不同时间的低温胁迫对黄瓜幼苗抗冷性的影响

【www.zhuodaoren.com--推荐阅读】

不同时间的低温胁迫对黄瓜幼苗抗冷性的影响(一)
不同时间的低温胁迫对黄瓜幼苗抗冷性的影响

不同时间的低温胁迫对黄瓜幼苗抗冷性的影响

【摘要】 试验采用6℃低温对抗冷性不同的两个黄瓜品种在一叶

一心期进行1d、3d、6d的处理，以研究不同时间的低温胁迫对黄

瓜幼苗抗冷性的影响。以常温作对照，6℃低温胁迫下，随胁迫时

间的延长，两个品种的黄瓜幼苗的脯氨酸含量、丙二醛含量均明显

上升，根系活力下降，叶绿素含量降低，平均株高增长幅度降低。

结果表明，不同时间的低温胁迫对黄瓜幼苗各项生理指标均有不同

程度的影响。

【关键词】 黄瓜；低温；抗冷性

低温冷害是限制作物生产的重要因素之一，是影响作物周年生产

和供应市场的主要因素，每年都给作物生产造成巨大损失。低温冷

害已成了农业生产上的第一灾害，因此，研究低温冷害对作物伤害

的机理意义重大。

黄瓜是起源于热带的喜温植物，喜温但不耐高温，且对低温敏感，

其生长最适宜的温度范围较窄，低于10℃易受冷害。黄瓜是典型的

冷敏型植物，植株所有组织以及果实都是对低温敏感的。低温冷害

是制约其产量和品质的关键因素。作为北方地区冬季设施栽培的主

要蔬菜，在冬春育苗与保护地栽培中，易遭受低温冷害已成为限制

其生产发展的主要障碍因子。因此，如何提高黄瓜耐冷性是目前黄

瓜保护地栽培品种选育的研究重点，同时在生产上具有重要的意

义。

由于黄瓜易发生冷害，在不同时间的同一低温条件下，不同品种

的黄瓜幼苗在外部形态和内部生理代谢方面都随之发生相应的改

变。本实验主要通过两种抗冷性不同的黄瓜在幼苗期一些外部形态

特征和几个相关的生理生化指标（株高、脯氨酸含量、丙二醛含量、

叶绿素含量、根系活力）的变化来分析其发生冷害的机制，旨在探

讨黄瓜抗冷性机理及为提高作物抗冷性提供参考。

1、低温胁迫下，脯氨酸含量升高。脯氨酸是植物细胞内一种无毒

的良好渗透调节剂，逆境下，其含量增加有利于加大细胞的原生质

浓度，防止细胞质及组织脱水，缓解对膜系统的伤害，维持膜在胁

迫下的正常功能，利于植物抵抗不良环境，因此可作为一个抗冷性

的生理指标。植物体内游离脯氨酸可作为细胞质的渗透调节物质。

脯氨酸含量的增加可以加大细胞的原生质浓度，维持膜在低温下的【不同时间的低温胁迫对黄瓜幼苗抗冷性的影响】

正常功能，有利于提高黄瓜幼苗的抗冷性。不同时间的低温胁迫后，

不同品种的黄瓜幼苗叶片中脯氨酸含量都呈不同程度的升高趋势，

表明在冷胁迫条件下，植物通过调节脯氨酸含量来清除活性氧和维

护细胞结构，增强细胞水势，防止细胞由于脱水而造成伤害，从而

增强细胞的抗冷性。

2、冷害的根本原因是细胞膜系统受损。丙二醛（mda）是膜脂过

氧化作用的终产物，它的积累会加剧膜脂过氧化。在低温胁迫过程

中，随胁迫时间的延长，细胞膜脂过氧化作用增强，膜系统受害加

重，mda含量总体会明显上升。因而mda含量的测定应该是黄瓜耐

冷性鉴定的重要方面。冷害机理的研究指出，膜的伤害是首要的。

遇到冷温时，首先是细胞膜的流动性降低，膜蛋白结合能力下降，

液晶相向凝胶相转变，引起相分离，破坏了膜的完整性，透性增加，

细胞质溶液外渗，渗透率升高，植株体内积累过量氧自由基，经一

系列变化，连锁引发脂质过氧化，产生mda，破坏了膜结构。mda

累积量的高低反映了膜破坏程度。

3、低温胁迫会造成许多冷敏感植物的叶绿素降解。有研究表明，

