外源水杨酸对淹水胁迫下有棱丝瓜幼苗生理特性的影响

摘 要：为探明外源水杨酸（SA）对有棱丝瓜幼苗耐涝的调控作用，对金福15号花点有棱丝瓜采用叶面喷施0.5（SA0.5）、1.0（SA1.0）、1.5（SA1.5）、2.0（SA2.0）mmol·L−1水杨酸溶液，研究淹水胁迫下其对幼苗生长及其生理代谢的影响。结果表明：与对照组CK（未淹水+未喷施SA）相比，淹水胁迫下有棱丝瓜幼苗的根长、株高以及鲜质量均显著降低，喷施SA后，各农艺性状指标的下降幅度减小，其中喷施1.5mmol·L−1SA幼苗的根长、株高较淹水对照CK1（淹

水+未喷施SA）分别提高19.0%、12.3%；喷施2.0mmol·L−1SA的幼苗鲜重、干重较CK1分别提高9.0%和19.2%。淹水胁迫下幼苗叶片膜脂过氧化物含量升高，而喷施SA可显著降低MDA、H2O2含量。与CK1相比，喷施1.5mmol·L−1SA幼苗叶片的SOD、CAT活性最高，分别升高37.5%和52.18%，喷施2.0mmol·L−1SA幼苗叶片的POD活性最高，比CK1升高78.1%。

结合各指标隶属函数值综合评价，喷施不同浓度SA在抗涝性方面的强弱顺序为：SA1.5＞SA2.0＞SA1.0＞SA0.5＞CK1，其中喷施1.5mmol·L−1和2.0mmol·L−1SA处理在得分上较为接近，表明这两个处理在抗涝性方面表现相似。综合比较，喷施1.5mmol·L−1SA的效果最好。

关键词：有棱丝瓜；外源；水杨酸；淹水胁迫；生理特性

中图分类号：S642.4 文献标志码：A 文章编号：0253−2301（2024）07−0033−05

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2024.07.006

Effects of Exogenous Salicylic Acid on the Physiological Characteristics of Luffa acutangulaSeedlings Under Waterlogging Stress

WANGSong，LUOYan-hua，LINYi-feng，WUZhen-qiang，ZHANGSong-yong（Zhangzhou Institute of Agricultural Sciences， Zhangzhou， Fujian 363005， China）

Abstract： Inordertoexploretheregulatoryeffectofexogenoussalicylicacid（SA）onthewaterloggingtoleranceofLuffa acutangulaRoxb.seedlings，0.5，1.0，1.5，and2.0mmol·LsalicylicacidsolutionwassprayedontheleavesofLuffaacutangulaJinfuNo.15.Then，theeffectsofsalicylicacidsolutionontheseedlinggrowthandphysiologicalmetabolismunderthewaterloggingstresswerestudied.Theresultsshowedthat：therootlength，plantheightandfreshweightofLuffaacutangulaseedlingsunderthewaterloggingstressweresignificantlylowerthanthoseofthecontrolgroupCK（nonflooding+noexternalapplicationofSA）.Aftersprayingtheexogenoussalicylicacid，thedecreasingrangeofvariousagronomictraitsdecreased.Therootlengthandplantheightofseedlingssprayedwith1.5mmol·LSAwereincreasedby19.0%and12.3%comparedwiththecontrolgroupCK1（flooding+noexternalapplicationofSA），respectively.Thefreshweightanddryweightofseedlingssprayedwith2.0mmol·LSAwereincreasedby9.0%and19.2%comparedwiththecontrolgroupCK1，respectively.Thecontentofmembranelipidperoxideintheleavesofseedlingsincreasedunderthewaterloggingstress，whilesprayingthesalicylicacidcouldsignificantlyreducethecontentofMDAandH2O2.ComparedwithCK1（flooding+noexternalapplicationofSA），theactivitiesofSODandCATintheleavesofseedlingssprayedwith1.5mmol·LSAwerethehighest，whichwereincreasedby37.5%−1and52.18%，respectively.TheactivityofPODintheleavesofseedlingssprayedwith2.0mmol·LSAwasthehighest，whichwasincreasedby78.1%comparedwithCK1.Combinedwiththecomprehensiveevaluationofthesubordinatefunctionvaluesofeachindex，theorderofsprayingdifferentconcentrationsofSAonthewaterloggingresistancewasasfollows：SA1.5>SA2.0>SA1.0>SA0.5>CK1，andthescoresofthetwotreatmentssprayedwith1.5mmol·L-and2.0mmol·LSAwererelativelyclose，indicatingthatthetwotreatmentsperformedsimilarlyin−1termsofwaterloggingresistance.Thecomprehensivecomparisonshowedthat，theeffectofspraying1.5mmol·LSAwasthebest.

