高温胁迫下西瓜嫁接苗耐热性和保护酶活性的研究

刘成静 王崇启 焦自高 张志忠 王艳艳 董玉梅 肖守华

（1.福建农林大学园艺学院，福建福州，350002；2.山东省农业科学院蔬菜研究所；3.山东农业大学园艺科学与工程学院）

高温胁迫下西瓜嫁接苗耐热性和保护酶活性的研究

刘成静1王崇启2焦自高2张志忠1王艳艳3董玉梅2肖守华2

（1.福建农林大学园艺学院，福建福州，350002；2.山东省农业科学院蔬菜研究所；3.山东农业大学园艺科学与工程学院）

研究了西瓜金星、春秀自根苗和以莱砧一号、黑籽南瓜、全能铁甲、葫芦、圣砧一号为砧木的嫁接苗的耐热性及保护酶的变化趋势。研究结果表明，高温胁迫下，嫁接苗的耐热性高于自根苗，表现为：圣砧一号/金星＞莱砧一号/金星＞黑籽南瓜/金星＞葫芦/金星＞全能铁甲/金星＞金星；圣砧一号/春秀＞黑籽南瓜/春秀＞莱砧一号/春秀＞葫芦/春秀＞全能铁甲/春秀＞春秀。此外嫁接苗和自根苗均表现为叶片过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）的活性先下降后升高，然后再下降。

西瓜 嫁接苗 耐热性 保护酶

嫁接换根是当前瓜类栽培克服连作障碍、防止枯萎病、提高抗性的一项行之有效的措施。小型西瓜作为春夏设施高效栽培的主要蔬菜作物之一，生产上已采用了嫁接技术。近些年，有关西瓜嫁接的研究主要集中于嫁接砧木选择、嫁接方法、抗病性和营养生理方面[1～2]。高温逆境是西瓜夏秋栽培的主要限制因子，而对嫁接西瓜耐热性的研究很少。前人通过抗热性鉴定试验研究，选育出了优良的抗（耐）热品种，在大白菜、甘蓝、黄瓜、萝卜等作物上取得较大成果[3]，而在西瓜上的研究较少。本文旨在研究高温下不同砧木西瓜嫁接苗耐热性的生理机制，以期为嫁接西瓜耐热性鉴定及嫁接技术在西瓜高温季节栽培中的应用提供技术指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2008年8～10月在山东省农业科学院蔬菜研究所日光温室中进行，供试材料为5个小型西瓜砧木，接穗为金星和春秀，砧木为：①莱砧一号，青岛农业大学选育；②黑籽南瓜，山东农科院蔬菜所提供；③全能铁甲，得高蔬菜种苗研究所选育；④葫芦（大葫芦1号），山东农科院蔬菜所提供；⑤圣砧一号，沈阳圣地亚种业有限公司提供。

1.2 试验处理

5个砧木与金星、春秀2个接穗组合成10个嫁接苗处理，以自根苗金星和春秀为对照。营养土育苗。待砧木苗长至1叶1心，接穗苗子叶展平时，采用插接法嫁接。

幼苗长至3叶1心时，选形态长势基本一致的幼苗，移入FPQ型人工气候箱中进行高温处理，昼/夜温度为40℃/20℃，光照为40 000 lx，光照时数为12 h。每次处理9株，重复3次。

金星及其嫁接苗的表示为：莱砧一号/金星、黑籽南瓜/金星、全能铁甲/金星、葫芦/金星、圣砧一号/金星；春秀及其嫁接苗表示为：莱砧一号/春秀、黑籽南瓜/春秀、全能铁甲/春秀、葫芦/春秀、圣砧一号/春秀。

1.3 耐热性的调查

以热害指数（HI）表示耐热程度高低。分别于幼苗放入FPQ型气候箱后3，6，9，12，15 d调查热害指数。

热害分级标准为：0级，无热害症状；1级，植株1～2片叶1/2变黄；2级，植株3～4片叶变黄；3级，植株1～2片叶萎蔫；4级，整株萎蔫。

计算公式：热害指数＝Σ（各级株数×级数）/（最高级数×总株数）。

1.4 保护酶的测定

分别于幼苗放入FPQ型气候箱后3，6，9，12，15 d，取样测定保护酶POD，SOD，CAT活性。

称取0.5 g叶片鲜样，用pH值7.8，0.05 mol/L的磷酸缓冲液冰浴研磨，匀浆于0～4℃，12 000 r/min离心15 min，上清液供SOD，POD，CAT活性测定。

