了不同黄瓜品种根际低氧逆境耐性的强弱。结果表明，淹水处理形成的根际低氧逆境对津春2号、粤秀1号等品种整株干重、根系干重、根系活力、叶绿素含量影响较大。各项测定指标低氧处理均极显著低于对照；而绿霸春4号、墨王子等品种在低氧逆境下，植株生长受到的抑制相对较小，对低氧逆境表现出一定的耐性。     

钙对低氧胁迫下黄瓜幼苗生长和可溶性蛋白表达的影响

采用营养液水培,研究了根际低氧胁迫下Ca2+对黄瓜幼苗生长、叶片和根系中可溶性蛋白含量的影响.结果表明,与对照相比,低氧条件下植株生长和可溶性蛋白表达显著受到抑制,低氧缺钙处理植株受抑制程度大于低氧常钙处理,营养液加钙缓解了低氧胁迫对黄瓜幼苗生长的伤害,提高了黄瓜幼苗根系和叶片中可溶性蛋白的含量;SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)对黄瓜幼苗体内可溶性蛋白分析表明,低氧胁迫下,叶片中至少有2种分子量分别约为132.0、16.8 kDa的蛋白以及根系中1种分子量约为58.0 kDa的蛋白表达量增强,但是营养液加钙处理减弱了这些蛋白的表达.     

外源硅和嫁接砧木对黄瓜幼苗生长及硅吸收分配的影响

选用砧木‘云南黑籽南瓜’和‘黄诚根2号’嫁接‘新泰密刺’黄瓜,以自根黄瓜为对照,在人工气候室内采用水培法研究了不同外源硅浓度下幼苗的光合特性、生物量积累及硅吸收分配特性。结果表明:低浓度外源硅(0.085和0.17mmol/L)提高幼苗的光合速率、蒸腾速率和生物量,高浓度外源硅(1.7 mmol/L)起到抑制作用;器官硅含量随外源硅浓度升高而增加,不同器官中硅含量为叶片根系茎;植株对硅的吸收速率为‘云南黑籽南瓜’嫁接黄瓜自根黄瓜‘黄诚根2号’嫁接黄瓜,相同硅浓度下器官中硅含量呈现相同变化规律。嫁接和适量外源硅可以促进黄瓜幼苗生长,嫁接砧木会改变植株对硅的吸收分配特性。     

钙对低氧胁迫下黄瓜幼苗根系碳水化合物代谢的影响

以对低氧敏感的中农8号黄瓜品种为材料,研究了钙对低氧胁迫下幼苗根系淀粉、蔗糖、果糖、葡萄糖含量及蔗糖合酶(SS)、蔗糖转化酶(INV)、磷酸蔗糖合成酶(SPS)和葡萄糖激酶(GK)活性的影响。结果表明:与通气对照相比,低氧胁迫处理后幼苗根系淀粉含量降低,蔗糖和果糖含量增加,SS和GK活性增加,INV活性降低,胁迫初期SPS活性增加,后期降低;低氧胁迫下营养液加钙处理缓解了低氧胁迫对幼苗生长的抑制作用,根系SS、SPS、INV和GK活性增加,蔗糖和果糖含量显著高于单纯低氧胁迫处理,葡萄糖含量低于单纯低氧胁迫处理;而低氧胁迫下营养液缺钙处理加重了低氧胁迫对黄瓜幼苗的伤害。表明在低氧胁迫下,钙参与了调节黄瓜幼苗根系碳水化合物代谢,对提高幼苗低氧胁迫的适应性起着重要的作用。     

大葱根系分泌物对黄瓜幼苗根际微生态环境的影响

以不同浓度的大葱根系分泌物处理连作黄瓜幼苗根区土壤,研究其对黄瓜根际土壤微生态环境的影响。结果表明：采用适宜浓度的大葱根系分泌物处理可显著提高黄瓜幼苗根际土壤的pH值,降低Ec值,增加速效氮、有效磷和速效钾含量,增强土壤磷酸酶、脲酶和过氧化氢酶活性,增加土壤细菌、放线菌和真菌数目,降低真菌在微生物总量中的比例。大葱根系分泌物有利于改善连作黄瓜的根际土壤环境。     

