葫蘆砧木低溫處理鑒定方法研究

王迎兒，邢乃林，馬凱慧，應泉盛，張蕾琛，王毓洪

（浙江寧波市農業科學研究院，315040）

葫蘆砧木低溫處理鑒定方法研究

王迎兒，邢乃林，馬凱慧，應泉盛，張蕾琛，王毓洪

（浙江寧波市農業科學研究院，315040）

對2個具有低溫抗性差異的葫蘆砧木A12、A05及西瓜TRM進行低溫處理，試驗結果表明，葫蘆幼苗（0.43～0.71）的低溫抗性顯著高于西瓜（1.0），4℃條件下A12的耐低溫性高于A05，6℃條件下相反；3葉期2個砧木間冷害指數差異顯著，且葉綠素含量變化均達極顯著，葉綠素含量變化程度與冷害指數具有顯著正相關（R2=0.65），因此，葉綠素含量可以作為耐低溫葫蘆砧木材料選擇的一個標準，且3葉1心期6℃為相對較好的低溫處理條件。

葫蘆；西瓜；低溫；冷害指數；葉綠素含量

西瓜是葫蘆科西瓜屬一年生草本蔓生植物，起源于非洲，屬于典型的喜溫性瓜果。栽培面積和產量位列世界十大水果之一。我國是世界上最大的西瓜生產和消費國，2012年我國西瓜產量占世界總產量的 50%以上；2014年浙江省西瓜種植面積為7.07萬hm2，產量為214萬t，西瓜是浙江省重要的特色優勢產業之一。近年來西瓜早春設施栽培發展迅速，但是西瓜對低溫敏感，在早春設施栽培和秋延后露地栽培時經常遭遇低溫冷害，嚴重影響了反季節西瓜的生產［1］。目前我國選育的西瓜品種大多耐低溫性不高，耐冷種質資源匱乏［2］，且對西瓜耐低溫性研究較少，特別是耐低溫性的鑒定方法及機理仍不清楚。

大量研究表明，嫁接可以提高西瓜的耐低溫性能［3，4］。目前西瓜嫁接所用砧木主要為葫蘆和南瓜及野生西瓜3類。其中葫蘆與西瓜均為葫蘆科西瓜屬，因此具有嫁接親和性高、不影響西瓜品質、連作障礙及病蟲害抗性較強等優勢而被廣泛應用［5，6］。西瓜、黃瓜、甜瓜等葫蘆科作物中均有研究表明，低溫處理可改變葉片細胞膜系統及光合作用，并使幼苗葉片葉綠素含量發生顯著變化。因此，葉片葉綠素含量被認為是一個有效的耐低溫性能指標［1，2，7，8］。同時，在玉米、水稻等作物中研究發現，幼苗低溫處理后，植株生長停滯或緩慢，葉片的葉綠素含量降低。但是關于嫁接提高接穗耐低溫性的機理仍不清楚，同時對于葫蘆砧木嫁接西瓜的耐低溫性鑒定的時期及溫度還不確定，而且冷害程度與低溫脅迫后葉綠素含量變化之間的關系仍不明確。

本研究通過對葫蘆及西瓜苗期不同階段進行低溫處理，測定冷害指數及葉片葉綠素含量，以確定葫蘆砧木嫁接西瓜的低溫處理條件，并探索葫蘆中低溫脅迫后的葉綠素含量變化與冷害指數之間的關系，為葫蘆砧木低溫篩選及嫁接西瓜的耐低溫嫁接機理研究提供參考。

1　材料與方法

1.1試驗材料

葫蘆材料為田間表現較耐低溫的A12和較不耐低溫的A05，西瓜材料為TRM，均由寧波市農業科學研究院提供。

1.2試驗方法

①材料種植試驗于2014年11月在寧波市農業科學研究院進行。分別挑選大小一致、飽滿的西瓜和葫蘆種子，室溫浸種，葫蘆為24 h，西瓜為6 h。28～30℃催芽，西瓜為36 h，葫蘆為48 h。每隔2 d播種1批，共3批。每一批材料均按9次重復播種，其中4℃、6℃處理及20℃對照各3次重復。每重復10株，50孔穴盤播種。

②低溫處理3批材料在寧波市農業科學研究院人工氣候室中種植，分別長至約1葉1心 （1葉期），2葉1心（2葉期），3葉1心（3葉期）時放進RXZ型智能人工氣候箱（寧波江南儀器廠生產）進行低溫處理，光照和黑暗均為12 h，處理2 d后考察。