Key words： Luffa acutangulaRoxb.；Exogenous；Salicylicacid；Waterloggingstress；Physiologicalcharacteristics

丝瓜Luffa cylindricaL.起源于亚洲热带地区，属于葫芦科丝瓜属一年生攀援性草本植物[1]，在我国南方广泛种植。近年来，全球气候多变，极端暴雨天气出现频率增加，加上季节性降雨以及沿海地区台风天带来的强降水，使得涝害成为农业生产中的常见问题，给农业生产造成巨大经济损失[2−3]。在淹水胁迫条件下，土壤中的含氧量减少，导致植物叶绿素在低氧环境降解加速，细胞内正常的电子传递链也因缺氧而被阻断，使得植物光合作用效率降低，与此同时，细胞膜脂过氧化现象加剧，植物的抗氧化酶保护系统等也受到损害，同时植株根系进行无氧呼吸产生的酒精、乳酸等有害物质，这些物质会对植物产生毒害作用，影响其正常生长发育[4]。

水杨酸（salicylicacid，SA）是一种酚类生长调节剂，在植物生长与发育过程中发挥着重要作用[5]。它不仅能够调控植物的萌发、开花、成熟等生理过程[6]，还能在植物面临如病原菌侵染、盐碱[7]、低温[8]、高温、干旱[9]等逆境胁迫时作为植物体内的内源信号分子，提高植物抗性，帮助其更好地适应和抵御不利环境[10]，尽管关于外源水杨酸在逆境胁迫中的作用已有多项研究，但其在缓解丝瓜淹水胁迫方面的报道较少。丝瓜作为福建省主栽瓜类蔬菜之一，常年播种面积约3.33万hm2[11]，丝瓜虽是瓜类蔬菜中较耐涝的种类[12]，但同一物种的不同基因型对淹水胁迫的耐性也存在显著差异[13]，而且有棱丝瓜根系相比普通丝瓜不发达、生产中较易受到涝害影响。本研究通过叶面喷施不同浓度外源SA对有棱丝瓜在淹水胁迫下生长、抗氧化酶活性、光合特性、膜脂质通透水平等指标影响，筛选出外源SA最适宜的喷施浓度，为其在有棱丝瓜抗涝中的合理应用提供科学参考。

1 材料与方法

1.1试验材料

供试丝瓜品种为金福15号花点有棱丝瓜，由广东金福园种业科技有限公司提供。

1.2试验设计

试验设置6个处理：（1）对照CK，未淹水+未喷施SA；（2）淹水对照CK1，淹水+未喷施SA；（3）SA0.5，淹水+喷施0.5mmol·L−1SA；（4）SA1.0，淹水+喷施1.0mmol·L−1SA；（5）SA1.5，淹水+喷施1.5mmol·L−1SA；（6）SA2.0，淹水+喷施2.0mmol·L−1SA。先基质育苗，待丝瓜幼苗长至4叶1心时，选取长势一致的植株，分别用0.5、1.0、1.5、2.0mmol·L−1SA进行全株叶面喷施，每天1次，连续处理4d，3d后再淹水处理，以水面超土壤表层1cm为淹水状态，每天上午9：00补水，淹水处理7d，于淹水处理结束后第2d随机取样进行各项指标的测定。

1.3指标测定

1.3.1农艺性状指标测定 每个处理随机选取7株幼苗，用直尺测量其根长、株高；植株地上部和地下部分别置于烘箱中，105℃杀青30min，75℃烘干至恒重，分析天平测定干鲜重。

1.3.2光合色素测定 生长点往下数取第3～4片叶，用SPAD-502Plus便携式叶绿素仪测定叶绿素SPAD值，每个处理重复5次；用95%乙醇方法测定叶绿素（叶绿素a、叶绿素b）含量和类胡萝卜素含量。每个处理设3次重复。

1.3.3抗氧化酶活性测定 生长点往下数选取植株第3～4片叶置于离心管中液氮速冻，参照试剂盒方法分别测定超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性。每个处理重复3次。

1.3.4丙二醛（MDA）含量和H2O2含量测定 选取植株生长点往下数第3～4片叶，用试剂盒测定丙二醛（MDA）含量和H2O2含量。每个处理设3次重复。

1.4数据处理

采用wps表格和SPSSPRO软件对数据整理和分析，显著差异用LSD法进行多重比较，采用隶属函数对有棱丝瓜幼苗抗涝能力的多个指标进行综合评价。隶属函数值的计算方法参考张晓丽等[14]，公式如下：

式中，Xmax为所测指标集的最大值，Xmin为该指标集的最小值，Xi为该指标测定值。计算所得的隶属函数值越大，说明该处理对缓解有棱丝瓜淹水胁迫的能力越强。

2 结果与分析

2.1叶面喷施SA对淹水胁迫下有棱丝瓜幼苗农艺性状的影响

由表1可知，淹水胁迫显著影响有棱丝瓜生长，淹水胁迫下有棱丝瓜幼苗的根长、株高以及干鲜重均显著低于CK。喷施SA能使这些指标下降幅度变小，但总体上看，喷施SA的有棱丝瓜幼苗生长指标差异未达到显著水平。

