甜瓜幼苗對逆境脅迫的生理響應及抗逆性分析

劉燕敏 陳宇聰 呂睿 譚瑜柳 李昕雨 董舒樂 劉骕骦

摘要 甜瓜是一種非常重要的果品，也是現階段農業發展中產量迅速增加的經濟作物。我國甜瓜的種植面積非常大，在世界上占據著重要的地位。甜瓜幼苗在生長過程中會遇到各種各樣窘迫的環境，使甜瓜的健康生長受到一定的威脅，對甜瓜的質量和產量都會產生嚴重影響。本文探究和分析了不同類型的甜瓜幼苗對逆境脅迫的生理響應及抗逆性，以供參考。

關鍵詞 甜瓜幼苗;生理響應;抗逆性

中圖分類號：S652 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）08–0132–02

Analysis of Physiological Response and Stress Resistance of Muskmelon Seedlings to Stress

LIU Yan-min et al（Huzhou College， Huzhou， Zhejiang 313000）

Abstract Melon is a very important fruit， but also at the present stage of the development of the rapid increase in yield， the development of a very fast cash crop. The planting area of melon in China is very large， occupying an important position in the world. Melon seedlings in the process of growth， will encounter a variety of embarrassing environment， so that the normal and healthy growth of melon is threatened to a certain extent， the quality and yield of melon will be seriously affected. This paper briefly explored and analyzed the physiological response and stress resistance of different types of muskmelon seedlings for practical reference.

Key words Melon seedlings; Physiolog-ical response; Resistance

土壤鹽堿化是制約植物生長的重要因素，會影響各種農作物的生長和發育，不僅會影響農作物的產量，還會影響農作物的質量，是一種世界范圍內的非生物逆境。現階段，土壤鹽堿化對農業用地的影響已經擴展到100多個國家，我國作為農業大國，深受其害。我國是甜瓜生產的主要國家之一，甜瓜幼苗在生長過程中，不僅受土壤鹽堿化的影響，還有其他的逆境脅迫也制約著甜瓜幼苗的生長[1]。因此，有必要探究出提高甜瓜幼苗抗逆性的策略，使甜瓜在逆境脅迫中仍然可以正常生長。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

早熟品種的薄皮甜瓜種子和晚熟品種的薄皮甜瓜種子。

1.2 試驗方法

將兩種不同的薄皮甜瓜種子試驗材料放入60℃的熱水中攪拌10 min左右，放入比較清涼的地方，使其自然冷卻，浸種大約3 h后，將試驗種子分開放入溫度在28℃左右的恒溫培養箱中，促使試驗種子發芽。當多數種子發芽后，就用草炭和珍珠巖作為基質，合理配制適合試驗種子生長的穴盤。在這樣的穴盤中，幼苗生長相對較快，幼苗的葉子長到2～3片時，就選出生長情況相近的幼苗并對其分別進行低溫脅迫處理、干旱脅迫處理、鹽脅迫處理及水分脅迫處理等。在低溫脅迫處理中，將甜瓜幼苗放置8℃左右的環境大約6 h，每3 h進行1次處理，在這種低溫環境下觀察甜瓜幼苗;在干旱脅迫處理中，需要對甜瓜幼苗噴淋50 ml左右的聚乙二醇完全營養液，每3 h進行1次處理，在模擬的干旱環境下觀察甜瓜幼苗;在鹽脅迫環境中，將氯化鈉完全營養液噴淋到甜瓜幼苗上，對其進行觀察;模擬水淹條件時，要把穴盤放到有水的托盤上，水高大約3 cm。每種處理方式除相應的環境條件不同外，其他條件都不變，在不同的模擬環境下，觀察每個甜瓜幼苗的基本生長情況，并且噴淋50 ml完全營養液，使幼苗能夠獲得維持生長所需的營養，在正常情況下，反復噴淋，然后對比觀察并記錄幼苗的生長情況。

1.3 測定項目及方法

當甜瓜幼苗基本上長出4片一心時，就需要分別測定出其生理指標。在進行測定時，需要用浸泡提取法檢測葉綠素（Chl）含量、用考馬斯亮藍法檢測可溶性蛋白質含量（SP）、用氮藍四唑光化還原法檢測超氧化物歧化酶（SOD）活性、用愈創木酚法檢測過氧化物酶（POD）活性、用酸性茚三酮法檢測脯氨酸（Pro）、用定用硫代巴比妥酸顯色法檢測丙二醛（MDA）含量。在測定這些項目時，主要參考依據《植物生理生化試驗原理和技術》，而測定細胞膜相對透性也就是相對電導率TDS時，就需要用電導法[2]。

1.4 數據分析

采用Excel 2007、GraphPAD Prism 5、DPS 7.05等軟件分析數據，并使用新復極差法。

2 結果與分析

2.1 逆境脅迫下甜瓜幼苗葉片的可溶性蛋白質和葉綠素含量的變化

可溶性蛋白質對滲透調節營養物質有重要作用，還能有效保護生物膜，使細胞的生命物質能夠不斷增加并積累得更多。甜瓜幼苗葉片的可溶性蛋白質含量在不同的逆境脅迫下是不同的，而不同品種的甜瓜幼苗對逆境脅迫響應的差異性非常大。在干旱脅迫、鹽脅迫、水分脅迫的影響下，早熟的甜瓜幼苗葉片中可溶性蛋白質的含量比CK高很多，但在低溫脅迫下與CK的差異不明顯;而晚期的甜瓜幼苗葉片在干旱脅迫下可溶性蛋白質含量比CK高很多，而干旱脅迫、鹽脅迫、水分脅迫中都與CK沒有明顯的差異。