③性狀考察冷害級數調查參照王喜慶等［4］的方法，根據葫蘆及西瓜冷害狀況分為6級，0級：無癥狀；1級：葉片稍有萎蔫；2級：1/3葉片萎蔫下垂；3級：2/3葉片萎蔫下垂；4級：所有葉片萎蔫下垂；5級：幼苗死亡。處理2 d后進行冷害級數考察。同時采用SPAD-502葉綠素含量測定儀測定幼苗真葉的相對葉綠素含量，每個處理選擇8～10株，每株檢測3次，去掉異常值后，計算平均值。

④數據處理試驗數據采用Excel 2010軟件進行處理，統計采用其數據分析中的單因素方差分析及相關系數分析。

冷害指數計算公式如下：冷害指數=（冷害級數×該級株數）÷（調查株數×最大冷害級數）。

2　結果與分析

2.1耐低溫等級

低溫處理后，西瓜和葫蘆幼苗均表現出不同程度的低溫脅迫。4℃和6℃處理2 d后的西瓜幼苗的冷害等級均為5級；而4℃處理2 d后的葫蘆幼苗的冷害等級為3～4級，主要為3級，6℃處理后表現為2～3級，主要為2級，葫蘆幼苗較西瓜幼苗耐冷。對于2份葫蘆材料，不同處理時期，6℃處理后的冷害指數均低于4℃，4℃條件下A12的耐低溫性高于A05，而6℃條件下則相反。6℃條件下，1葉期、3葉期A05的冷害指數均顯著低于A12，而TRM的冷害指數均極顯著高于A12，表明6℃條件下1葉期、3葉期較合適判定不同砧木的耐低溫性。

2.2葫蘆葉綠素含量

由于低溫處理后的西瓜幼苗死亡，未測定其葉綠素含量。對于葫蘆，4℃和6℃處理后，不同處理時期的葉片葉綠素含量較對照均有一定程度的提高（圖1）。除2葉期A05在6℃的處理外，其余處理與對照相比，葉片葉綠素含量均具顯著或極顯著提高。4℃處理后葉片葉綠素含量提高最大的為1葉期的A12，為17.00%；最低的為2葉期的A12，為9.45%。6℃處理后葉片葉綠素含量提高最大的為3葉期的A12，為14.14%；最低的為2葉期的A05，為4.17%。除2葉期的A12外，4℃處理葉片葉綠素含量均高于6℃處理，且3個處理時期中A12的葉片葉綠素含量均高于A05，總體上2個材料2葉期的葉片葉綠素含量低于1葉期和3葉期，且在一定范圍內隨著溫度降低，葉片葉綠素含量隨之提高，其中3葉期2個砧木材料的葉片葉綠素含量在2個低溫處理后均達極顯著水平，表明3葉期較1葉期和2葉期更適合作為葫蘆砧木低溫處理時期。

通過冷害指數與葉綠素含量變化之間的相關性分析發現，兩者之間表現為顯著正相關，相關系數達到0.65，表明葉綠素含量變化與冷害指數具有一定的相關性。

表1　不同處理時期葫蘆及西瓜幼苗冷害指數

3　討論與結論

隨著西瓜設施栽培面積的不斷增加及種植范圍的擴大，廣適性的西瓜品種培育及合適的栽培措施已成為當前西瓜育種面臨的重要問題，其中嫁接是促進西甜瓜產業發展的一個重要方式，但是相對于日韓等國，我國的嫁接育種產業還有一定的差距。而且由于我國地域廣闊、生態環境復雜，低溫抗性是特別需要重視的一個方面。劉慧英等［3］研究表明，嫁接苗耐冷性明顯高于實生苗，同時通過對活性氧系統SOD等活性檢測，認為其與嫁接導致的低溫抗性增強有關。王喜慶等［4］通過葫蘆砧木嫁接西瓜的低溫脅迫研究證明葫蘆嫁接西瓜具有低溫抗性增強作用。而本研究中，葫蘆低溫抗性在4℃和6℃均高于西瓜，表明葫蘆的強低溫抗性。

不同植物材料在不同的溫度脅迫下，相對抗性會表現出一定的差異。王代軍等［9］研究不同溫度下不同草坪草品種的溫度脅迫抗性，結果發現品種Nublue的抗寒性和耐熱性均高于品種Cindy，但是Nublue的抗寒性高于品種Targ et，而耐熱性則低于品種Targ et。而對于低溫脅迫，李明玉等［10］在4℃、6℃、8℃下處理不同黃瓜幼苗，結果不同材料的多個冷害相關生理指標在不同溫度下的變化順序不同，此結果與本研究中4℃下A12耐低溫性高于A05，而6℃下A12耐低溫性低于A05這一結果一致，表明不同低溫處理下，不同材料具有不同的相對抗感性，不同的低溫抗性材料具有不同的最佳低溫抗性范圍。

