外源葡萄糖对nacl胁迫下黄瓜幼苗光合作用和抗氧化酶活性的影响
摘要：以耐盐性较弱的黄瓜品种‘津优4号’为材料，采用营养液栽培法，研究了外源葡萄糖（Glu）对NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长、光合作用和抗氧化酶活性的影响。结果显示，75 mmol·L-1NaCl显著降低了黄瓜幼苗株高、茎粗、干重、鲜重、叶绿素含量、净光合速率（Pn）和蒸腾速率（Tr）。叶面喷施100mmol·L-1外源Glu显著提高了NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长和叶片叶绿素（Chl）含量，增强叶片光合作用能力。盐胁迫显著降低了黄瓜幼苗植株SOD、POD和CAT的活性，而施用外源Glu显著缓解了盐胁迫诱导抗氧化酶活性的抑制。这些结果说明，外源Glu能够提高黄瓜幼苗叶片和根系中抗氧化酶活性，减轻盐胁迫引起的膜脂过氧化伤害，促进植株生长，从而提高盐胁迫下黄瓜幼苗的耐盐性。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
1 材料与方法 2
1.1 试验材料 2
1.2 材料生长 2
1.3 试验处理 2
1.4 测定指标及方法 3
1.5 数据处理 3
2 结果分析 3
2.1 外源Glu对NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长的影响 3
2.2 外源Glu对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片光合色素含量的影响 4
2.3 外源Glu对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片光合作用参数的影响 4
2.4外源Glu对NaCl胁迫下黄瓜幼苗抗氧化酶活性的影响 4
2.4.1外源Glu对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片和根系SOD活性的影响 4
2.4.2外源Glu对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片和根系POD活性的影响 5
2.4.3外源Glu对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片和根系CAT活性的影响 5
3 讨论与结论 6
致谢 6
参考文献 7
表1 外源Glu对NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长的影响 3
表2 外源Glu对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片光合色素含量的影响 4
图1 外源Glu对NaCl胁迫下黄瓜幼苗光合参数的影响 4
图2 外源Gl
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u对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片和根系超氧化物歧化酶活性的影响 5
图3 外源Glu对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片和根系过氧化物酶活性的影响 5
图4 外源Glu对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片和根系过氧化氢酶活性的影响 6
外源葡萄糖对NaCl胁迫下黄瓜幼苗光合作用和抗氧化酶活性的影响
引言
黄瓜（Cucumis sativus L.）是世界性蔬菜，也是设施蔬菜栽培的主要种类。黄瓜属于浅根性作物，根系脆嫩，对盐渍环境适应性较差，栽培中常出现各种生育障碍，使其产量和品质受到严重影响。随着设施栽培面积的日益扩大，温室土壤的次生盐渍化已成为国内外设施栽培中普遍存在的问题，提高黄瓜对盐渍环境的耐性显得非常重要。
光合作用为植物生长发育提供物质和能量，是植物生长发育的基础。高等植物的光合作用常受到各种不利环境因素的影响，盐胁迫就是其中的因素之一。研究表明，植物的光合作用对盐胁迫是敏感的，一定程度的盐胁迫会使植物的光合速率（Pn）下降，生长发育受到明显抑制[,]。盐胁迫条件下，植物细胞由于代谢受阻产生大量的活性氧（reactive oxygen species，ROS）如超氧阴离子（O2－）、过氧化氢（H2O2）和羟自由基（OH）等，活性氧具有双重效应，低浓度时可充当信号分子参与植物的某些防卫反应过程，高浓度的活性氧对植物细胞有很强的毒害作用[]。正常情况下植物细胞内活性氧的产生和清除是动态平衡的，一旦植物遭受逆境胁迫，活性氧的积累超过抗氧化防护系统的清除能力，就会产生氧化胁迫损伤细胞[]。叶绿体是光合作用的重要场所，也是植物体内活性氧的主要来源，与其他细胞器相比更易遭受氧化胁迫的伤害[]。叶绿体内存在着抗氧化酶和抗氧化剂防御系统，对活性氧进行转化和清除。叶绿体内的超氧化物歧化酶（SOD）可催化O2? 歧化为H2O2，此后H2O2的清除主要依赖于AsAGSH 循环系统，在抗坏血酸过氧化物酶（APX）、谷胱甘肽还原酶（GR）、单脱氢抗坏血酸还原酶（MDAR）、脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）等酶和抗坏血酸（AsA）、还原型谷胱甘肽（GSH）等抗氧化物质作用下共同完成[]。盐胁迫使得活性氧在短时间内大量增加，超出了内源清除系统的解毒能力，对植物体造成伤害[]。