外源脯氨酸浸种对盐胁迫条件下黄瓜根苗生长的影响

以黄瓜（Cucumis sativus L.）为材料,采用营养液砂培法,研究了在不同浓度NaCl,Na2CO3胁迫条件下,外源脯氨酸对黄瓜根苗生长及抗氧化酶活性的影响。结果表明：外源脯氨酸能显著提高幼苗的根长、根重及叶片叶绿素含量,增加根系吸收面积、过氧化氢酶（CAT）等植物保护酶的活性。适宜浓度的外源脯氨酸可以提高黄瓜幼苗的抗盐能力,减轻和缓解盐伤害。     

外源一氧化氮对苯丙烯酸胁迫下黄瓜幼苗生长及活性氧代谢的影响

【目的】苯丙烯酸是黄瓜根系分泌的毒性较大的酚酸类物质之一,与黄瓜的连作障碍有密切关系。研究外源一氧化氮对苯丙烯酸胁迫下黄瓜幼苗生长及活性氧代谢的缓解作用,初步探讨NO缓解黄瓜幼苗苯丙烯酸胁迫的生理机制。【方法】采用营养钵土培的方法,研究外源一氧化氮(nitric oxide,NO)对200μmol·L-1苯丙烯酸胁迫下黄瓜(Cucumis sativus L.)幼苗生长、抗氧化酶系统和活性氧代谢的影响。【结果】100μmol·L-1NO供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)能显著缓解苯丙烯酸胁迫对黄瓜植株造成的伤害,可明显提高幼苗的生长量,增强叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,提高叶片叶绿素和脯氨酸(Pro)含量,降低了叶片丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)含量和超氧阴离子(产生速率。与100μmol·L-1SNP处理相比,50、200和400μmol·L-1SNP处理促进黄瓜幼苗生长、缓解叶片氧化损伤和提高抗氧化酶的活性的作用明显降低。【结论】外源NO能明显促进了苯丙烯酸胁迫下黄瓜幼苗的生长,提高了抗氧化酶活性,降低了活性氧代谢,其中以100μmol·L-1SNP缓解效果最好。因此认为,外源NO的确能缓解苯丙烯酸胁迫对黄瓜植株的伤害,提高黄瓜幼苗对苯丙烯酸胁迫的耐性,减缓因自毒作用引起的连作障碍。     

不同供气条件对水培黄瓜幼苗生长的影响

以黄瓜品种冬雪棚丰6号为试材,以营养液充气水培为对照,研究了在营养液不循环、不充气的条件下,通过调整定植板与营养液面间的距离,研究其对黄瓜幼苗形态指标、根系活力及抗氧化酶活性的影响。结果表明：营养液不充气且定植板漂浮于营养液面的处理,在苗期即出现了低氧胁迫症状,其植株生长量及根系活力均比对照明显降低,根系超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性及丙二醛（MDA）含量均高于对照;营养液不充气,将定植板抬离营养液面约3～5cm的处理,苗期基本无低氧胁迫现象,其形态指标、根系活力和抗氧化酶活性都接近于对照,表明定植板与营养液面保持一定距离,使部分根系暴露于空气中,避免了营养液不充气造成的缺氧伤害。     

腐胺提高黄瓜根际低氧耐性的生理机理

 【目的】明确腐胺（putrescine,Put）对黄瓜根际低氧耐性的作用及其机制。【方法】以黄瓜为材料,分别在抑制和不抑制酸还原过程的条件下,在水培体系中对植物进行Put和根际低氧胁迫处理。【结果】外源Put显著提高了硝酸还原酶的实际（NRact）和最大（NRmax）活性,且这种作用在低氧胁迫植株中表现尤为明显。Put缓解了低氧胁迫下黄瓜叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）以及根系线粒体总呼吸（Vt）、细胞色素途径呼吸（Vcyt）和交替途径呼吸（Valt）速率的下调。然而,当硝酸还原过程被钨酸钠抑制后,Put不仅失去了对光合作用及线粒体呼吸的缓解作用,反而进一步加剧了这两个基础代谢过程活性的下降。【结论】Put参与提高黄瓜对低氧胁迫抗性的作用和硝酸还原过程有关。     