光照下的低温明显地引起叶绿素的降解，同时影响着叶绿素的合成

速度，导致叶片内叶绿素含量降低。因此，叶绿素含量变化也常用

作低温伤害的一个指标。低温处理后，叶绿素含量降低。除了合成

减少和降解加剧，另一原因是抗氧化酶类活性的变化。叶绿素含量

降低至少部分原因是由于pod活性的催化造成的，与pod活性的增

加呈显著负相关，与cat活性下降呈显著正相关。因此，叶绿素的

含量指标也用作对黄瓜材料耐冷性鉴定的一个指标。有研究表明，

光照下的低温明显的引起叶绿素的降解，同时影响着叶绿素的合成

速度，导致叶片内叶绿素含量降低。幼苗长期处于10～12℃之下时，

叶绿素的合成受抑制，从而导致叶片内叶绿素含量下降，可见低温

是影响叶绿素合成的重要因素。本试验结果与前人研究结果一致。

4、叶绿素含量的降低又影响到光和速率的降低，并直接导致黄瓜

植株的生长受抑。细胞内可溶性糖含量下降，且淀粉积累在叶绿体

内，向根部运输的可溶性糖部分减少，这就影响了根系的生长和正

常功能的发挥。因而根系活力也可作为耐冷性鉴定的一个指标。植【不同时间的低温胁迫对黄瓜幼苗抗冷性的影响】

物的根系主要有下列作用：①对地上部分起支持和固定作用；②物

质的贮藏；③对水分和无机盐类的吸收；④合成氨基酸、激素等物

质。植物的根系既是吸收养分和水分的主要器官，也是许多物质同

化、转化、合成的重要器官，根系的生长发育及根系活力直接影响

植物个体的生长和发育、营养水平和产量品质，因此根系活力是植

物生长的重要生理指标之一。温度通过影响植株根系活力而影响植

株对养分、水分的吸收。受到低温胁迫时，根系脱氢酶的活性因低

温冷害而导致合成受阻，分解加剧。试验表现为根系活力下降，低

温处理后的根系活力与常温对照下的比值下降，且耐冷性越差，下

降幅度越大。脱氢酶生理活性的降低进一步影响根系呼吸代谢速

率，间接反映根系的atp供应情况。atp供给的减少直接影响到植

株对水分和无机盐吸收能力的下降，因而，植株生长受抑，细胞内

可溶性糖含量下降，且淀粉粒积累在叶绿体内，向根部运输的可溶

性糖部分减少，这就影响了根系的生长和正常功能的发挥。随低温

胁迫时间的延长，黄瓜幼苗根系活力下降的幅度大小以及在低温条

件下根系活力的数值大小，可以作为判断黄瓜不同品种抗冷性强弱

的一项指标，也可作为黄瓜抗冷品种选育的参考指标。

5、低温对黄瓜植株的伤害形式是多方面的，包括形态、生理、生

化、分子等不同的层次。黄瓜幼苗在低温胁迫下，叶绿体结构会发

生变化，叶绿素降解加剧，合成能力降低，导致叶绿素总含量下降；

叶绿素含量的降低直接影响到光合速率的降低，就直接导致了黄瓜

植株的生长受到抑制。表现为植株生长缓慢，平均株高增长减缓；

根系活力降低；脯氨酸含量、mda含量升高。有研究表明，根区温

度的降低会影响到黄瓜幼苗株高等指标的变化,本试验的结果与前

人研究一致。

参考文献

1 王克安，何启伟，陈运起等.低温对黄瓜幼苗根系活力及生物学

产量影响的研究.山东农业科学，2000（4）：17-19.

2 宁淑菊，魏道智.氯化胆碱及自由基清除剂对黄瓜抗冷性的影响.

河北农业大学学报，2000，23（1）：60-62.13.

不同时间的低温胁迫对黄瓜幼苗抗冷性的影响(二)
不同温度胁迫对黄瓜抗冷性影响初步

不同的温度胁迫对黄瓜抗冷性影响的初步探讨

【摘要】 本文研究了两个抗冷性不同的黄瓜幼苗经过6℃，15℃，常温处理3天后（常温作为对照），立即测定株高和4项生理生化指标，探讨了这些数据的成因，讨论了不同温度胁迫对黄瓜幼苗抗冷性的影响。

