低温弱光对不同生态型黄瓜幼苗生理生化特性的影响

贾庆虎 孟凡珍，2 宁锋 高春亮（.广东茂名市农业局，525000；2.中国农业大学农学与生物技术学院）

低温弱光对不同生态型黄瓜幼苗生理生化特性的影响

贾庆虎1孟凡珍1，2宁锋1高春亮1
（1.广东茂名市农业局，525000；2.中国农业大学农学与生物技术学院）

研究了低温弱光对黄瓜幼苗生理生化特性的影响。试验结果表明，低温弱光下，刺瓜型国农25和水果型国农41幼苗可溶性糖、可溶性蛋白质含量均增加，且国农41的可溶性糖含量高于国农25；2个黄瓜品种过氧化物酶（POD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）、脂氧合酶（LOX）的活性也均升高，但国农25的APX，DHAR活性启动较快，先高于对照。国农25和国农41的丙二醛（MDA）含量变化存在明显差异，国农25明显低于对照；而国农41在3～9 d急剧增加，明显高于对照。

低温弱光 黄瓜幼苗 保护性物质 保护酶

黄瓜是我国设施栽培的主要蔬菜之一，在冬春保护地瓜类蔬菜生产中占有重要地位。在黄瓜冬春栽培中常常遭遇低温弱光的环境，严重影响黄瓜的品质和产量。因此，对这方面的研究一直是近年来的研究热点，也已有不少报道[1～3]。但水果型黄瓜是近几年来新兴的黄瓜栽培品种，关于它与传统的刺型黄瓜在低温弱光下生理生化特性的差别还没有详细的研究。因此，本文就低温弱光对不同生态型黄瓜幼苗保护性物质和保护酶活性的影响进行了详细研究。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.2 试验处理

待幼苗长到4叶1心时，选形态、长势、大小基本一致的苗子，放入光照培养箱中进行低温处理，处理温度为白天15℃，夜间8℃；光照时间为13 h（7：30～20：30），白天光照强度为80 μmol·（m2·s）-1，共处理9 d，于低温处理的0，3，6，9 d取样，每天的9：00取样，每次取样5株，取植株的第3和第4片真叶；对照的处理温度为白天24℃，夜间18℃，光照强度为400 μmol·（m2·s）-1，处理时间、采样时间和方法同低温处理的。

图1 低温弱光对黄瓜幼苗叶片脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量的影响

1.3 试验方法

采用考马斯亮蓝法[7]测定可溶性蛋白质含量；用蒽酮法[4]测定可溶性糖含量；水合茚三酮法[4]测定游离脯氨酸含量；用硫代巴比妥酸法[7]测定丙二醛含量；根据超氧化物歧化酶（SOD）抑制氮蓝四唑

（NBT）光化还原的原理测定超氧化物歧化酶活性[4]；用愈创木酚法[4]测定过氧化物酶（POD）活性，以每1 min吸光度变化值表示酶活性大小；用比色法[4]测

定过氧化氢酶 （CAT）活性；APX活性采用Nakano和Asada[5]方法，在290 nm处比色，测定其单位时间内吸光度的变化；脂氧合酶活性按徐向群[6]的方法作改进后测定，测定中严格掌握反应时间和温度；DHAR测定参照Hossain and Asada[7]的方法，反应体系中含有50 mmol/L K2HPO4-KH2PO4缓冲液，pH值7.0，0.5 mmol/L DASA（Dehydroascorbate acid），5 mmol/L GSH。文中数据均为3次重复的平均值。

图2 低温弱光对黄瓜幼苗叶片CAT，SOD，POD活性的影响

2 结果与分析

2.1 低温弱光对不同生态型黄瓜幼苗保护性物质的影响

从图1可以看出，低温弱光下国农25和国农41的脯氨酸含量与对照相比变化都不明显，但也存在一定差异。国农25在处理的前6 d略有增加，而国农41却略有减少。

国农25和国农41在低温弱光下可溶性糖表现出相同的变化趋势，均为先增加后降低，均在处理的第6天达到峰值，分别是对照的2.92倍和1.69倍。但国农41的可溶性糖含量始终高于国农25；从图1还可以看出，低温弱光下2个黄瓜品种的可溶性蛋白含量都增加，与对照相比处理的后期增加较多。

图3 低温弱光对黄瓜幼苗叶片APX，DHAR活性的影响

图4 低温弱光对黄瓜幼苗叶片LOX活性、MDA含量的影响

2.2 低温弱光对不同生态型黄瓜幼苗保护酶活性的影响

①对不同生态型黄瓜幼苗POD，SOD，CAT活性的影响 由图2可看出，国农25在低温弱光处理的第6天和第9天POD活性明显高于对照，而国农41在处理的6～9 d才急剧升高。国农25 SOD活性在低温弱光下基本不变，与对照没有差别，而国农41 SOD活性在处理的前期略高于对照，但国农25的SOD活性始终高于国农41的。低温弱光下2个品种的CAT活性都呈先升高后降低的趋势，都高于对照的；但国农25的CAT活性变化比较缓慢，而国农41的增加值较大。

