高温胁迫对不同耐受性番茄光合和花粉萌发特性的影响
摘要：本研究以番茄耐热品种NT-186和热敏感品种NT-52为材料，分析高温胁迫下两品种植株叶片叶绿素含量、叶绿素荧光、光合作用和花粉萌发等指标的变化，揭示耐热性不同的番茄品种在光合生理和花粉萌发特性方面的差异。结果表明，两个品种在不同高温处理前后各项指标出现差异，表明不同品种对高温的响应不同，研究结果为耐热番茄品种的筛选提供参考。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
1 材料与方法 1
1.1材料 1
1.2测定指标和方法 2
1.2.1 叶绿素含量的测定 2
1.2.2 叶绿素荧光指标的测定 2
1.2.3 光合指标的测定 2
1.2.4花粉萌发率和花粉管长度的测定 2
2 结果与分析 2
2.1高温对不同耐受性番茄叶绿素含量的影响 2
2.1.1叶绿素含量对高温的响应 2
2.1.2叶绿素a/b对高温的响应 2
2.2高温对不同耐受性番茄叶绿素荧光指标的影响 3
2.2.1叶绿素荧光参数F0对高温的响应 3
2.2.2叶绿素荧光参数Fm对高温的响应 3
2.2.3叶绿素荧光参数Fv/Fm对高温的响应 3
2.3高温对不同耐受性番茄光合指标的影响 5
2.3.1净光合作用速率Pn对高温的响应 5
2.3.2气孔导度GS和胞间CO2浓度CI对高温的响应 5
2.3.3叶片蒸腾速率E对高温的响应 5
2.4高温对不同耐受性番茄花粉萌发的影响 6
2.4.1花粉萌发率对高温的响应 7
2.4.2花粉管长度对高温的响应 7
3 讨论 7
致谢 8
参考文献： 8
高温胁迫对不同耐受性番茄光合和花粉萌发特性的影响
引言
番茄(Lycopersicon esculentum Mil1．)是世界范围广泛种植的蔬菜，在国内蔬菜生产中非常重要。番茄对温度比较敏感，适宜生长在1532℃的温
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
度下，温度过高会对番茄的生长发育造成不良影响[1]，主要表现在每穗花数减少、座果率降低、花柱长度增加、花粉发芽率和胚珠生活力降低等[2]。随着气候的变化和温室效应的加剧，我国夏季多数地区大棚温度高于35℃，严重影响番茄夏季栽培[3]。通常认为耐热品种的标准就是在高温下比一般品种有较高的坐果率和产量, 果实能正常成熟或具有较强的植株生长势[2]。
有研究提出，高温下植物的叶绿素含量、Fv/Fm、光合作用、花粉萌发都会发生改变，并可反映植物受热胁迫的程度[3]。
本研究以番茄耐热品种NT186和热敏感品种NT52为材料，通过分析比较高温和常温下叶绿素含量、Fv/Fm、光合产物含量、花粉萌发情况，以明确不同耐受性番茄在对照和高温下的叶绿素含量差异、叶绿素荧光和光合作用响应，验证不同番茄在高温下的花粉萌发率和花粉管长度。
1 材料与方法
1.1材料
本试验以番茄耐热品种NT186和热敏感品种NT52为材料。试验于2014年3月2014年8月在大学进行。于2014年3月26日将番茄材料播种于72孔穴盘中（每孔一粒种子），在温室中常规管理25天后移苗至黑色营养钵（12×13 cm）。基质由珍珠岩、蛭石、泥炭（体积比1:1:1）混合组成。长日照条件下白天23±2℃，夜间15±2℃，每天浇两次水，隔天浇营养液。幼苗长出34片真叶（28天）后转至人工气候箱适应两天后进行处理。以26/18℃（14/10 h日/夜）、 250±50 μmol m–2 s–1光照环境、50%的相对湿度为对照处理。将一半的植物转移至36 /26℃（ 14/10 h日/夜）7天。各处理各基因型有15株植株，共3个重复，每个重复有5株植株，选择第二片完全展开叶测定指标。
1.2测定指标和方法
1.2.1 叶绿素含量的测定
三个叶片部分（1.54平方厘米区）被随机用打孔器打孔并浸入10毫升95％的冷乙醇中。将样品温育在4℃在黑暗中24小时。样品在470 nm，649 nm和665 nm处的吸收用UV VIS分光光度计进行测定。叶绿素a，b和类胡萝卜素含量计算公式分别为13.95 A665 6.88 A649 ， 24.96 A649 7.32 A665和103A470 2.05Ca 114.8Cb。共3个重复，每个重复5株。
1.2.2 叶绿素荧光指标的测定
