12個黃瓜品種（系）芽期和苗期耐濕冷性比較

摘" " 要：低溫高濕是設施黃瓜秋冬季栽培的重要限制因子，為探明不同黃瓜品種（系）的耐濕冷特性，通過人工模擬低溫高濕條件對12個黃瓜品種（系）進行耐濕冷性綜合比較。結果表明，低溫高濕條件下，12個黃瓜品種（系）的相對發芽率、相對發芽勢和相對發芽指數存在一定差異，JY1的相對發芽指數顯著高于其他品種（系）。苗期耐濕冷比較結果表明，濕冷條件下黃瓜幼苗的生長受到抑制，不同品種（系）間抗氧化酶活性和丙二醛含量存在顯著差異。綜合評價結果表明，QY30和 JY1的D值相對較高，分別為0.942和0.774，而QY20和QD29的D值相對較低，分別為0.218和0.217。相關性分析結果表明，各品種的D值與濕冷傷害指數呈極顯著負相關。綜上，QY30和JY1的苗期耐濕冷性相對較強，而QY20和QD29的耐濕冷性相對較弱。研究結果為后續耐濕冷種質資源利用和基因挖掘奠定了基礎。

關鍵詞：黃瓜；耐濕冷性；抗氧化酶活性；相對發芽指數；苗期

中圖分類號：S642.2 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2025）03-082-06

Comparison of combined high humidity and chilling tolerance for twelve cucumber varieties（lines）at the germination and seedling stage

WANG Bo， QIN Yuhong， LI Lei， ZHANG Shoucai， ZHANG Gongchen

（Qingdao Academy of Agricultural Sciences， Qingdao 266100， Shandong， China）

Abstract： Low temperature and high humidity are limiting factors for the autumn-winter cultivation of cucumber in solar and tunnel greenhouse. To explore the wet-chilling tolerance of different cucumber varieties（lines）， twelve varieties（lines）were comprehensively compared under controlled conditions. The results showed that obvious differences had been observed in relative germination rate， relative germination potential， and relative germination index among twelve materials at 15 °C. The cultivar JY1 exhibited significantly higher relative germination index than other varieties（lines）. The identification of wet-chilling tolerance during the seedling stage showed that the growth of cucumber seedlings was significantly inhibited under wet and chilling conditions， and the antioxidant enzyme activity and malondialdehyde content varied greatly among different varieties（lines）. Comprehensive evaluation results showed that QY30 had the highest D value of 0.942 and JY1 ranked second with a D value of 0.774. The D values of QY20 and QD29 were 0.218 and 0.217， respectively. Correlation analysis showed that the D value was extremely significantly negatively correlated with the wet-chilling damage index. The wet-chilling resistance of varieties（lines）JY1 and QY30 was relatively high， while the relatively wet-chilling resistance of lines QY20 and QY29 was relatively low. These results can provide the basis for utilization of cucumber wet-chilling resistant germplasm and wet-chilling resistant gene mining.

Key words： Cucumber; Wet-chilling tolerance; Antioxidant enzyme activity; Relative germination index; Seedling stage

黃瓜（Cucumis sativus L.）起源于喜馬拉雅山南麓的熱帶雨林，是典型的喜溫性蔬菜，生育界限溫度為10～30 ℃，10 ℃以下生理活動失調[1]。據聯合國糧農組織統計（FAOSTAT），2022年我國黃瓜種植面積130.94萬hm2、產量7 725.83萬t，生產規模位居世界第一[2]。我國北方秋冬季黃瓜生產中夜間普遍存在長期亞低溫（12～15 ℃）和短期臨界低溫（5～10 ℃）的問題，且棚內相對濕度超過90%[3]。低溫和高濕都不利于黃瓜的生長發育。低溫脅迫在黃瓜不同生長發育階段都會產生不同程度的危害，如種子發芽率降低，幼苗期葉片邊緣黃化、枯斑，坐瓜期化瓜、果實發育不良等[4]。高濕條件對黃瓜生長的不利影響主要表現為飽和濕度差降低，影響植株對水分和養分的吸收，導致鈣等難以移動的元素缺乏[5]。此外，高濕的環境有利于黃瓜病原菌產孢，干濕交替導致病害嚴重發生[6]。低溫高濕是冬春設施黃瓜栽培中的重要限制因子，生產中對耐低溫高濕的品種有著迫切的需求。