【关键词】 温度；黄瓜；抗冷性

很多热带和亚热带的作物不能忍受0-10℃低温,0℃以上低温对植物所造成的危害叫冷害［1］。黄瓜是起源于热带雨林地区的典型的冷敏型草本植物，易发生冷害，其植株所有组织以及果实都对低温敏感，生长最适宜的温度范围狭窄，通常10-12℃以下黄瓜的生理代谢活动失调，生长缓慢或停止发育，5℃以下就难以生存［2］。黄瓜作为北方的反季节生产的主栽蔬菜，低温冷害已成为其正常生长的主要限制因子，如何提高黄瓜的抗冷性在生产上具有重要意义［2，4］，对于黄瓜的抗冷性研究，从种子发芽、苗期、开花、果实等生长时期均有报道，但研究范围狭窄，还需广大科技工作者进一步努力。在不同的温度条件下，不同品种的黄瓜幼苗在外部形态和内部生理代谢方面都会发生不同程度的变化。本试验主要研究两个抗冷性不同的黄瓜品种的幼苗生理生化指标的变化，这些指标主要涉及叶绿素含量,根系活力,mda含量,脯氨酸含量,通过研究这些逆境指标的变化来分析其发生冷害的机理，探讨黄瓜在不同温度下的抗冷性机制，为提高黄瓜的抗冷性研究提供参考与依据。

1、材料与方法

不同时间的低温胁迫对黄瓜幼苗抗冷性的影响(三)
低温胁迫对玉米幼苗抗冷性的影响

低温胁迫对玉米幼苗抗冷性的影响 彭瞰看

(东北农业大学生命科学学院 黑龙江 哈尔滨 150030) 摘 要: 植物逆境生理是研究植物在逆境条件下的生理生化变化及其机制，逆境也常称为胁迫。而低温、冷害则是田间生产中常见的一种胁迫。本实验以良玉和松玉玉米为材料，研究了以20℃为对照, 用5℃的低温24h后胁迫处理玉米幼苗，以4项生理指标：叶绿素含量、细胞膜的通透性相对电导率、根系活力、过氧化物酶活性，来研究玉米幼苗的的冷伤害和抗冷性。结果表明, 低温对玉米幼苗造成显著伤害, 表现为叶绿素含量减少, 根系活力降低, 生物膜的通透性增大, 膜脂不饱和脂肪酸含量下降，过氧化物酶活性降低等。冷伤害程度与胁迫温度、胁迫时间密切相关。

关键词: 玉米 冷害 低温胁迫 抗冷性

前 言:性生理的研究，探明植物在不良环境下的生命活动规律，了解植物的适应和逆境伤害机制并加以人为调控，对于农业高产稳产和保护生态环境具有极其重要的意义。对植物产生有害影响的低温对植物产生的危害分别称为冷害和冻害。本次实验针对植物抗冻害进行研究。现在关于冻害机制主要有两种假说，分别是巯基假说、膜伤害假说。巯基假说是Levitt (1962 )提出的，主要内容是冰冻使植物受害是由于细胞结冰引起蛋白质损伤，蛋白质的天然结构破坏，引起细胞伤害和死亡。膜伤害假说的主要内容是冰冻引起细胞的损伤主要是膜系统受到伤害。膜脂相变使得一部分与膜结合的酶游离而失活，光合磷酸化和氧化磷酸化解偶联，ATP 形成明显下降，引起代谢失调，严重时导致植株死亡。低温是玉米生育期间我国北方玉米产区的主要气象灾害,是高产稳产的主要限制因素之一。黑龙江、吉林、辽宁3 省都因低温冷害导致粮食大幅度减产。国内外学者对低温胁迫下的玉米从叶绿素、蛋白质、活性氧代谢、内源激素平衡、显微超微结构、分子反应机制等诸多方面进行了广泛研究。本文将通过低温胁迫对玉米幼苗生理指标的影响来讨论并探究冷害对玉米幼苗的伤害机制。探究低温胁迫机制进而防治低温对植物的危害是生产中亟待解决的重要课题。特别是黑龙江省属于高寒地区，本实验针对此地区玉米抗寒的生理变化进行研究更具实际意义。

1 材料与方法

1.1 材料

松玉 、良玉玉米种子，由东北农业大学生命科学学院植物生理教研室提供。

1.2 方法

1.2.1 玉米幼苗的培养

分别取松玉 号、良玉 号玉米种子各300粒左右进行消毒，然后用蒸馏水将玉米种子洗净，在75%乙醇中消毒15s，浸种催芽处理14h后，用蒸馏水洗三次，洗去种子表面抑制生长的物质，然后进行沙培，将沙子平铺在培养盘上，用喷壶浇适当的完全营养液。将种子放在沙子上，种脐向上，种子间距离适当。种子上覆盖适当的沙子，约1cm厚，保证沙子湿度适当，培养条件为20℃，浇以全素营养液，使生长健康。当植物长出四片真叶时进行试验，低温胁迫玉米幼苗并测定其5项生理指标。

