全 文 ：园 艺 学 报 2004，31(2)：236～238
Ac招 Horticulturae Sinica
根际低氧胁迫对网纹甜瓜硝态氮、铵态氮和蛋白质
含量的影响
高洪波 郭世荣 汪 天
(南京农业大学园艺学院，南京 210095)
摘 要：研究了根际低氧处理对网纹甜瓜幼苗氮代谢的影响。结果表明，低氧处理使幼苗根系和叶片
硝态氮、铵态氮含量以及硝酸还原酶活性显著提高，可溶性蛋白质含量降低，根系热稳定蛋白含量增加，
而且根系比叶片反应更敏感；与低氧耐性较弱的 ‘西域一号’相比，耐性较强的 ‘刚强’品种在低氧处理
下硝态氮、铵态氮、蛋白质含量以及硝酸还原酶活性较高，表明较高的硝态氮、铵态氮、蛋白质含量和硝
酸还原酶活性对提高网纹甜瓜低氧耐性起着重要的作用。
关键词：网纹甜瓜；根际；低氧处理 ；硝态氮；铵态氮；硝酸还原酶；蛋白质
中图分类号：s 652．4 文献标识码：A 文章编号：0513—353X (2004)02-0236-03
Efect of Root—zone Hypoxia on NO3一一N，NH4 一N and Protein Contents of
M uskmelon Seedlings
Gao Hongbo，Guo Shirong ，and Wang Tian
(College ofHorticulture，Nanjing Agricultural University，Na ng 210095，China)
Abstract：The effects of root—zone hypoxia treatment on nitrogen metabolism in muskmelon seedlings were
studied in a hydroponic culture system．The results showed that root—zone hypoxia treatment NO3一一N，NH4 一
N contents and NR activities in the roots and leaves all increased，the soluble protein contents decreased，the
heat—stable protein contents in the roots increased．The increasing degrees in the roots were more than those of
leaves．Under the hypoxia treatment，the decreasing degrees of NO3一N，NH4 N ，soluble protein contents
and NR activities of‘Gangqiang’were more than those of‘Xiyu 1’．It indicated that the higher contents of
NO3一一N，NH4 一N，protein and NR activity played an important role in enhancing hypoxia resistance in musk—
melon seedlings．
Key words：Muskmelon；Root—zone；Hypoxia treatment；NO3一一N；NH4 一N ；NR；Protein
1 目的、材料与方法
网纹甜瓜 (Cucumis melo L．vat．raticulalus Naud)根系对根际氧浓度非常敏感。本试验通过准确
控制营养液溶氧浓度 (DO)测定网纹甜瓜不同品种幼苗根系和叶片硝态氮、铵态氮、硝酸还原酶和
蛋白质含量的差异，探明根际低氧胁迫对幼苗氮素代谢的影响。
试验于2003年3～6月在南京农业大学玻璃温室内进行。以筛选出的耐低氧性较强的品种 ‘刚
强’和较弱的品种 ‘西域一号’为试材，种子消毒后催芽，播于装有石英砂面积为8 cm×8 cm的营
养钵中育苗，昼温27～30℃，夜温16～l8℃，出苗后浇灌 1／4倍 Hoagland营养液。待幼苗达三叶一
心时，选整齐一致的幼苗 (每品种60株)定植于装有 1／2倍Hoagland营养液 (pH值6．3±0．1，EC
值2．0～2．2)的水槽中，预培养2 d后开始处理。将两品种幼苗各分成两部分，其中一部分用溶氧调
节仪 (美国QUANTUM公司产 Q25D型)控制营养液DO值保持在 (2±0．2)mg·L (低氧处理)
，
收稿日期：2003—09—08；修回日期：2003—11—06
基金项目：国家自然科学基金资助项目 (30170645)；江苏省自然科学基金资助项目 (BK2002110)
}通讯作者 Author for correspondence E-mail：Shirongguo@hotmail．com
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2期 高洪波等：根际低氧胁迫对网纹甜瓜硝态氮、铵态氮和蛋白质含量的影响 237
另一部分用气泵正常通气 (30 min·h )，维持营养液DO值为8．0～8．5 mg·L (通气对照)，分
别于处理后0、2、4、6、8 d上午9时采取幼苗根系中部和生长点下第2片展开叶，分别测定硝态