POD活性用愈创木酚法测定。取直径1 cm比色杯2只，在1只中加入50 μL酶液,再加反应混合液（0.02 mol/L，pH值6.0磷酸缓冲液50 mL，H2O20.019 mL、愈创木酚0.028 mL）3 mL，立即读取OD470值并记录时间，以不加酶液另1只比色杯为对照，每隔1 min记录1次，酶活性以△OD470·(g·min)-1表示。

CAT活性用过氧化氢法测定。3 mL反应液（0.01mol/L，pH值7.0的磷酸缓冲液20mL与0.1 mol/L的H2O25 mL）中加入100 μL酶液，立即读取OD240变化值，每隔1min记录1次，活性以△OD240·(g·min)-1表示。

SOD采用NBT还原法。2.95 mL反应混和液（水∶磷酸∶Met∶NBT∶EDTA-Na2∶FD=5∶30∶6∶6∶6∶6）加50 μL酶液，摇匀，在60 μmoL·(m2·s)-1光照下反应30 min，560 nm下比色，以抑制NBT光化还原50%为1个酶活性单位。

图1 高温胁迫对西瓜自根苗及其嫁接苗POD的影响

图2 高温胁迫对西瓜自根苗及其嫁接苗CAT的影响

表1 高温胁迫对西瓜嫁接苗与自根苗叶片热害指数的影响

2 结果与分析

2.1 叶片的热害指数

叶片热害指数能直接从外观上反映高温胁迫对幼苗叶片的伤害程度[4]。热害指数达到4时，则幼苗萎蔫死亡；热害指数越小，幼苗受害越轻。由表1所示，嫁接苗的热害指数明显低于自根苗的热害指数。5种砧木的嫁接苗均表现出一定的耐热性，并且不同砧木嫁接苗的耐热性表现出一定的差异；接穗不同，相同的砧木耐热性也不尽相同。耐热性的强弱表现为：圣砧一号/金星＞莱砧一号/金星＞黑籽南瓜/金星＞葫芦/金星＞全能铁甲/金星＞金星；圣砧一号/春秀＞黑籽南瓜/春秀＞葫芦/春秀＞莱砧一号/春秀＞全能铁甲/春秀＞春秀。

2.2 高温胁迫对植株叶片酶活性的影响

①高温胁迫对嫁接苗POD的影响 由图1中可以看出，金星及其嫁接苗POD的活性先降低然后再升高，然后再降低；春秀及其嫁接苗POD的变化趋势与金星基本一致，自根苗及其嫁接苗均是先降低，然后迅速升高，随着高温胁迫时间的延长，又降低。在处理15 d时POD酶活性由大到小依次是：圣砧一号/金星＞莱砧一号/金星＞黑籽南瓜/金星＞葫芦/金星＞全能铁甲/金星＞金星；圣砧一号/春秀＞黑籽南瓜/春秀＞葫芦/春秀＞莱砧一号/春秀＞全能铁甲/春秀＞春秀。说明高温胁迫下，嫁接苗POD酶活性要比自根苗酶活性高，这也验证了嫁接苗比自根苗的耐热性要强。

②高温胁迫对西瓜嫁接苗CAT的影响 由图2可以看出，在高温胁迫初期，供试西瓜嫁接苗叶片的CAT酶活性均降低，随着高温胁迫时间的延长，各砧木的嫁接苗CAT又迅速升高，至处理9 d时达到最大，之后，CAT呈现下降趋势，15 d时，圣砧一号/金星的CAT活性最高，其次是莱砧一号/金星，自根苗金星CAT活性最低，其余的居中；春秀及其嫁接苗中，圣砧1号/春秀的CAT酶活性最高，自根苗春秀CAT活性最低。