綠色植物進行光合作用的重要色素是葉綠素，葉綠素的含量越高，植物的抗逆境能力就越能得到有效提高。甜瓜幼苗在不同的逆境脅迫中葉綠素含量不同。早熟的甜瓜幼苗在干旱環境脅迫中對葉綠素含量有非常大的影響，而其他的逆境環境脅迫雖然也會影響葉綠素含量，但影響相對較小，低溫脅迫及鹽脅迫環境對葉綠素含量幾乎沒有影響;晚熟甜瓜幼苗品種在不同的逆境脅迫中不會明顯影響葉綠素含量。這就說明逆境脅迫對甜瓜幼苗中葉綠素的合成具有非常大的抑制作用，尤其是干旱逆境和水分逆境對早熟甜瓜幼苗有非常大的影響[3]。由此可知，逆境脅迫對甜瓜幼苗的光合作用有嚴重影響。

2.2 逆境脅迫對甜瓜幼苗葉片中丙二醛、游離脯氨酸（Pro）含量的影響

甜瓜幼苗在各種逆境脅迫中游離脯氨酸（Pro）的含量比CK高很多，尤其是干旱脅迫與水分脅迫對早熟甜瓜品種幼苗的影響非常大，且比低溫脅迫要高很多，與鹽脅迫處理的差異并不明顯。晚熟甜瓜品種幼苗在干旱脅迫的影響下游離脯氨酸（Pro）的含量會比水分脅迫和低溫脅迫處理高很多，但與鹽脅迫處理的差異不明顯，而低溫脅迫的影響幾乎不顯著，這也就表明逆境脅迫處理能明顯增加甜瓜幼苗的游離脯氨酸（Pro）積累，不斷增強甜瓜幼苗的耐脅迫能力，而在干旱脅迫中甜瓜幼苗的游離脯氨酸（Pro）的積累含量最多，在低溫脅迫處理中游離脯氨酸（Pro）的積累量最少。

膜脂過氧化降解的產物中丙二醛（MDA）非常重要，也是其主要的衡量指標。不同的逆境脅迫下，甜瓜幼苗葉片丙二醛（MDA）含量是不同的。早熟甜瓜品種在逆境脅迫中丙二醛（MDA）的含量明顯比CK高，其中在干旱脅迫處理下，甜瓜葉片中丙二醛（MDA）的含量最高，而水分脅迫及鹽脅迫比干旱脅迫處理低，低溫脅迫處理則最小。晚熟甜瓜品種幼苗的葉子丙二醛（MDA）含量在干旱脅迫、水分脅迫處理中含量非常高，而低溫脅迫和鹽脅迫處理則沒有顯著影響。這說明干旱脅迫、水分脅迫處理對甜瓜幼苗的傷害性較大，而低溫脅迫與鹽脅迫處理對甜瓜幼苗傷害不大。不同品種的甜瓜在逆境脅迫中會受到一定的影響，尤其是給甜瓜幼苗葉片上的細胞膜帶來嚴重的傷害，會提升細胞膜的透性;早熟甜瓜品種受到干旱脅迫處理的傷害最大，而晚熟甜瓜品種受到水分脅迫的傷害最大。

3 討論

不同逆境脅迫對甜瓜幼苗的生長有著不同程度的傷害，使其產生不同的物質代謝變化，破壞細胞膜，而酶活性也會在一定程度上受到影響。不同品種的甜瓜幼苗對逆境脅迫的生理反應差異較大，這與甜瓜品種的耐受性關系大，但還需要深入研究具體原因。多基因控制的數量性狀與甜瓜幼苗的抗逆性有著密切關系，如果僅憑借單項指標評價抗逆性，就顯得非常片面。因此，本次試驗主要是利用成分分析法對其進行綜合性評價，最終形成4個綜合指標，在這種情況下能夠有效地找出差異，最終得到有效結論。

4 結束語

甜瓜幼苗在生長中會受到低溫脅迫、干旱脅迫、鹽脅迫及水分脅迫等多種逆境脅迫的影響，不同種類的甜瓜幼苗葉片中的可溶性蛋白質、葉綠素、丙二醛、游離脯氨酸含量及抗氧化酶活性等在逆境脅迫中都會受到不同程度的影響。不同的逆境脅迫有不同的生理機制，且差異性比較大，綜合表現在影響甜瓜幼苗物含量調節及光合特性的是干旱脅迫和水分脅迫;影響保護植物體的酶活性是低溫脅迫和鹽脅迫。不同的生理特征指標能鑒定出不同品種甜瓜的綜合抗逆性。

參考文獻

[1] 孫天國，孫玉斌.外源亞精胺對鉛脅迫下甜瓜幼苗抗氧化代謝的調控效應[J].北方園藝，2020（4）：42-46.

[2] 劉達濰，劉詩琴，易鵬程，等.淹水脅迫下外源激素對甜瓜幼苗根系生理特性的影響[J].江蘇農業科學，2019，47（9）： 182-185.

[3] 周永海，楊麗萍，馬榮雪，等.外源褪黑素對高溫脅迫下甜瓜幼苗抗氧化特性及其相關基因表達的影響[J].西北農業學報，2020，29（5）：745-751.

責任編輯：黃艷飛