营养液低氧胁迫对网纹甜瓜幼苗生长和生理代谢影响

在水培条件下,研究了营养液低氧胁迫对网纹甜瓜幼苗生长指标、光合作用和生理代谢物质含量的影响。结果表明,低氧处理显著抑制了幼苗的生长,鲜重、干重等生长指标和叶绿素含量、净光合速率等光合指标均显著降低;低氧胁迫诱导幼苗不定根和根系活力显著增加;低氧胁迫下幼苗MDA、H2O2含量显著增加,但是幼苗体内可溶性糖、氨基酸、游离态多胺和热稳定蛋白含量也显著提高。与西域一号相比,星光生长较快,较高的光合速率、根系活力和生理代谢物质含量,缓解了低氧胁迫对幼苗的伤害。     

H_2O_2预处理对盐胁迫下黄瓜幼苗生长和K~+,Na~+,Cl~-分布的影响

以黄瓜品种津春2号为试材,采用营养液水培,研究了H2O2预处理对NaCl胁迫下幼苗植株不同器官中K+,Na+和Cl-含量的影响。结果表明,NaCl胁迫下黄瓜植株体内K+含量下降、Na+和Cl-含量升高、K/Na和Cl/Na比值降低;H2O2预处理抑制了盐胁迫下黄瓜幼苗植株体内K+含量的降低,减少了Na+和Cl-在叶片的积累,提高了K+,Na+吸收和运输的选择性及K/Na比值,缓解了盐胁迫的伤害,改善了盐胁迫下黄瓜幼苗的生长,显著提高了根、茎、叶的干重和幼苗株高。说明,叶面喷施外源H2O2可通过调控盐胁迫下植株体内离子在器官水平的区域化分布,进而提高黄瓜幼苗的耐盐性。     

铅胁迫对黄瓜幼苗根系生长和内源激素含量的影响

对水培条件下的黄瓜幼苗进行不同浓度的铅处理,探讨了铅胁迫对黄瓜幼苗根系生长的影响及4种内源激素含量的变化趋势。结果表明,低浓度铅胁迫条件下(100 mg/L)对黄瓜幼苗根系早期生长有促进作用,铅浓度越高,对黄瓜幼苗根系生长的抑制作用越强。主根长度随铅浓度的增大而减小,但在100 mg/L浓度铅胁迫下最长,而铅胁迫对幼苗根系的侧根形成没有太大的影响。4种内源激素变化表现为:随铅浓度的增加,IAA含量先上升后下降,Z(玉米素)的含量呈下降趋势,ABA的含量一直上升,对GA3含量的变化似乎没有太大影响,但是所有铅处理的GA3含量均高于对照。     

硝酸盐胁迫下外源脱落酸对黄瓜幼苗生长及抗氧化酶活力的影响

采用水培方法研究了外源脱落酸对硝酸盐胁迫下黄瓜幼苗生长及抗氧化酶活力的影响。结果表明:硝酸盐胁迫显著抑制了黄瓜幼苗的生长,尤其是地上部分的生长。在黄瓜幼苗两叶一心和三叶一心时,与对照相比喷施不同浓度外源ABA的黄瓜幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化酶的活力均发生不同程度的变化,丙二醛(MDA)含量总体降低。     

Effects of Exogenous Cinnamic Acids on the Growth and Physiological Characteristics of Cucumber Seedlings

In order to study the effects of exogenous cinnamic acids on plant growth, contents of photosynthetic pigment, root activities and ATPase activities of root membrane at cucumber seedling stage, the seedlings of Shandong Mici cucumber were tested. The results showed that seedlings growth, contents of photosynthetic pigment, root activities and ATPase activities of root membrane were inhibited by cinnamic acids. The growth and root activities of seedlings were significantly （P〈0.05） lower in the soil amended with 100 mg kg^-1 cinnamic acids compared to the control. The contents of chlorophyll a, chlorophyll a＋b and carotenoid of seedlings significantly （P〈0.05） decreased in the soil amended with 200 mg kg^-1 cinnamic acids, whereas ATPase activities exhibited a higher sensitivity and greatly decreased in the soil amended with 50 mg kg^-1 cinnamic acids. These results suggested that cinnamic acids could induce a stress condition, and the stress intensities increased with enhanced cinnamic acid concentration.