2.2叶面喷施SA对淹水胁迫下有棱丝瓜幼苗叶绿素和类胡萝卜素含量的影响

由表2可知，淹水胁迫下有棱丝瓜幼苗叶片的相对叶绿素值、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均显著低于CK，喷施SA能在一定程度上提高幼苗叶片的光合色素含量，其中以喷施1.5mmol·L-SA效果最佳，幼苗叶片的叶绿素总含量和类胡萝卜素含量较CK1分别增加了54%和45%，喷施2.0mmol·L−1SA居第2，较CK1增加了22%和37%。

2.3叶面喷施SA对淹水胁迫下有棱丝瓜幼苗叶片抗氧化酶的影响

由表3可知，淹水胁迫下有棱丝瓜幼苗叶片的SOD、CAT活性均显著低于CK，喷施SA能提高幼苗叶片SOD、CAT活性，各处理组SOD活性和CAT活性均为CK1＜SA0.5＜SA1.0＜SA2.0＜SA1.5＜CK；淹水胁迫下POD活性随着SA浓度增加而增加，POD活性为CK1＜SA0.5＜SA1.0＜CK＜SA1.5＜SA2.0。

2.4叶面喷施SA对淹水胁迫下有棱丝瓜幼苗膜质过氧化产物含量的影响

由表4可知，淹水胁迫下有棱丝瓜幼苗叶片的MDA含量和H2O2含量均显著高于CK，说明淹水胁迫导致细胞膜通透性增大，MDA含量为SA1.5＜SA2.0＜SA1.0＜SA0.5＜CK1，H2O2含量为SA2＜SA1.5＜SA1.0＜SA0.5＜CK1，说明喷施SA能缓解淹水胁迫下有棱丝瓜幼苗的膜脂过氧化程度，保护细胞膜的完整性，以喷施1.5、2.0mmol·L -SA效果最佳。

2.5不同处理有棱丝瓜幼苗耐涝性差异综合比较

对选取的评估有棱丝瓜幼苗抗涝能力的12个指标进行隶属函数值的计算，H2O2含量和MDA含量采用反隶属函数值法，其他10个指标则采用了隶属函数值法。结合各指标隶属函数值综合评价，由表5可知，喷施SA的抗涝性强弱顺序为：SA1.5＞SA2.0＞SA1.0＞SA0.5＞CK1。其中SA1.5和SA2.0在隶属函数综合评分中得分接近，说明两者在缓解有棱丝瓜淹水胁迫中均有较好的表现。

3 讨论与结论

淹水胁迫会抑制作物生长发育，导致叶片变黄、植物萎蔫甚至死亡[15]，给生产带来巨大损失。本研究表明，外源水杨酸处理可以有效缓解淹水胁迫对有棱丝瓜幼苗生长的抑制作用，以叶面喷施1.5mmol·L−1SA的效果最好，这与夏文荣[16]在探究外源水杨酸对辣椒生长及活性氧代谢的影响中所得出的结论一致。植物在逆境胁迫时，其地上部分和地下部分的生物量会受到影响[17]，而水杨酸作为内源信号分子可参与调控植株的生长发育。本试验中，喷施不同浓度SA促进淹水胁迫下有棱丝瓜幼苗根长、株高、干鲜重等生长指标的增长，以喷施1.5、2.0mmol·L−1SA效果最佳。

光合作用是植物生长发育的基础[18]，光合色素含量关系着光合能力强弱。淹水胁迫时，外源SA可以提高有棱丝瓜叶片SPAD值、叶绿素总量和类胡萝卜素含量，使得植物自身制造养分的能力加强。植物正常生长时，细胞内活性氧代谢处于动态平衡，此时活性氧含量较低，逆境胁迫会打破这一平衡，在细胞内产生过多自由基，对细胞膜及生物大分子造成损伤[19]。SOD、POD和CAT作为植物体内的保护酶，其活性能反映植物的抗氧化能力[20]，丙二醛作为膜脂过氧化产物之一，常用作细胞膜损伤指标[21]。H2O2作为SOD氧化后的产物，也可以用来表示植物在逆境时的损伤程度。本试验中，淹水胁迫时，SOD、POD、CAT活性整体上随着SA浓度增加先升后降，而MDA、H2O2含量则随着SA浓度增加先降后升，说明外源SA提升了有棱丝瓜叶片抗氧化能力，降低膜质过氧化水平，减轻细胞膜的受损程度，从而增强有棱丝瓜幼苗对涝害的抵抗力，以喷施1.5、2.0mmol·L−1SA效果最好。

淹水胁迫下不同作物最适宜的SA喷施浓度存在差异，赵兰枝等[22]发现0.5mg·L−1SA能够提高花叶万年青低氧耐性，张丽等[23]发现.0mmol·L−1SA对苦瓜低氧伤害的缓解效果最佳。本试验中，喷施SA可以有效缓解水涝对有棱丝瓜幼苗的伤害，且通过各指标隶属函数值综合评价，喷施不同浓度SA的抗涝性强弱顺序为：SA1.5、SA2.0、SA1.0、SA0.5和CK1，表明SA喷施浓度在1.5mmol·L-时抗涝效果最佳，这为合理利用SA抵御有棱丝瓜涝害提供科学参考。

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（责任编辑：柯文辉）