全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 卷 第 期
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三哇酮对黄瓜幼苗生长及抗寒性的影响 ‘
冯兆忠 ,
‘ ’
王 静 , 冯宗炜‘
‘ 中国科学院生态环境研究中心 , 北京 兰州大学干旱农业生态国家重点实验室 , 兰州
摘要 研究了不同浓度三哩酮浸种对黄瓜幼苗生物量及抗寒性的影响 结果表明 , 一 拜 一 ‘三
哇酮能显著抑制黄瓜幼苗的株高 、根长 , 增加了根重 、 根冠 比和 叶绿素含量 幼苗经过 低温胁迫
后 , 一 拜
· 一 ‘三哇酮处理能保持较高的叶绿素含量 , 有效地降低质膜相对透性 , 维持较高的
活性 拜 一 ‘三哩酮处理明显减缓低温胁迫过程中 的累积 另外 , 仁 一 ‘三哩酮处理在低
温胁迫第 促进脯氨酸的累积 , 在第 脯氨酸反而低于对照
,
但高浓度 拜 一 ‘ 三哇酮不利
于幼苗抵御低温伤害 总的来看 , 三哇酮增强 了黄瓜幼苗的耐寒性
关键词 黄瓜 抗寒性 三哇酮 生物量 膜脂过氧化 脯氨酸
文章编号 一 一 一 中图分类号 文献标识码
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引 言
早春低温是黄瓜幼苗期生长的主要障碍 , 能够
不同程度地破坏细胞结构和代谢功能 , 严重时可引
起幼苗死亡 , 是影 响黄瓜早产 的一个重要 因素
,
因
此 , 在生产实践中不得不推迟栽培时间 目前除了育
种途径外 , 人们试图通过激素或植物生长调节剂来
解决上述问题 三哇酮系三哇类杀菌剂 , 同时也是一
种植物生长调节剂 , 应用这种生长调节剂能抑制株
高 , 增加根冠 比 , 显著地提高植物抗旱
、 抗寒
、 抗热 、
抗盐 、抗臭氧能力〔‘
, ’, , ‘ , ’ 等 通过研究
发现 , 三哇酮是通过抑制异戊二烯途径 , 抑制
生物合成 , 提高 户汪弓 水平 , 从而提高植物的抗逆性
郭振飞 ” 等发现 , 三哇酮的抗旱性在于减缓植物的
保护酶活性 , 使蛋 白质含量下降和膜脂过氧化增
大 然而 , 目前从膜脂过氧化及细胞生理环境的角
度揭示三哩酮提高植物抗寒性 的研究未见报道
本文以黄瓜 为材料 , 探讨 了三哩酮浸种增强其耐寒
性的机制
, 以期为生产实践起一定的指导作用
材料与方法
供试材料
黄瓜 似。众 爪。、 品种 为新 泰密刺 三 哇 酮 为 巧
粉剂 , 由江苏建湖农药厂生产
材料处理
将黄瓜种子用 消毒后 , 分别浸于含三哗酮
浓度为 。 蒸馏水
、 一。、 、 、 和 拌
· 一 ’溶液中
, 流水冲洗 , 再用蒸馏水洗 次后 , 催芽 , 出芽后
播于垫有 层 滤纸的直径 为 的培养皿 中 , 置 于 士
℃恒温箱中暗培 , 后进行测定幼苗的生长量 用同样
, 中国农业科学教育基金资助项 日 。卫
, , 通讯联系人
一 一 收稿 , 一 一 接受
应 用 生 态 学 报 卷
的方法对黄瓜种子消毒 、 浸种 、 催芽后 , 播于含有蛙石的小
钵中 , 每钵 株 , 于光照培养箱中培养 , 光强
· 一 ·
一 ‘ , 光照时间 , 温度 ℃ , 营养液培养
然后在 ℃低温下处理 , 进行以下指标的测定
测定项 目与方法
叶绿素含量测定采用丙酮提取 , 按 」公式计算
质膜相对透性测定采用 李锦树〔‘ 方法 膜脂过氧化产物
含量参照李柏林〔‘ 方法测定习。 酶活性参照
方法 , 酶活性单位采用抑制 光化学还原 的酶
量 脯氨酸含量测定参照张殿忠 ‘“ 的方法
著提高叶片叶绿 素含量 胁 迫 后 , 经 一
拼 一 ‘三哇酮处理过的叶片仍保持较高的叶绿
素含量 , 与胁迫前相 比降低 一 , 而
对照则降低了 但 “
· 一 ’三哇酮对
叶片叶绿素含量没有影响
三哩酮对黄瓜幼叶膜相对透性的影响
由图 可见 , 低温胁迫 , 幼苗叶片的膜相
对透性比 低 但不论胁迫 还是 , 一
“ · 一 ’三哇酮都能明显降低叶片质膜的相对
透性 , 分别比对照低 一
一 , 同时随着胁迫时间延 长 , 三哇酮
的保护能力增加
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结果与分析
三哇酮浸种对黄瓜幼苗生物量的影响
由表 可见 , 经不 同浓度 三 哇酮溶液处理后 ,
黄瓜幼苗植株根长 、 株高明显低于对照 , 并且这种抑
制作用随着浓度增大而增大 但三哩酮能使黄瓜幼
苗的根冠比 以干重表示 、 根鲜重和根干重 表
增加 , 其中以 拜
· 一 ’三哇酮溶液浸种效果最
好 , 分别比对照增加 、 和
,
随着浓度进一步增大 , 这种效果随之下降 , 但都高于
对照 这主要表现在它能使幼苗的根部增粗 , 侧根数
增多 , 促进根系水平发育 , 因而有利于壮苗
表 三哇酮对黄瓜幼苗生长的影响
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浓度
处理浓度
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二、
根鲜重
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根干重
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根冠比
