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瓠瓜耐低温相关生理指标的研究



全 文 :第 33卷 福建热作科技 Vol.33 No.3
第 3期 Fujian Science & Technology of Tropical Crops 2008
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瓠瓜耐低温相关生理指标的研究

傅睿清 高 山 许端祥 林碧英
(福建省福州市蔬菜科学研究所 福州 350012)

摘要:以 11份的瓠瓜品种为材料,进行低温弱光处理,并测定低温相关的 6个生理指标。结果表明:不同材料之间冷害指数、
相对电导率、Pro与 MDA含量、POD和 SOD酶活性等 6个生理指标存在显著性差异。相对电导率、Pro与 MDA含量与冷
害指数相关性显著,POD和 SOD酶活性与冷害指数不相关。相对电导率、Pro与MDA含量与冷害指数可以作为选择抗寒性
品种的指标。
关键词:瓠瓜 耐低温性 生理指标
中图分类号:Q945 文献标识码:A 文章编号:1006—2327—(2008)03—0001—02

瓠瓜 Lagenaria siceraria (Mol.) Stand原产于非洲,是葫
芦科葫芦属一年生蔓性草本植物,喜温暖和强光照,不
耐低温。随着南方早春保护地和露地早熟栽培面积的逐
年扩大,早春低温制约着瓠瓜生产的因素愈显得突出,
选育耐低温的瓠瓜品种是目前瓠瓜育种热点之一。前人
对黄瓜和西葫芦耐低温研究做了大量工作,但是有关瓠
瓜耐低温相关的生理指标的研究则未见报道,本试验旨
在为瓠瓜的耐低温性鉴定和耐低温育种提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试材料为改良瓠子瓜、福州芋瓠、温蒲 1 号、春
霸瓠子、汉龙青玉、极早生瓠瓜、杭州长瓜、福州短棒
瓠瓜、早生短瓠、永乐、长乐共 11份瓠瓜材料,均为福
州市蔬菜科学研究所瓠瓜课题组经多代纯合的自交系。
1.2 试验方法
2007年10月26日将瓠瓜各品种播种于玻璃温室内,
营养钵育苗,每个自交系 30株苗,苗期按常规管理,待
幼苗长至三叶一心时,从中选取生长一致的植株,移至
智能型人工气候箱(MGC-35HP-2)中,模拟福建省早春气
候特点,进行低温弱光处理[1]:昼温 15℃/夜温 8℃,光
强 80µmol/m2·s,光周期 12h,各处理重复 5次。低温
弱光处理 7 天后,按樊治成方法[2]进行冷害分级,并计
算冷害指数,冷害指数=[∑(每个级别的植株数×级别
数)/(总植株数×最高级数)]×100。对不同瓠瓜品种的叶片
进行生理指标测定。相对电导率参照上海植物生理学会
的方法[3]测定。丙二醛(MDA)摩尔质量浓度参照王以
柔的方法测定[4]。超氧化物歧化酶(SOD)活性参照朱
广廉等[5]的方法测定。过氧化物酶(POD)活性参照华
东师范大学的方法[6]测定。脯氨酸(Pro)采用张殿忠等
[7]的方法测定。方差分析与相关分析采用 DPS软件进行。
2 结果与分析
2.1 瓠瓜不同材料耐寒性指标的方差分析
冷害伤害了植物功能叶片细胞的正常功能和结构,
导致代谢发生紊乱,结构和组织方面遭到破坏,进而在
形态上出现症状。瓠瓜幼苗的主要冷害症状表现为功能
叶片边缘轻微卷曲,出现水渍状斑点,严重时水渍状斑
点连成片,直至全株受冻死亡。本试验表明:耐冷性不
同的瓠瓜材料在低温胁迫下受害程度不同。
从表 1 可以看出,瓠瓜不同材料之间冷害指数存在
显著性的差异。春霸瓠子的冷害指数 8.14最低,汉龙青
玉次之,极早生瓠瓜最高,为 35.62。11 份材料中有 8
个材料的冷害指数大于 20。不同材料间的相对电导率差
表 1 瓠瓜不同材料耐寒性指标的方差分析
品种名称 冷害指数 相对电导率(%) POD酶活性 SOD酶活性 Pro积累 MDA积累
改良瓠子瓜 20.00 de 25.80 de 0.27 d 0.89 d 47.77 ef 0.91 d
福州芋瓠 18.80 e 22.40 fg 0.56 a 1.10 a 50.05 e 0.90 d
温蒲 1号 27.30 b 27.65 cd 0.26 b 0.72 f 43.08 f 1.08 c
春霸瓠子 8.14 f 21.42 g 0.45 a 0.58 g 89.24 a 0.78 e