②对不同生态型黄瓜幼苗APX和DHAR活性的影响 从图3可以看出，低温弱光下2个黄瓜品种的APX活性都呈递增趋势，国农41在处理的前6 d增加值较小，而国农25较大；在处理的第9天都明显高于对照。DHAR活性的变化与APX的基本一致。从图3还可以看出，低温弱光下国农25比国农41的APX和DHAR活性先高于对照，启动较快。

2.3 低温弱光对不同生态型黄瓜幼苗膜透性的影响

由图4表明，在低温弱光下国农25和国农41的MDA含量变化存在明显差异。国农25明显低于对照；而国农41在前3 d略有减少，从3～9 d急剧增加，明显高于对照。在低温弱光下国农25的LOX的活性升高，一直高于对照；国农41的活性在前6 d基本不变，而后急剧升高，高于对照。可见，低温弱光对水果型黄瓜国农41的细胞膜伤害比较大。

3 小结与讨论

可溶性糖是冷害和冻害条件下细胞内的保护性物质，其含量与植物的抗冷性程度成呈相关[8]。植物可溶性蛋白含量增加与抗冷性的提高有关，低温锻炼过程中植物体内可溶性蛋白含量升高，可提高植物的抗冷能力。本试验结果表明，在低温弱光下，黄瓜幼苗可溶性糖和可溶性蛋白含量增加，从而可以提高黄瓜幼苗的抗冷能力，但不同品种间有差异，国农41的可溶性糖含量较高。

已知SOD，POD，CAT是植物体内酶促防御系统的3个重要保护酶，植物的保护酶系统在清除自由基、防止活性氧毒害方面起着重要作用[9]。SOD可清除植物体内的超氧阴离子自由基（O2-·），减缓氧自由基对细胞膜的损伤。CAT是调节细胞内H2O2的重要酶，可催化H2O2转化为活性较低的物质，使机体受到保护。在低温胁迫下POD活性上升，能有效地清除植物体内的H2O2，从而使植物能在一定的程度上忍耐、减缓或抵抗低温胁迫。本试验结果表明，在低温弱光下，黄瓜幼苗叶片POD，CAT活性高于对照的。APX和DHAR是定位于叶绿体中的抗坏血酸-谷胱甘肽循环中的关键酶，它们对于保护叶绿体和其他细胞组织免受H2O2及其所产生的羟基自由基的破坏是必不可少的。研究结果表明，在低温弱光下国农25和国农41的APX和DHAR活性升高。但二者对低温弱光的响应存在差异，主要表现为前者保护酶启动快，能在较短的时间内高于对照。

逆境条件会导致植物体内活性氧的增加，从而引发氧化胁迫[10]。MDA是膜脂过氧化产物，它的含量与膜脂过氧化程度呈正相关[11]。在低温弱光下国农25和国农41的MDA含量变化存在明显差异。国农25明显低于对照；而国农41在前3 d略有减少，在3～9 d急剧增加，明显高于对照。由此可见，低温弱光对国农41细胞膜造成了较为严重的破坏作用。

本试验结果表明，在低温弱光胁迫下黄瓜幼苗可以通过增加体内保护性物质的含量和抗氧化酶的活性增强对逆境的抵抗能力。但低温弱光对不同生态型黄瓜的生理生化特性的影响存在差异，刺瓜型国农25比水果型国农41对低温弱光的响应快，能快速启动体内的保护酶系统，细胞膜受到的伤害轻。

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Effects of Low Temperature and Poor Light on Physiological and Biochemical Characteristic in Cucumber Seedlings of Different Ecotypes

JIA Qinghu1,MENG Fanzhen1,2,NING Feng1,GAO Chunliang1

The effects of low temperature and poor light was studied on physiological and biochemical characteristic in cucumber seedlings.The results showed that soluble sugar contents and soluble protein contents under low temperature and poor light increased,and soluble sugar contents of Guonong 25 was higher than that of Guonong 41.Peroxidase(POD) activities,ascorbate peroxidase (APX)activities,dehydroascorbate reductase (DHAR)activities and lipoxygenose(LOX) activities also increased,but protective enzyme activities increased more rapidly in Guonong 25 than that in Guonong 41. The results also showed that contents of malondialdehyde (MDA)of Guonong 25 was different from that of Guonong 41, MDA contents of Guonong 25 was lower than that of CK,but MDA contents of Guonong 41 was higher than that of CK from 3-9 d.

Low temperature and poor light;Cucumber Seedlings;Protective materials;Protective Enzymes

10.3865/j.issn.1001-3547.2009.18.018

贾庆虎（1975-），男，硕士，农艺师，主要从事蔬菜栽培及农产品检测工作，电话:13413383695。E-mail:fanzhen_meng@sohu.com

2009-02-06