1.2.2 处理方法

将每个品种的供试材料分为两组,一组于原处继续生长,另一组移至5℃冰柜进行低温胁迫分别处理24h，分别于常温对照和低温处理处取材，测定其生理生化指标。

1.2.3 生理指标的测定

1）叶绿素含量——722 型分光光度计——乙醇法

1.称取剪碎的新鲜植物叶片0.5g，放入研钵中，加少量石英砂和碳酸钙粉及2至3ml体积分数为95%的乙醇，研成匀浆，再加入乙醇10ml，继续研磨至组织变白。静置3至5分钟。

2.将提取液过滤到25ml容量瓶中，用乙醇定容，摇匀。

3.将提取液倒入1cm比色杯内。以体积分数为95%的乙醇为空白，在波长665nm、649nm下测定吸光度。

4.计算

(mg/L) A13.95A665 -6.88 A649 C

CB24.96A665 -7.32 A649 (mg/L)

TCACB6.63A665 18.08 A649 C (mg/L) mg/g式中

V 提取液体积 CT（mg/L）V（L）W（g）1000

W 样品鲜重

2）根系活力的测定——TTC 法

1.标准曲线的制作

2.称取两份根尖样品0.5 g分别作为实验组和对照组，放入小烧杯中，加入0.4％ TTC溶液和磷酸缓冲液（pH7.0）各5mL，对照组中加入2mLH2SO4,使根充分浸没在溶液内，在37℃下暗保温1～2 h，此后立即实验组中加入1 mol/L硫酸2 mL，以停止反应。

3.再把根取出，用滤纸吸干水分，放入研钵中，加乙酸乙酯3～4 mL，充分研磨，以提出TTF。把红色提取液移入刻度试管，并用少量乙酸乙酯把残渣洗涤2～3次，皆移入刻度试管，最后加乙酸乙酯使总量为10 mL，用分光光度计在波长485 nm下比色，以空白试验作参比测出吸光度，查标准曲线，即可求出TTC还原量。

4.计算

TTC还原量（g） TTC还原强度（g/gh根种（g）时间（h）

3）组织抗逆性——DDS-307 电导率仪法

1.称取0.5g的叶片组织（对照组与处理组各0.5g），放入洁净小烧杯中。

2.将处理组置于冷冻层10分钟后，待室温，用抽气机对两烧杯溶液进行抽气。

3.将叶片置于小烧杯中摇匀，对照组与处理组均各摇10min。

4.用电导仪测其初始电导值S1t、S1ck,。

5.测毕，将小烧杯置于沸水10min以杀死植物组织，取出试管后冷却至室温，在室温下平衡10min后,测量终末电导率S2t、S2ck.

6.计算，将得到的电导率S1、S2代入下面公式中，计算伤害度： L

式中 S1-S0S2-S0

S0为所用蒸馏水电导率，实验测得为3.89

伤害度Lt-Lck

1-Lck×100%【不同时间的低温胁迫对黄瓜幼苗抗冷性的影响】

式中

Lt为实验组伤害度

Lck为对照组伤害度

4）过氧化物酶的活性——愈创木酚法

1.取0.3g叶片组织，放入研钵中，加入适量pH5.5的磷酸缓冲液研磨成匀浆，将匀浆转入离心管中，以4000rpmin离心10min，用pH5.5的磷酸缓冲液定容至10ml。

2.实验组中依次加入2.9mlpH5.5的磷酸缓冲液、1.0ml2%H2O2、1.0ml

0.05mol/L愈创木酚和0.5ml酶液，放入37℃恒温锅中水浴15min，生成红色物质，并加入2.0ml20%的三氯乙酸以终止反应，然后在470nm波长下测定吸光度。

3.对照组中先加入酶液0.5ml，需在沸水浴中灭活，其余步骤与实验组相同，在470nm波长作为空白组调零，测定实验组的吸光度值。

4.计算，将得到的吸光度代入下列公式中，计算酶活性：

A470Vt 0.01WVst

式中

A470 470nm下的吸光度，以0.01为一个单位

Vt 酶液总体积

W 叶片组织质量

Vs 反应所用酶液体积

t 反应时间

2 结果与分析

2．1 低温胁迫对叶绿素含量的影响

表1 两种玉米在不同温度下的叶绿素含量

单位:mg/g

品种 胁迫组 对照组

松玉 2.64 2.51

良玉

3.71 2.56

叶绿素是植物进行光合作用的重要物质，在光能转换成生物能的过程中起重要作用。本试验数据显示，松玉和良玉的胁迫组叶绿素含量均高于对照组含量，这与理论值正好相反。正常情况下，低温

本文来源：http://www.zhuodaoren.com/tuijian429992/

推荐访问:黄瓜幼苗图片 黄瓜幼苗虫害的防治