全 文 ：浙江农业学报 Acta Agriculturae Zhejiangensis 18(6):421 ～ 424 , 2006
低温弱光对生态型瓠瓜幼苗生长和生理生化特性的影响
刘永华 ,吴晓花 ,李国景＊ ,汪宝根 ,鲁忠富
(浙江省农业科学院 蔬菜研究所 ,浙江 杭州 310021)
摘　要:对不同生态型瓠瓜的耐低温弱光特性研究表明 , 低温弱光下设施早熟栽培型瓠瓜的种子发芽率 、幼
苗生长速率 、PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)和净光合速率(Pn)显著高于露地栽培型。而质膜透性 、丙二醛
(MDA)含量和冷害指数则显著低于露地栽培型。低温弱光处理后不同类型瓠瓜的抗氧化酶(SOD , POD , CAT)
活性均显著升高 ,且设施栽培型瓠瓜上升幅度显著高于露地栽培型。
关键词:低温弱光;瓠瓜;抗氧化酶;光合作用;叶绿素荧光
中图分类号:S642.9　　　　　　　文献标识码:A 文章编号:1004-1524(2006)06-0421-04
Effects of chilling and low light intensity on the seedling growth and physiological and
biochemical characteristics of different ecotype gourd
LIU Yong-hua , WU Xiao-hua , LI Guo-jing＊ , WANG Bao-gen , LU Zhong-fu
(Institute of Vegetable , Zhejiang Academy of Agricultural Sciences , Hangzhou 310021 , China)
Abstract:The effects of chilling and low light intensity on the seedling growth and physiological and biochemical character-
istics of different ecotype gourd(Lagenaria siceraria(Molina)Standl.(Syn.L.leucantha Rusby))were studied.Results
indicated that under chilling and low light intensity , the seed germination rate , seedling growth rate , Pn(net photosynthetic
rate)and Fv/Fm(maximum quantum yield of PSⅡ)of greenhouse-type cultivar were significantly higher than openfield-
type cultivars.Chilling injury index , plasmalemma permeability and MDA(thiobarbituric acid reacitivesubstances)content
of greenhouse-type cultivar were lower than the latter.Under chilling and low light intensity , activities of antioxidant enzyme
in gourd leaves increased significantly compared with the control.And the increased extent of the antioxidant enzyme activi-
ties of greenhouse-type cultivar was higher than openfield-type cultivars under chilling and low light intensity.
Key words:chilling and low light intensity;gourd;antioxidant enzyme;photosynthesis;chlorophyll fluorescence
　　温度过低会使植物受到寒害(冷害或冻害),
自然界中寒害现象特别突出 ,几乎涉及所有的经
济作物[ 1] 。瓠瓜 Lagenaria siceraria (Molina)
Standl.(Syn.L.leucantha Rusby)原产于热带 ,性
喜温暖和强光照 ,不耐低温。随着瓠瓜设施早熟
栽培面积的不断扩大 ,设施生产中存在的低温和