氮、铵态氮、可溶性蛋白、热稳定蛋白含量和硝酸还原酶活性 ¨ ，每处理均重复3次。
2 结果分析与讨论
2．1 根际低氧胁迫对硝态氮、铵态氮含量和硝酸还原酶活性的影响
由表1可以看出，随低氧处理时间的延长，两品种幼苗根系硝态氮含量均呈先上升后下降的变化
趋势，并在低氧处理后4 d达最高值，分别为通气对照的4．85倍和2．73倍，而通气对照两品种根系
硝态氮含量呈缓慢下降的变化趋势，并且极显著低于低氧处理；在整个处理过程中，低氧处理 ‘刚
强’硝态氮含量均显著高于 ‘西域一号’，而通气对照两品种间无显著差异。叶片硝态氮含量与根系
硝态氮含量的变化规律相似，但含量显著低于根系；‘刚强’在根际低氧处理后4 d叶片硝态氮含量
达最大值，最大值的出现比 ‘西域一号’提早2 d。
网纹甜瓜幼苗根系铵态氮含量在整个处理过程中均呈先上升后下降的变化规律 (表 1)，各处理
均在处理后6 d达到最大值，与通气对照相比，根际低氧处理根系铵态氮含量较高，低氧处理6 d后
两品种根系铵态氮含量分别为通气对照的3．07倍和1．71倍；叶片铵态氮含量与根系有相似的变化规
律，但含量较低，在处理后6 d低氧处理 ‘刚强’和 ‘西域一号’叶片铵态氮含量分别比通气对照
提高71．80％和67．15％，低氧处理的 ‘刚强’品种比 ‘西域一号’高l5．37％。
表1 根际低氯胁迫对网纹甜瓜根系和叶片硝态氮和铵态氮含量、硝酸还原酶活性、可溶性和热稳定蛋白质含量的影响
Table 1 Efect of root-zone hypoxia on NO3～-N and Nil4 -N contents。nitrate reductase(NR)activities。soluble
and heat-stable protein contentsin rootsandleavesof muskmelon鼬 mn萨
各处理网纹甜瓜幼苗根系硝酸还原酶活性也呈先上升后下降的变化趋势，低氧处理后4 d‘刚
强’和 ‘西域一号’根系硝酸还原酶活性分别为通气对照的4．55倍和2．13倍，显著高于通气对照
(表1)；叶片硝酸还原酶活性在处理后2 d达最大值，此时低氧处理 ‘刚强’和 ‘西域一号，叶片硝
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酸还原酶活性分别比通气对照增加 117．82％和 14．39％，低氧处理的 ‘刚强’品种比 ‘西域一号’
高119．19％，而通气对照两品种间无显著差异。本结果与Guo等 在黄瓜和番茄上的研究结果一致，
表明根际低氧处理使网纹甜瓜幼苗根系硝态氮积累，诱导硝酸还原酶活性提高，硝态氮在硝酸还原酶
的作用下，可以代替O 作为电子传递链中电子的受体，在硝酸还原过程中再生NAD ，同时生成较
多的铵态氮，维持细胞的代谢功能，增强幼苗对低氧的抗性，而在处理后期由于植株对低氧逆境耐性
的提高和适应，代谢机能逐渐恢复，因此硝态氮、铵态氮含量和硝酸还原酶活性接近正常通气栽培。
2．2 根际低氧胁迫对可溶性蛋白质和热稳定蛋白质含量的影响
随处理时间的延长网纹甜瓜两品种根系可溶性蛋白质含量呈下降的变化趋势，但低氧胁迫下降的
速度显著快于通气对照，造成根系可溶性蛋白质含量在同一处理时间低于通气对照 (表 1)，在整个
处理期间，低氧耐性强的 ‘刚强’品种可溶性蛋白质含量无论低氧处理或对照均显著高于耐性弱的
‘西域一号’；叶片可溶性蛋白质含量随着处理时间的延长也呈下降的变化趋势，在处理后4～6 d下
降幅度较大，但是各处理间在同一测定时间含量无显著差异。
网纹甜瓜根系热稳定蛋白质含量随低氧处理时间的延长呈先上升后下降的变化趋势，各处理均在
处理后2 d达最大值，此时低氧处理 ‘刚强’和 ‘西域一号’分别为通气对照的1．87倍和2．43倍，
但两品种间并无显著差异；处理后2 d根系热稳定蛋白质含量下降，‘西域一号’低氧处理的下降速
度快于 ‘刚强’低氧处理，在低氧处理后8 d， ‘刚强’根系热稳定蛋白质含量为 ‘西域一号’的
3．36倍；叶片热稳定蛋白质含量在处理0～4 d呈下降的变化趋势，但低氧胁迫下降的速度显著快于
通气对照，在处理后2 d通气对照 ‘刚强’和 ‘西域一号’分别比低氧处理高 19．66％和49．27％，
在4～6 d除 ‘西域一号’通气处理外均稍有增加，而后含量又呈下降的变化规律。
本结果与玉米 上的研究结果一致，表明低氧胁迫抑制了植物体正常好氧蛋白质的合成，造成
可溶性蛋白质含量降低，同时，低氧胁迫会激活厌氧逆境蛋白质 (ANP)基因的表达，产生一些新
的蛋白或多肽，表现为根系热稳定蛋白含量增加，但是，低氧胁迫对网纹甜瓜幼苗蛋白质的影响还有
待进一步研究。
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． Expres—
sion during development and in response to oxygen deprivation．Plant Physio1．，1998，117(3)：997～1006
7＼ 、 、 ；新书推荐《 《中国蔬菜品种志》
’ 、
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