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图 低温胁迫下三哇酮对黄瓜幼叶膜相对透性影响
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三哇酮对 活性和丙二醛含量的影响
黄瓜幼 苗在低温胁迫 后 , 一 拜 卜
一 ‘三 哩酮处理可在不 同程度上保持较高的
活性
,
其 中 拜
· 一 ‘处 理最 明 显 , 比对 照 高
、
但在正常 温度 下 , 三 哇 酮 对黄瓜 幼 叶 的
活性没有任何影响 图 高浓度三哇酮对黄
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图 三哇酮对黄瓜幼叶叶绿素含量的影响
低温处理前 , 低温处理后
, 下同
浓度 ·
‘
,
三哩酮对黄瓜幼叶叶绿素含量的影响
从 图 可 以看出 , 胁迫前中浓度三哇酮均能显
图 三哩酮对黄瓜幼叶 活性的影响
一
瓜幼叶 〕 活性影响不明显
图 、 是对照与 拌
· 一 ‘三哇酮处理的叶
片在低温胁迫过程中 及脯氨酸累积的变化
期 冯兆忠等 三哇酮对黄瓜幼苗生长及抗寒性的影响
从图 可 以 看 出 , 在低温 胁迫过 程 中 , 黄瓜幼 叶
迅速累积 , 尤其是起初 一 , 而三哇酮处理
后 累积减缓 , 这可能与其保持较高的 活
性有关
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图 低温胁迫下黄瓜幼叶 含量的变化
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·
三哇酮对黄瓜幼苗脯氨酸累积的影响
低温胁迫第 , 三哇酮处理组明显促进黄瓜幼
叶内脯氨酸的累积 , 处理组 比对照高 但是
在第 , 处理组明显低于对照 图
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图 低温肋
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迫下黄瓜幼叶脯氨酸含量的变化
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讨 论
三哇酮对植物生长延缓作用的研究 , 开始于
世纪 年代 大量研究表 明 , 三 哩酮能抑制植株株
高 , 地 上 部 的 干 重 、 鲜 重 , 提 高 根 冠 比 , 提 高 产
量〔’
, ” , ’ , 但也有相反的结果〔〕本试验结果表明 ,
在 一 拜
· 一 ‘浓度内 , 三哇酮处理能明显抑
制黄瓜的地上部及根系的垂直生长 , 增加黄瓜幼苗
的根冠 比 表 同时中浓度三哇酮能提高黄瓜幼
叶的叶绿素含量 , 尤其是低温胁迫 , 三哇酮处理
的幼叶仍保持较高的叶绿素含量 这说明三哇酮有
提高植物抗寒性的作用
细胞膜不仅是细胞与环境发生物质交换的主要
通道 , 也是感受环境胁迫最敏感的组分 当植物在低
温逆境时 , 细胞膜透性增大 , 电解质大量泄漏 ”〕本
研究表明 , 一 拼 一 ’三哇酮在很大程度上能
够减轻细胞内物质的泄露 , 尤其是随着胁迫时间延
长 , 这种保护作用愈加明显 这说明三哇酮提高植物
的抗寒性与其对质膜的保护作用有关 低温引起膜
伤害的一个重要原因是 , 低温破坏 了植物体内自由
基的产生与清除间的动态平衡 , 导致活性氧的积累 ,
并引起细胞膜系统的伤害和生物大分子 的失活 然
而 , 植物在长期的进化过程中也形成了一套防御系
统 , 即酶促系统 、 、 和非酶促系统
是氧 自由基代谢的第一个酶类 , 常被认为是关
键酶 它可以催化 一 发生歧化反应 , 生成 和
, 并 由过 氧化 物酶 进 一 步 代谢 以 解 除 生 物 毒
性 川 王以柔等〔‘, 报道 , 水稻和黄瓜幼苗的低温伤
害是由于低温抑制了 活 性 , 使体内 自由基增
加 , 膜脂过氧化加剧 本试验表明 , 低温胁迫处理后 ,
低 、 中浓度的三哇酮能够保持较高的 活性 图
, 减轻了活性氧引起的膜脂过氧化 图 , 从而有
效地保护了质膜系统
脯氨酸是水合力较强 的氨基酸 , 在低温胁迫植
物过程中 , 能作为防脱水剂保护植物 脯氨酸增加 ,
有助于细胞或组织持水 , 增强植物对不 良环境的抵
抗力 大部分研究发现 , 低温处理后 , 游离脯氨酸含
量迅速提高 , ’“ 本研究结果表 明 , 黄瓜幼苗刚开
始进行低温处理时 , 三哇酮促进黄瓜幼苗内脯氨酸
累积 , 这可能是一种适应性反应 但随着时间延长 ,
对照组叶片脯氨酸含量一直上升 , 处理组 叶片脯氨
酸含量反而下降 , 其原因尚不清楚 大量研究结果表
明 , 脯氨酸对低温的反应常随低温程度不同而异 在
长期低温下 , 脯氨酸增加是植物伤害的结果 ‘“ , 而
在无严重冷害的温度下 , 脯氨酸累积则是一种适应
性反应
综上所述 , 低中浓度的三哇酮能够抑制黄瓜幼
苗株高 、根系的垂直生长 , 增加叶绿素含量 在低温
胁迫下 , 三哇酮能够减轻膜脂过氧化作用 , 稳定膜系
统的结构和功能 , 维持较高的保护酶活性 , 调节细胞
内生理环境 , 增强黄瓜幼苗的抗寒性
参考文献
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作者简介 冯兆忠 , 男 , 年生 , 博士研究生 , 主要从事植
物生理 生 态及 污 染 生态 学研 究 , 发 表 论 文 篇 一
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