然而，目前關于低溫高濕復合脅迫對作物生長發育的影響報道較少。李淑菊等[7]將黃瓜設施栽培中的低溫高濕環境稱為“濕冷”，即空氣相對濕度90%以上、溫度5～12 ℃范圍的環境，并且指出濕冷環境中低溫是主要致害因子。Wang等[8]研究表明，低溫高濕可通過破壞光合和呼吸系統，抑制直播早秈稻的幼苗生長。濕冷處理還可以改變植物內源激素的平衡，導致過氧化氫、超氧陰離子等活性氧增加，從而引起濕冷傷害[9]。抗氧化酶活性和抗氧化物質的積累可以反映細胞對活性氧的清除能力，與植株本身的抗逆能力密切相關[10]。丁圓圓等[11]對濕冷處理條件下黃瓜幼苗的生長和生理指標變化進行分析，利用相對過氧化氫酶活性、相對脯氨酸含量和相對多酚氧化酶活性建立了黃瓜苗期耐濕冷評價方程，預測方程的平均精確度可達95.9%。

為進一步研究濕冷環境對不同黃瓜品種生長和生理指標的影響，筆者利用前期自然濕冷條件下選出的12份不同生態型黃瓜材料，在人工模擬濕冷條件下對相對發芽指數、苗期生長和生理指標變化進行分析，綜合比較各品種（系）間的耐濕冷性差異，以期為后續的種質資源利用和耐濕冷基因挖掘奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

選用12個不同類型的黃瓜品種（品系）為試材，其中QY20、QY29、QY30、QY31、QY35、QYC18、QYC415、QYC576由青島市農業科學研究院保存，津優1號購自天津科潤農業科技股份有限公司，荷蘭先鋒購自山東壽光市洪亮種子有限公司，亞麗和綠香購自貴州洛芙特生物科技有限公司。供試材料信息見表1。

1.2 耐濕冷比較方法

試驗于2023年12月至2024年6月在青島市農業科學研究院實驗室進行。

1.2.1" " 芽期耐濕冷性比較" " 參照顧興芳等[12]的方法進行黃瓜芽期耐濕冷性比較。挑選飽滿的種子于55 ℃浸種處理20 min，室溫浸種4 h，置于含雙層濾紙的培養皿中，每個培養皿放30粒種子，然后添加3 mL滅菌去離子水以保持培養皿內濕度，試驗采用隨機區組設計，每個品種3次重復。種子分別置于低溫（15±0.5）℃和常溫（28±0.5）℃的光照培養箱中進行暗發芽，培養皿每天補水以保持濕度。常溫下于24 h后開始調查發芽情況；低溫下，從出芽開始每天記載發芽情況。為消除種子自身活力差異造成的誤差，結果采用相對發芽勢、相對發芽率、相對發芽指數表示。發芽指數GI=Σ（Gt/Dt），Gt表示在第t天的發芽數，Dt為相應的發芽天數；相對發芽勢/%=低溫下發芽勢（6 d）/常溫發芽勢（2 d）×100；相對發芽率/%=低溫下發芽率（10 d）/常溫發芽率（5 d）×100；相對發芽指數/%=低溫下發芽指數（10 d）/常溫發芽指數（2 d）×100。

1.2.2" " 苗期耐濕冷比較" " 將供試種子55 ℃處理20 min，室溫浸種4 h，然后置于28 ℃恒溫催芽箱中，黑暗催芽至種子露白，播入含育苗基質的50孔穴盤，置于頂光源人工氣候箱（RXZ800C-3，寧波江南儀器廠）培養。培養條件：晝夜溫度25 ℃/16 ℃，空氣相對濕度80%，光周期14 h/10 h，光照度為13 200 lx。

培養22～25 d后，當幼苗長至1葉1心時參照李淑菊等[7]的方法進行濕冷處理：晝夜溫度10 ℃/5 ℃，相對濕度95%，光周期14 h/10 h，光照度13 200 lx。試驗采用隨機區組設計，以晝夜溫度25 ℃/16 ℃，空氣相對濕度80%，光周期14 h/10 h，光照度13 200 lx作為對照，3次重復。每處理每個品種（系）幼苗50株，在處理72 h時取第一片真葉測定生理指標，每個品種（系）取5株葉片剪碎混勻，-80 ℃凍存。在處理10 d后，隨機選取8株測量生長指標，調查濕冷傷害指數。