收稿日期:2005-09-08
基金项目:浙江省科技厅项目(2004C30055)
作者简介:刘永华(1978-),河南焦作人 , 硕士 ,主要从事蔬菜抗
逆生理及分子育种研究。
＊通讯作者 E-mail:Guojing- li@yahoo.com.cn;Tel(Fax):0571-
86403050
弱光日益引起人们的重视 ,这要求用于设施早熟
栽培的瓠瓜品种具备较强的耐低温弱光能力。
国内外学者对西瓜 、葡萄 、番茄和黄瓜[ 2～ 5]等园
艺作物耐低温弱光方面的研究报道较多。但迄
今尚未见到有关瓠瓜耐低温弱光方面的研究报
道 。本研究以三种不同生态型(设施早熟栽培
型 、春露地栽培型和夏秋露地栽培型)的瓠瓜为
材料进行对比研究 ,探讨设施早熟栽培型瓠瓜耐
低温弱光的生理生化特性 ,以期为瓠瓜的耐低温
弱光育种提供依据。
1　材料与方法
1.1　试验材料
供试的瓠瓜材料有:(A)设施早熟栽培型
(浙蒲 2号),耐低温弱光能力强;(B)春露地栽培
型(宁波夜开花);(C)夏秋露地栽培型(圆瓠)。
试验于 2004年1月 —2005年 5月在浙江省农业
科学院蔬菜研究所实验室进行 。
1.2　低温对不同类型瓠瓜种子发芽率的影响
将三个生态型瓠瓜品种的种子于室温下清
水浸种8 h 后用于发芽试验 ,低温发芽温度为
18℃,对照为 28℃,统计第 9 d的发芽率 。
1.3　低温弱光对不同类型瓠瓜生长和生理生化
指标的影响
瓠瓜生长采用基质(蛭石)培 ,待幼苗长至三
叶一心期 ,进行低温弱光处理:昼温 12℃/夜温
8℃,光强50μmol/(m2·s),光周期 12 h 。对照为:
昼温28℃/夜温 18℃,光强 200 μmol/(m2·s),光
周期 12 h ,各处理均重复 4次 。低温弱光处理 7
d后 ,按樊治成[ 6]的方法进行冷害分级并计算冷
害指数。用英国 Hansatech 公司的 FMS2 型便携
式荧光测定仪测定瓠瓜功能叶的初始荧光(Fo)
和PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm),测定方法
参照李国景[ 7] 。其余植株恢复两天后用英国 PP
Systems公司的 CIRAS-1型便携式光合测定系统
测定净光合速率(Pn),恢复条件同对照。同时取
功能叶进行叶片质膜透性 、MDA含量和抗氧化
酶(SOD ,POD ,CAT)活性的测定 。叶片质膜透性
的测定参考杨根平[ 8]的方法。MDA 含量的测定
参照 Cakmak[ 9] 的方法。抗氧化酶(SOD , POD ,
CAT)活性的测定参考 Lee[ 10] 的方法。采用 SAS
统计软件进行方差分析。
2　结果与分析
2.1　低温弱光对瓠瓜种子发芽率和幼苗生长的
影响
表 1表明 ,低温弱光下A的种子发芽率显著
高于 B和C ,并且A的幼苗冷害指数显著低于 B
和 C 。低温弱光处理后 ,不同类型瓠瓜的生长均
受到显著抑制 ,但 A 生长受到的抑制较 B和 C
轻 ,表明 A和其他两个类型瓠瓜相比具有较强
的耐低温弱光能力 ,在低温弱光下仍能保持较高
的生长速率 。
2.2　低温弱光对瓠瓜幼苗叶绿素荧光和光合作
用的影响
表 2表明 ,低温弱光处理后不同类型瓠瓜的
初始荧光(Fo)均显著上升 ,其中A上升的幅度低
于 B和 C。低温弱光处理后 A的 PS Ⅱ最大光化
学量子产量(Fv/Fm)显著高于 B 和 C。同时低温
弱光处理后 A的净光合速率受抑制程度显著低
表 1　低温对瓠瓜种子发芽率和幼苗生长的影响
Table 1　Effects of chilling and low light intensity on the seed germination rate and seedling growth rate of gourd
项目 对照
A B C
低温弱光
A B C
低温弱光/对照
A B C
种子发芽率/ % 99 a 98 a 95 a 94 a 79 b 49 c 0.95 0.81 0.52
冷害指数 — — — 0.29 b 3.35 a 2.80 a — — —
地上部干物重/g 6.1 b 7.3 a 7.6 a 4.9 c 4.8 c 4.4 c 0.81 0.66 0.58
注:没有相同字母标记的数字在 P =0.05水平差异显著。下同。
表 2　低温弱光对瓠瓜幼苗叶绿素荧光和光合作用的影响
Table 2　Effects of chilling and low light intensity on chlorophy ll fluorescence and photosynthesis of gourd seedlings
项目 对照
A B C
低温弱光
A B C