叶绿素荧光参数的测定采用handypea，选取从下往上第2 片完全展开叶测定初始荧光（F0）、最大荧光产量（Fm）、可变荧光（Fv）以及PSⅡ的最大光化学效率（Fv /Fm)。测定时间均为9: 30 ～ 11: 00。重复3次，取平均值。
1.2.3 光合指标的测定
采用Li6400光合仪测定净光合作用速率（PN）、蒸腾速率（EVAP）、气孔导度（GS）、胞间二氧化碳浓度（CI），上午9：00 ～ 11：30进行测定。重复三次，取平均值。
1.2.4花粉萌发率和花粉管长度的测定
采集即将开放的花蕾( 大蕾期) ，取下花药，用透明纸包好后埋入硅胶中阴干。当花粉完全散出后备用。培养基采取120 g /L 蔗糖+ 120 mg /L 硼酸+ 4 mg /L GA3 +0．5 mg /L硫胺素+ 1%琼脂[4]。将配制好的培养基，用玻璃棒蘸取2 ～ 3 滴滴于载玻片中央，冷却后将花粉均匀播种于载玻片的培养基上，25℃暗培养3 h后，在光学显微镜下观察，统计花粉萌发率和花粉管生长长度。花粉管长度大于花粉粒直径视为萌发。每个载玻片观察3 个视野，每视野≥ 20 粒花粉，按公式计算花粉萌发率:
花粉萌发率 = 视野中已萌发的花粉粒数/ 同一视野中花粉粒总数 × 100%。
2 结果与分析
2.1高温对不同耐受性番茄叶绿素含量的影响
2.1.1叶绿素含量对高温的响应
从图1a可以看出，NT52在高温下叶绿素含量明显降低，较对照下降了30.46％；而NT186在高温下叶绿素含量有所上升，较对照增长了24.91％。叶绿素的合成过程多需要酶的参与，高温下酶活性受到影响叶绿素合成减缓并加速叶绿素降解[5]，因此热敏品种NT52叶绿素含量较对照有大幅降低。而耐热品种NT186在高温下叶绿素含量上升，一方面由于品种特性表现出对高温适应，另一方面也有可能叶面含水量降低导致相对含量增加。
2.1.2叶绿素a/b对高温的响应
通常叶绿素a /b 的比值代表着类囊体的垛叠程度，比值越高， 耐热性越强[6]。然而NT186叶绿素a/b的比值高温下较对照降低了13.64％，NT52则较对照增加了3.39％，并没有表现出一定的规律性(图1b)。与郑军等[7]在高温胁迫下银杏叶片的Chl 含量、Chla /Chlb 比值的变化没有一定的规律，各栽培品种叶绿素含量与高温胁迫正负相关皆存在的结果一致。
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关键词 1
Abstract 1
Key words 1
1 材料与方法 1
1.1材料 1
1.2测定指标和方法 2
1.2.1 叶绿素含量的测定 2
1.2.2 叶绿素荧光指标的测定 2
1.2.3 光合指标的测定 2
1.2.4花粉萌发率和花粉管长度的测定 2
2 结果与分析 2
2.1高温对不同耐受性番茄叶绿素含量的影响 2
2.1.1叶绿素含量对高温的响应 2
2.1.2叶绿素a/b对高温的响应 2
2.2高温对不同耐受性番茄叶绿素荧光指标的影响 3
2.2.1叶绿素荧光参数F0对高温的响应 3
2.2.2叶绿素荧光参数Fm对高温的响应 3
2.2.3叶绿素荧光参数Fv/Fm对高温的响应 3
2.3高温对不同耐受性番茄光合指标的影响 5
2.3.1净光合作用速率Pn对高温的响应 5
2.3.2气孔导度GS和胞间CO2浓度CI对高温的响应 5
2.3.3叶片蒸腾速率E对高温的响应 5
2.4高温对不同耐受性番茄花粉萌发的影响 6
2.4.1花粉萌发率对高温的响应 7
2.4.2花粉管长度对高温的响应 7
3 讨论 7
致谢 8
参考文献： 8
高温胁迫对不同耐受性番茄光合和花粉萌发特性的影响
引言
番茄(Lycopersicon esculentum Mil1．)是世界范围广泛种植的蔬菜，在国内蔬菜生产中非常重要。番茄对温度比较敏感，适宜生长在1532℃的温
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
度下，温度过高会对番茄的生长发育造成不良影响[1]，主要表现在每穗花数减少、座果率降低、花柱长度增加、花粉发芽率和胚珠生活力降低等[2]。随着气候的变化和温室效应的加剧，我国夏季多数地区大棚温度高于35℃，严重影响番茄夏季栽培[3]。通常认为耐热品种的标准就是在高温下比一般品种有较高的坐果率和产量, 果实能正常成熟或具有较强的植株生长势[2]。