1.3 測定指標及方法

1.3.1" " 形態和生理指標" " 分別用直尺和游標卡尺測量黃瓜幼苗的株高和莖粗。相對株高=濕冷處理10 d后幼苗株高/對照處理10 d后幼苗株高，相對莖粗=濕冷處理10 d后幼苗莖粗/對照處理10 d后幼苗莖粗。生理指標采用酶活試劑盒－分光光度法測定（北京索萊寶科技有限公司）。取約0.1 g葉片置于2 mL離心管中，加入1 mL提取液，采用組織研磨儀（Tissuelyser-64，上海凈信）低溫充分研磨后，冰浴待用。采用氮藍四唑（NBT）比色法測定超氧化物歧化酶（SOD）活性；采用紫外吸收法測定過氧化氫酶（CAT）活性；采用硫代巴比妥酸（TBA）比色法測定丙二醛（MDA）含量。

1.3.2" " 苗期濕冷傷害指數" " 根據黃瓜葉片濕冷傷害癥狀進行分級（圖1），0級：子葉真葉無損傷，無萎蔫；1級：僅子葉萎蔫，真葉完好；3級：子葉萎蔫，真葉輕微卷邊或水漬狀；5級：子葉萎蔫，真葉一半以上水漬狀或萎蔫；7級：植株真葉全部干枯或整株萎蔫死亡。按下列公式計算濕冷傷害指數：

濕冷傷害指數（wet-chilling injury index）=[（0×S0+1×S1+3×S3+5×S5+7×S7）/（7×N）]×100，S0～S7表示各分級對應的植株數，N表示總株數。

1.4 數據處理及分析

為減少種子本身的差異，采用性狀相對值進行耐濕冷比較。采用Microsoft Excel 2013計算各數據的平均值，采用IBM SPSS Statistics 20軟件對數據進行差異顯著性分析、相關性分析、主成分分析、隸屬函數分析和聚類分析。

2 結果與分析

2.1 濕冷對黃瓜種子萌發的影響

濕冷處理后黃瓜種子萌發明顯延遲，28 ℃條件下所有12份種子在48 h內均已萌發，而15 ℃條件下種子在催芽72 h時開始萌發，催芽5 d后單日萌發數達到峰值。由表2可知，不同品種（系）黃瓜材料在濕冷條件下的發芽能力存在顯著差異，其中JY1的相對發芽指數顯著優于其他品種（系），說明該品種芽期耐濕冷能力較強。

2.2 濕冷對黃瓜幼苗生長及生理指標的影響

由表3可知，在濕冷處理條件下，黃瓜幼苗生長受到明顯抑制，但不同品種間存在顯著差異。其中相對株高最大的為YL，相對莖粗最大的為QY30，說明這兩份材料在低溫高濕條件下生長勢強。在濕冷處理條件下，不同品種（系）間SOD活性、CAT活性以及MDA含量存在顯著差異。其中SOD活性較高的為QY30、JY1；CAT活性較高的有JY1、YL、QY30、QYC415；MDA含量較低的有YL、JY1、QYC576、QY30。QY20的濕冷傷害指數最高，顯著高于其他材料；QY30、QYC576、JY1、YL的濕冷傷害指數較低，顯著低于除QYC18外的其他材料。

2.3 耐濕冷指標的相關性分析、主成分分析與隸屬函數分析

對黃瓜相對株高、相對莖粗、SOD活性、CAT活性、丙二醛含量、濕冷傷害指數進行相關性分析。結果如表4所示，相對株高、相對莖粗、SOD活性和CAT活性與濕冷傷害指數呈負相關，其中SOD活性與濕冷傷害指數呈顯著負相關，而MDA含量與濕冷傷害指數呈顯著正相關。此外，相對莖粗與SOD活性呈顯著正相關，而丙二醛含量與SOD活性呈顯著負相關。

不同黃瓜材料耐濕冷指標的主成分分析如表5所示，前3個主成分的特征值分別為2.605、1.297、0.534，貢獻率分別為52.092%、25.937%和10.687%，累積貢獻率為88.716%，符合主成分分析要求。因此，選擇前3個主成分作為有效主成分，進行隸屬函數分析。計算3個主成分的權重和每份材料的綜合評價D值。3個主成分的權重分別為58.72%、29.24%和12.04%。D值越大，說明材料的耐濕冷性越強。如表6所示，在所有12份供試材料中，QY30的D值最高，為0.931；其次是JY1，D值為0.768，說明這兩份材料苗期耐濕冷性較強。QY20和QY29的D值較小，分別為0.218和0.217，說明這兩份材料苗期耐濕冷性較弱。對各黃瓜品種（系）的D值和濕冷傷害指數進行相關性分析，結果表明，D值與濕冷傷害指數呈極顯著負相關（r = -0.801**，p lt; 0.01）。