低温弱光/对照
A B C
初始荧光(F o) 154 c 147 d 147 d 165 b 176 a 163 b 1.07 1.20 1.11
最大光化学量子产量(F v/ Fm) 0.853 ab 0.853 ab 0.859 a 0.832 bc 0.805 d 0.811 cd 0.975 0.944 0.944
光合速率/μmolCO2·m-2·s-1 4.99 a 4.33 a 5.00 a 4.05 b 1.98 c 2.75 c 0.81 0.46 0.55
·422· 浙江农业学报　第 18卷(2006)
表 3　低温弱光对瓠瓜幼苗质膜透性 、MDA含量和抗氧化酶活性的影响
Table 3　Effects of chilling and low light intensity on plasmalemma permeability , MDA content and activities of antioxidant enzymes of
gourd seedling leaves
项目 对照
A B C
低温弱光
A B C
低温弱光/对照
A B C
质膜透性/ % 8 c 7 c 7 c 15 b 17 ab 19 a 1.87 2.43 2.71
MDA/ nmol·g -1FW 0.54 c 0.68 c 0.61 c 0.65 c 1.03 a 0.83 b 1.20 1.52 1.36
SOD/U·g -1FW 245 d 253 d 261 d 363 a 306 c 334 b 1.48 1.21 1.28
POD/μmol·g -1·min-1 FW 4.06 d 5.05 bc 4.76 c 5.81 a 5.32 ab 6.15 a 1.43 1.05 1.28
CAT/μmol·g -1·min-1 FW 0.15 c 0.12 c 0.13 c 0.38 a 0.27 b 0.30 b 2.53 2.25 2.30
于 B和C ,且A的净光合速率的绝对值也显著高
于B和 C 。这表明 A 的光合系统经低温弱光处
理后仍能维持较高的运转效率 。
2.3　低温弱光对瓠瓜幼苗叶片质膜透性 、MDA
含量和抗氧化酶活性的影响
表3表明 ,低温弱光处理后不同类型瓠瓜叶
片的质膜透性和 MDA 含量均不同程度的上升 ,
但A上升的幅度显著低于 B和C ,且绝对值也显
著低于 B和 C 。低温弱光处理后 ,不同类型瓠瓜
叶片的抗氧化酶活性均显著上升 ,其中A的 3种
抗氧化酶活性上升的幅度均显著高于 B 和 C 。
而且除 POD外 ,A的 SOD和 CAT 活性绝对值也
显著高于 B和 C。
3　讨论
低温下 ,A 的种子发芽率显著高于 B 和 C ,
而冷害指数显著低于后者 ,表明设施栽培型瓠瓜
耐低温弱光照的能力显著高于露地栽培型 。逆
境下植物组织内的活性氧水平往往升高 ,它一方
面引起脂质过氧化 ,对膜造成伤害 ,另一方面引
起光合系统各种酶的失活 ,造成光抑制[ 11] 。低
温弱光处理后 ,各类型瓠瓜的质膜透性 、MDA含
量和 Fo 值均显著上升 ,净光合速率和 Fv/Fm值
显著下降 ,这表明各类型瓠瓜的质膜完整性和光
合能力均受到活性氧不同程度的破坏 ,但是设施
栽培型的质膜完整性和光合能力受到活性氧的
破坏程度要比露地栽培型的要轻。
以往的研究表明 ,低温胁迫下活性氧的过量
产生是造成植物受到冷害的重要原因之一 ,植物
的抗冷性和抗氧化能力成正相关。刘慧英[ 3]的
研究表明西瓜嫁接苗的抗冷性之所以高于实生
苗 ,是因为低温胁迫下嫁接苗较实生苗具有更高
的抗氧化能力。周瑞莲[ 12] 的研究表明 ,抗寒性
强的高山草较抗寒性弱的高山草具有更高的抗
氧化酶活性 ,认为抗氧化酶活性和抗冷性成正相
关 。有关抗氧化能力和抗冷性关系最有说服力
的证据来自于抗氧化酶的转基因研究 。Gupta[ 13]
等将外源Cu/Zn-SOD基因导入烟草中 ,转化株的
叶绿体中 SOD超表达 ,活性升高 ,增加烟草抵抗
低温的能力 。Kornyeyev[ 14]研究表明棉花叶片中
超量表达叶绿体抗氧化酶基因 SOD ,APX ,GR可
以提高光能的利用率 ,维持较高的电子传递速
率 ,减轻冷诱导对光系统Ⅱ的光抑制 。低温弱光
处理后 ,两种生态型瓠瓜的抗氧化酶活性均显著
上升。值得注意的是 ,设施栽培型瓠瓜抗氧化酶
活性的上升幅度要显著高于露地栽培型 ,而且除
POD外 ,SOD和 CAT 活性的绝对值也是前者高
于后两者 ,这可能是设施栽培型瓠瓜的耐低温弱
光能力高于露地栽培型的原因之一。
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·424· 浙江农业学报　第 18卷(2006)