有研究提出，高温下植物的叶绿素含量、Fv/Fm、光合作用、花粉萌发都会发生改变，并可反映植物受热胁迫的程度[3]。
本研究以番茄耐热品种NT186和热敏感品种NT52为材料，通过分析比较高温和常温下叶绿素含量、Fv/Fm、光合产物含量、花粉萌发情况，以明确不同耐受性番茄在对照和高温下的叶绿素含量差异、叶绿素荧光和光合作用响应，验证不同番茄在高温下的花粉萌发率和花粉管长度。
1 材料与方法
1.1材料
本试验以番茄耐热品种NT186和热敏感品种NT52为材料。试验于2014年3月2014年8月在大学进行。于2014年3月26日将番茄材料播种于72孔穴盘中（每孔一粒种子），在温室中常规管理25天后移苗至黑色营养钵（12×13 cm）。基质由珍珠岩、蛭石、泥炭（体积比1:1:1）混合组成。长日照条件下白天23±2℃，夜间15±2℃，每天浇两次水，隔天浇营养液。幼苗长出34片真叶（28天）后转至人工气候箱适应两天后进行处理。以26/18℃（14/10 h日/夜）、 250±50 μmol m–2 s–1光照环境、50%的相对湿度为对照处理。将一半的植物转移至36 /26℃（ 14/10 h日/夜）7天。各处理各基因型有15株植株，共3个重复，每个重复有5株植株，选择第二片完全展开叶测定指标。
1.2测定指标和方法
1.2.1 叶绿素含量的测定
三个叶片部分（1.54平方厘米区）被随机用打孔器打孔并浸入10毫升95％的冷乙醇中。将样品温育在4℃在黑暗中24小时。样品在470 nm，649 nm和665 nm处的吸收用UV VIS分光光度计进行测定。叶绿素a，b和类胡萝卜素含量计算公式分别为13.95 A665 6.88 A649 ， 24.96 A649 7.32 A665和103A470 2.05Ca 114.8Cb。共3个重复，每个重复5株。
1.2.2 叶绿素荧光指标的测定
叶绿素荧光参数的测定采用handypea，选取从下往上第2 片完全展开叶测定初始荧光（F0）、最大荧光产量（Fm）、可变荧光（Fv）以及PSⅡ的最大光化学效率（Fv /Fm)。测定时间均为9: 30 ～ 11: 00。重复3次，取平均值。
1.2.3 光合指标的测定
采用Li6400光合仪测定净光合作用速率（PN）、蒸腾速率（EVAP）、气孔导度（GS）、胞间二氧化碳浓度（CI），上午9：00 ～ 11：30进行测定。重复三次，取平均值。
1.2.4花粉萌发率和花粉管长度的测定
采集即将开放的花蕾( 大蕾期) ，取下花药，用透明纸包好后埋入硅胶中阴干。当花粉完全散出后备用。培养基采取120 g /L 蔗糖+ 120 mg /L 硼酸+ 4 mg /L GA3 +0．5 mg /L硫胺素+ 1%琼脂[4]。将配制好的培养基，用玻璃棒蘸取2 ～ 3 滴滴于载玻片中央，冷却后将花粉均匀播种于载玻片的培养基上，25℃暗培养3 h后，在光学显微镜下观察，统计花粉萌发率和花粉管生长长度。花粉管长度大于花粉粒直径视为萌发。每个载玻片观察3 个视野，每视野≥ 20 粒花粉，按公式计算花粉萌发率:
花粉萌发率 = 视野中已萌发的花粉粒数/ 同一视野中花粉粒总数 × 100%。
2 结果与分析
2.1高温对不同耐受性番茄叶绿素含量的影响
2.1.1叶绿素含量对高温的响应
从图1a可以看出，NT52在高温下叶绿素含量明显降低，较对照下降了30.46％；而NT186在高温下叶绿素含量有所上升，较对照增长了24.91％。叶绿素的合成过程多需要酶的参与，高温下酶活性受到影响叶绿素合成减缓并加速叶绿素降解[5]，因此热敏品种NT52叶绿素含量较对照有大幅降低。而耐热品种NT186在高温下叶绿素含量上升，一方面由于品种特性表现出对高温适应，另一方面也有可能叶面含水量降低导致相对含量增加。
2.1.2叶绿素a/b对高温的响应
通常叶绿素a /b 的比值代表着类囊体的垛叠程度，比值越高， 耐热性越强[6]。然而NT186叶绿素a/b的比值高温下较对照降低了13.64％，NT52则较对照增加了3.39％，并没有表现出一定的规律性(图1b)。与郑军等[7]在高温胁迫下银杏叶片的Chl 含量、Chla /Chlb 比值的变化没有一定的规律，各栽培品种叶绿素含量与高温胁迫正负相关皆存在的结果一致。
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