根據D值進行聚類分析，在歐氏距離為5時，可將12份材料聚為3大類（圖2）。其中，QY20、QY29、QY31、QY35等4份材料耐濕冷能力相對較弱，聚為類群I，其D值均在0.350以下；QY30和JY1耐濕冷性相對較強，聚為類群II，其D值均在0.750以上；其他6份材料聚為類群III，其D值范圍為0.45～0.63，耐濕冷性中等。

3 討論與結論

在設施黃瓜秋冬季生產中，夜間低溫和高濕常常相伴發生，濕冷是這一茬口黃瓜生產的重要限制因子[7]。黃瓜的耐逆性是由多基因控制的數量性狀，且不同基因型間存在較大差異[13]。筆者通過人工模擬濕冷條件，研究了濕冷復合脅迫對黃瓜芽期和苗期生長的影響。結果表明，12個不同生態型的黃瓜品種（系）的耐濕冷性存在明顯差異，耐濕冷較強的品種（系）與耐濕冷性較弱的品種（系）相比，在相對發芽指數、株高、莖粗、抗氧化酶活性等生長和生理指標上存在顯著差異，研究結果與前人的報道一致[11]。

種子萌發階段需要維持較高的濕度，因此黃瓜種子萌發期濕冷處理中低溫是主要的致害因子。黃瓜的最低發芽溫度為13 ℃，且不同品種的最低發芽溫度存在差異[14]。因此通過比較低溫條件下黃瓜的發芽率、發芽勢、發芽指數、胚根長度等指標，可以初步預測黃瓜的耐濕冷能力[15]。在本研究中，為避免不同品種（系）間的種子自身活力差異，采用相對發芽率、相對發芽勢、相對發芽指數比較其耐濕冷特性[10-11]。其中，QYC18和LX在低溫15 ℃處理10 d后未能萌發，而在正常溫度下（28 ℃）發芽率分別能在90%和70%以上，這可能與種子的自身活力有關。種子的萌發需要特定的內部信號分子，如激素、活性氧等，而且依賴于水分、溫度、光照等條件，本研究中過低的溫度可能導致種子的萌發過程未能啟動[16]。

低溫高濕條件下植株體內活性氧（ROS）大量積累，引起膜質過氧化[17-18]。研究表明，抗氧化酶活性與植株的抗逆性密切相關，通過調控抗氧化酶活性，可以提高黃瓜幼苗的耐濕冷性[18-20]。此外，還有研究表明，耐濕冷品種和對濕冷敏感品種間植株抗氧化酶活性存在差異[9，18]。然而，植株抗氧化酶活性在濕冷處理后一直處于動態變化中，不同時間點的抗氧化酶活性指標，對試驗結果影響較大。本研究表明，濕冷處理后0～72 h黃瓜葉片SOD活性呈先下降后上升的趨勢，而CAT活性呈先上升后下降的趨勢（未發表），且不同品種（系）間抗氧化酶活性存在差異，與前人的研究結果一致。相關性分析表明，濕冷處理72 h時SOD和CAT活性與黃瓜濕冷傷害指數呈負相關。因此，選擇濕冷處理72 h后的葉片抗氧化酶活性用于計算綜合評價值（D值）。相關性分析表明，各品種（系）的D值與濕冷傷害指數呈極顯著負相關（r = -0.801**，plt; 0.01），說明采用D值比較黃瓜品種（系）間的耐濕冷性具有可行性。

黃瓜的耐濕冷性是一個受多重因素影響的數量性狀，不同生長發育時期的耐濕冷性存在差異[7]。本研究中12份黃瓜材料在芽期和苗期的耐濕冷性表現不同，如QY20在芽期表現為相對耐濕冷，而在苗期表現為相對不耐濕冷，說明黃瓜的耐濕冷性在不同生長發育階段可能受不同的基因調控[10]。因此，在黃瓜耐濕冷性篩選時應結合不同時期的生長發育特點，分階段綜合比較。