汉龙青玉 18.64 e 18.44 h 0.57 b 0.97 c 75.68 b 0.78 e
极早生瓠瓜 35.62 a 39.77 a 0.42 c 0.94 cd 30.46 h 1.29 a
杭州长瓜 23.71 c 37.21 b 0.36 c 0.83 e 58.37 d 1.23 ab
福州短棒瓠瓜 25.00 c 24.22 ef 0.37 c 0.58 g 66.96 c 0.91 d
早生短瓠 21.47 d 26.85 c 0.34 c 1.04 b 37.31 g 1.10 c
永乐 28.56 b 29.68 d 0.28 d 0.43 h 69.91 c 1.22 b
长乐 23.80 c 15.99 b 0.33 c 1.03 b 48.85 ef 0.76 e
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异显著,长乐相对电导率最低,为 15.99;春霸瓠子略高,
为 21.42;极早生瓠瓜最高,为 39.77。不同材料之间 POD
和 SOD活性分别呈显著性的差异,福州芋瓠与汉龙青玉
的 POD活性最高,温蒲 1号的 POD活性最低。福州芋
瓠的 SOD活性最高,而永乐的 SOD活性最低;游离 Pro
的积累存在显著的差异,春霸瓠子的 Pro含量最高,为
89.24,汉龙青玉次之,而极早生瓠瓜的含量最低,为
30.46。MDA 的积累存在显著的差异,长乐的 MDA 含
量最低,为 0.76,而极早生瓠瓜的含量最高,为 1.29。
2.2 不同耐寒指标的相关分析
对 6 个耐寒性指标进行方差分析结果表明,供试的
瓠瓜种质各耐寒性指标之间的差异达极显著水平,说明
供试的 11份瓠瓜种质间存在耐寒性的差异,故对各耐寒
性指标作了进一步的相关性分析,结果如下:
表 2 各耐寒性指标相关性分析
相关系数 冷害指数 相对电导率 POD酶活性 SOD酶活性 Pro积累
冷害指数
相对电导率 0.62*
POD酶活性 -0.01 -0.15
SOD酶活性 -0.32 -0.27 0.35
Pro活性 -0.64* -0.42 -0.58* 0.23
MDA积累 0.71** 0.93** -0.18 -0.35 -0.47
由表 2 可以看出,相对电导率与冷害指数呈显著的
正相关,相关系数为 0.62;POD 和 SOD 活性与冷害指
数呈不显著相关;Pro含量与冷害指数呈显著的负相关,
相关系数为-0.64,与 POD 呈显著的负相关,相关系数
为-0.58;MDA 含量与冷害指数、相对电导率呈极显著
的正相关(表 2),相关系数分别为 0.71和 0.93。
3 小结
本试验研究表明,冷害指数能较好反映瓠瓜不同材
料的耐低温差异。但冷害指数的测定与研究者的经验有
很大的关系,受主观因素影响较大,有必要结合瓠瓜的
相关生理指标更加客观鉴定瓠瓜的耐低温能力。
电导法是目前比较公认的快速、准确的鉴定植物耐
冷性常用方法。相对电导率说明细胞膜在受到低温损害
后的电解质外渗程度,进而反映低温对质膜的伤害程度。
本试验结果表明,低温处理后瓠瓜各材料的相对电导率
指标较好地反映了不同瓠瓜材料间耐低温的能力。
植物体内游离 Pro是作为细胞质的渗透调节物质在
植物对抗低温胁迫时起到平衡作用,反映瓠瓜对低温的
适应能力。而MDA是膜脂过氧化的最终分解产物,MDA
积累反映了植物遭受冷害的程度。本试验结果表明,低
温胁迫后不同瓠瓜材料的 Pro 含量、MDA 积累存在显
著的差异,Pro与冷害指数有显著的负相关性,MDA与
冷害指数和电导率呈极显著正相关,因此,Pro与MDA
含量是反映瓠瓜耐低温能力的可靠指标。
低温下细胞内活性氧(ROS)积累是植物产生冷害
的重要方面。SOD、POD 酶在清除植物体内 ROS 中起
重要作用。本试验结果表明,虽然瓠瓜自交系 POD 和
SOD含量存在显著的差异,但是 POD和 SOD与冷害指
数无相关性。有研究认为,黄瓜受低温胁迫后,植株 POD
和 SOD含量先增长后下降,POD和 SOD含量变化与冷
害指数有相关性,但也有文献认为无相关性。可能 POD
和 SOD含量变化是中间的生理生化过程,与低温胁迫的
时间和温度有关。

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