圖1　低溫處理后的葫蘆葉片葉綠素含量

低溫脅迫影響的一個主要方面就是葉綠素及其相關物質含量的變化。張國民等［11］在6℃和10℃下分別對玉米品種吉單159進行處理，測定葉綠素含量發現，低溫處理后葉片葉綠素含量總體呈下降趨勢，但6℃處理下3片真葉處理3 d后的葉綠素含量均表現為一定程度的上升，且溫度越低，葉綠素含量變化越大。本研究中低溫處理后葉綠素含量顯著上升，且4℃處理的葉片葉綠素含量變化程度大于6℃的結果與其基本一致。因此，葉綠素含量的升高可能是植株面對低溫脅迫的反應，而后期的降低可能是長期低溫對葉綠素合成系統的破壞。

葉綠素含量與低溫脅迫相關性的研究上，主要是關于葉綠素含量的變化以及冷害指數表現，少有研究涉及葉綠素含量與冷害指數之間的相關性。而本研究發現，葫蘆葉片葉綠素含量的變化與冷害指數具有顯著相關性，表明可以通過葉綠素含量變化來選擇耐低溫葫蘆砧木種質資源。

［1］吳梅梅，張顯，鄭俊騫，等.西瓜甜瓜抗寒性研究進展［J］.中國瓜菜，2014，27（增刊）：1-5.

［2］王薇薇，羊杏平，范淑英，等.西瓜耐冷性鑒定指標的篩選［J］.華北農學報，2014，29（6）：163-171.

［3］劉慧英，朱祝軍，呂國華.低溫脅迫對嫁接西瓜耐冷性和活性氧清除系統的影響［J］.應用生態學報，2004，15（4）：659-662.

［4］王喜慶，齊秀蘭，劉力勇，等.低溫脅迫對嫁接西瓜幼苗耐冷性和生理生化指標的影響［J］.北方園藝，2008（7）：52-55.

［5］應泉盛，王迎兒，王毓洪，等.小果型西瓜專用砧木品種‘甬砧5號’的選育［J］.中國瓜菜，2014，27（3）：32-35.

［6］Keinath A P.Susceptibility of cucurbit rootstocks to Didymella bryoniae and control of gummy stem blight on grafted watermelon seedlings with fungicides［J］.Plant Disease，2013，97（8）:1 018-1 024.

［7］鄭姍姍.漸變溫度脅迫對黃瓜幼苗及其葉綠體膜系統的影響［D］.哈爾濱：東北農業大學，2011.

［8］Fracheboud Y，Haldimann P，Leipner J，et al.Chlorophyll fluorescence as a selection tool for cold tolerance of photosynthesis in maize（Zea maysL.）［J］.Journal of Experimental Botany，1999，50（338）:1 533-1 540.

［9］王代軍，溫洋.溫度脅迫下幾種冷季型草坪草抗性機制的研究［J］.草業學報，1998，7（1）：75-80.

［10］李明玉，曹辰興，于喜艷.低溫鍛煉對冷脅迫下黃瓜幼苗保護性酶的影響［J］.西北農業學報，2006，15（1）：160-164.

［11］張國民，王連敏，王立志，等.苗期低溫對玉米葉綠素含量及生長發育的影響［J］.黑龍江農業科學，2000（1）：10-12.

Screening of Identification Methods for Bottle Gourd Rootstocks at Low Temperature

WANG Ying'er，XING Nailin，MA Kaihui，YING Quansheng，ZHANG Leichen，WANG Yuhong
（Ningbo Academy of Agricultural Sciences，Zhejiang 315040）

In this study，two bottle gourd rootstocks A12 and A05 which had different low temperature resistance，and a watermelon TRM were treated at 4℃and 6℃.The results showed that，the low temperature resistance of bottle gourd （0.43-0.71）was significantly higher than that of watermelon（1.0）.The low temperature resistance of A12 was higher than that of A05 at 4℃，while it was opposite at 6℃.The cold injury indexes between the two rootstocks had significantly difference in three-leaf stage，and the changes of leaf chlorophyll content were extremely significant，in addition，the changing degree of chlorophyll content had a significantly positive correlation with cold injury index（R2=0.65）.Therefore，chlorophyll content could be regarded as a selection criterion for low-temperature resistant rootstocks of bottle gourd，and 6℃was better low temperature condition in three-leaf stage.

Bottle gourd；Watermelon；Low temperature；Cold injury index；Chlorophyll content

S642.9；S651

A

1001-3547（2016）08-0079-03

10.3865/j.issn.1001-3547.2016.08.032

寧波市瓜類砧木育種創新團隊（2014B81002）；寧波市瓜菜育種重點實驗室（2014A22007）

王迎兒（1981-），女，碩士，農藝師，主要從事瓜類砧木育種及栽培技術研究工作，電話：0574-87929477，E-mail：wangyinger0601@sina.com

王毓洪，男，通信作者，研究員，主要從事西甜瓜砧木育種，E-mail：yhwangsc@163.com

2015-11-27