綜上所述，筆者通過人工模擬濕冷條件對12個不同黃瓜品種（系）的芽期和苗期耐濕冷性進行比較，篩選出相對耐濕冷性品種（系）QY30和JY1，以及對濕冷相對敏感的品系QY20和QY29，研究結果為后續耐濕冷種質資源利用和耐濕冷基因挖掘奠定了基礎。

參考文獻

[1] 林德佩．黃瓜植物的起源和分類研究進展[J]．中國瓜菜，2017，30（7）：1-3．

[2] 王榮，董邵云，劉小萍，等．黃瓜種質資源果實性狀遺傳多樣性分析[J]．中國瓜菜，2024，37（7） ：20-28．

[3] 張健，田佳星，張國裕，等．瓜類作物耐低溫弱光研究進展[J]．中國瓜菜，2020，33（10）：1-8．

[4] 李彩霞，董邵云，薄凱亮，等．黃瓜響應低溫脅迫的生理及分子機制研究進展[J]．中國蔬菜，2019（5）：17-24．

[5] GRANGE R I ，HAND D W．A review of the effects of atmospheric humidity on the growth of horticultural crops[J]．Journal of Horticultural Science，1987，62（2）：125-134．

[6] 柴阿麗，楊紅敏，王少驊，等．濕度調控設施黃瓜棒孢葉斑病菌產孢和釋放規律及防治技術[J]．中國農業科學，2023，56（15）：2907-2918．

[7] 李淑菊，丁圓圓，程智慧．黃瓜耐冷耐濕性及其鑒定研究進展[J]．中國蔬菜，2020（6）：23-30．

[8] WANG W X，CHEN L M，LIU Y Q，et al．Effects of humidity-cold combined stress at the seedling stage in direct-seeded indica rice[J]．Environmental and Experimental Botany，2021（191）：104617．

[9] AMIN B，ATIF M J，WANG X，et al．Effect of low temperature and high humidity stress on physiology of cucumber at different leaf stages[J]．Plant Biology，2021，23（5）：785-796．

[10] 苗永美，寧宇，曹玉杰，等．黃瓜萌芽期和苗期耐冷性評價[J]．應用生態學報，2013，24（7）：1914-1922．

[11] 丁圓圓，王曦奧，劉策，等．黃瓜耐濕冷性苗期綜合評價預測方程的建立[J]．中國農業科技導報，2022，24（11）：87-96．

[12] 顧興芳，封林林，張春震，等．黃瓜低溫發芽能力遺傳分析[J]．中國蔬菜，2002（3）：5-7．

[13] 王偉平，宋子超，薄凱亮，等．黃瓜核心種質幼苗耐低溫性評價及GWAS分析[J]．植物遺傳資源學報，2019，20（6）：1606-1612．

[14] YAGCIOGLU M，JIANG B，WANG P，et al．QTL mapping of low temperature germination ability in cucumber[J]．Euphytica，2019，215（4）：84．

[15] LI C X，DONG S Y，BECKLES D M，et al．The qLTG1. 1 candidate gene CsGAI regulates low temperature seed germination in cucumber[J]．Theoretical and Applied Genetics，2022，135（8）：2593-2607．

[16] ZHAO J，HE Y Q，ZHANG H S，et al．Advances in the molecular regulation of seed germination in plants[J]．Seed Biology，2024，3：e006．

[17] HARIYADI P，PARKIN K L．Chilling-induced oxidative stress in cucumber （Cucumis sativus L．cv．Calypso） seedlings[J]．Journal of Plant Physiology，1993，141（6）：733-738．

[18] AMIN B，ATIF M J，MENG H W，et al．Biochemical and physiological responses of Cucumis sativus cultivars to different combinations of low-temperature and high humidity[J]．Journal of Plant Growth Regulation，2023，42（1）：390-406．

[19] ZHANG W P，JIANG B A，LI W G，et al．Polyamines enhance chilling tolerance of cucumber （Cucumis sativus L．） through modulating antioxidative system[J]．Scientia Horticulturae，2010，123（3）：428．

[20] AMIN B，ATIF M J，MENG H W，et al．Melatonin rescues photosynthesis and triggers antioxidant defense response in Cucumis sativus plants challenged by low temperature and high humidity[J]．Frontiers in Plant Science，2022，13：855900．