③高温胁迫对西瓜自根苗及其嫁接苗SOD的影响 图3表明，高温处理初期，金星及其嫁接苗和春秀及其嫁接苗SOD活性先降低，在高温胁迫6 d时达到最低，随后SOD又迅速升高，在处理9 d时达到最高，随着高温胁迫处理时间的延长，SOD的活性降低。金星及其嫁接苗至15 d时，圣砧一号/金星的SOD活性最高，其次是莱砧一号/金星，自根苗金星最低；春秀及其嫁接苗至15 d时，圣砧一号/春秀的SOD活性最高，其次是黑籽南瓜/春秀，自根苗春秀最低。

图3 高温胁迫对西瓜自根苗及其嫁接苗SOD的影响

3 小结与讨论

超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）等具有清除自由基的能力，是植物酶促防御系统的重要保护酶，因而成为植物抗热性生理基础之一[5～6]。本试验结果表明，高温胁迫下，嫁接苗和自根苗的保护酶均是先下降后上升，然后再下降，SOD，POD，CAT活性的变化结果表明，高温胁迫初期，由于西瓜幼苗骤然受到高温影响，其适应性较差，使保护酶的活性下降，随后酶活性上升，反映了西瓜幼苗对高温发生了适应性变化，但继续高温处理，使西瓜幼苗高温胁迫加重，自身内部难以进行合理的调节，导致酶活性降低。但嫁接苗保护酶均比自根苗保护酶的活性要高，说明嫁接能提高西瓜幼苗的耐热性。且嫁接苗的耐热性可能与其对应砧木的耐热性有直接的关系，它们之间的关系还有待于进一步的试验论证。从本试验中可以得出，圣砧一号，莱砧一号为提高西瓜耐热性的较好的砧木材料。

[1]顿宝祥，马红.大棚西瓜嫁接育苗技术及适合宜砧木选择研究[J].中国蔬菜，1990（3）：11-13.

[2]凌志杰，田与光，于爱民.不同砧木对西瓜生长结实和抗枯萎病的影响[J].中国西瓜甜瓜，1996（4）：18-19.

[3]尹贤贵，罗庆熙.我国蔬菜作物抗热性鉴定研究概况[J].西南农业学报，2000，13（4）：102-107.

[4]沈征言.植物抗寒性及抗热性的生理指标及其方法测定[J].中国蔬菜，1983（1）：48-50.

[5]吴俊华，侯雷平，李梅兰.蔬菜高温逆境研究进展[J].北方园艺，2006（1）：50-51.

[6]陈少裕.膜酶过氧化与植物逆境胁迫[J].植物学通报，1989，6（4）：211-217.

Study on Heat Resistance and Protective Enzyme of Grafted Watermelon Seedlings under High Temperature Stress

LIU Chengjing1,WANG Chongqi2,JIAO Zigao2,ZHANG Zhizhong2,
WANG Yanyan3,DONG Yumei2,XIAO Shouhua2
(1.College of Horticulture,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002; 2.Vegetable Research Institute,Shandong Academy of Agriculture Sciences;
3.College of Horticultural Science and Technology,Shandong Agricultural University)

Heat resistance and protective enzyme tendency of own-rooted seedlings and grafted watermelon seedlings of Jinxing,Chunxiu,Laizhen No.1,Heizi pumpkin,Quannengtiejia,Hulu,Shengzhen No.1 were studied.The results showed that heat resistance of grafted seeding is higher than that of own-rooted seedling.The order of resistance to heat is as following:Shengzhen No.1/Jinxing＞Laizhen No.1/Jinxing＞Heizi pumpkin/Jinxing＞Hulu/Jinxing＞Quanengtiejia/Jinxing＞Jinxing;Shengzhen No.1/Chunxiu＞Heizi pumpkin/Chunxiu＞Laizhen No.1/Chunxiu＞Hulu/Chunxiu＞Quannengtiejia/Chunxiu＞Chunxiu.POD,CAT,SOD of both grafted seedlings and own-rooted seedlings were first decreased then increased,and then decreased.

Watermelon;Grafted seeding;Heat resistance;Protective enzyme

10.3865/j.issn.1001-3547(x).2009.02.015

刘成静（1982-），女，在读硕士，研究方向为设施蔬菜与无土栽培，电话：13695413400。E-mail：wangchongqi@126.com

2008-12-03