葡萄糖作为渗透调节物质，能提高细胞的渗透调节能力，具有维持细胞渗透压平衡和增强植物响应非生物胁迫的能力。研究表明，水分胁迫下施用外源葡萄糖可通过促进小麦根系生长和提高叶组织的渗透调节能力，改善叶片的水分状况和光合功能，从而减轻水分胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用。经进一步研究，发现在花后干旱和低氮互作胁迫下，外源喷施葡萄糖处理能够明显增加小麦单穗结实率和籽粒干物质的积累，延长旗叶的光合效率和灌浆持续期，促进小麦籽粒蛋白质和淀粉积累，进而提高小麦的产量。[8]在盐胁迫下，施用外源葡萄糖能够有效增强山楂、甜菜体内抗氧化酶的活性，降低活性氧过量积累诱导的氧化伤害。此外，有研究表明，外源葡萄糖能够提高盐胁迫下水稻、玉米和红小豆种子的发芽率、活力指数和发芽指数，增强种子对盐胁迫环境的适应能力。[910]然而，对于葡萄糖如何增强盐胁迫下蔬菜作物抗性的生理机制仍缺乏了解。
本研究以不耐盐的黄瓜品种为材料，研究NaCl胁迫下外源Glu对黄瓜幼苗生长和抗氧化酶活性的影响，以探讨外源Glu缓解黄瓜盐害、改善光合作用的生理机制。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验于2014年46月在大学牌楼实验基地人工智能气候室内进行，供试材料为黄瓜（Cucumis sativus L.）‘津优4号’品种（天津市黄瓜研究所提供）。
1.2 材料生长
选取饱满、整齐一致的种子，经消毒、浸种后，在29 ℃下催芽，种子萌芽后播于装有石英砂的塑料盘中育苗。育苗过程在塑料大棚内进行，棚内昼温2530 ℃、夜温1618 ℃，相对湿度维持在75%80%。育苗初时每天浇灌清水，子叶完全展开后浇灌1/2剂量的Hoagland营养液，待第2片真叶展开后，选取生长整齐一致的幼苗移入人工智能气候室内，定植于装有1个剂量Hoagland营养液的塑料水培箱（长、宽、深分别为55、40、10 cm）中，每个水箱定植12 株幼苗。水箱内装有营养液20 L，营养液pH值6.5±0.1，EC值 2.22.5 mScm1，气泵通气40 minh1，溶解氧8.0±0.2 mgL1。
1.3 试验处理
黄瓜幼苗定植后缓苗2 d，待新根长出后开始处理。试验设有4个处理（各处理所用栽培液均为1个剂量 Hoagland 营养液）：
营养液栽培（对照，记为CK）；
营养液栽培，同时叶面喷施100 mmolL1 Glu（CG）；
营养液中添加NaCl进行盐胁迫处理，NaCl胁迫浓度为75 mmolL1（S）；
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
1 材料与方法 2
1.1 试验材料 2
1.2 材料生长 2
1.3 试验处理 2
1.4 测定指标及方法 3
1.5 数据处理 3
2 结果分析 3
2.1 外源Glu对NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长的影响 3
2.2 外源Glu对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片光合色素含量的影响 4
2.3 外源Glu对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片光合作用参数的影响 4
2.4外源Glu对NaCl胁迫下黄瓜幼苗抗氧化酶活性的影响 4
2.4.1外源Glu对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片和根系SOD活性的影响 4
2.4.2外源Glu对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片和根系POD活性的影响 5
2.4.3外源Glu对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片和根系CAT活性的影响 5
3 讨论与结论 6
致谢 6
参考文献 7
表1 外源Glu对NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长的影响 3
表2 外源Glu对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片光合色素含量的影响 4
图1 外源Glu对NaCl胁迫下黄瓜幼苗光合参数的影响 4
图2 外源Gl
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
u对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片和根系超氧化物歧化酶活性的影响 5
图3 外源Glu对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片和根系过氧化物酶活性的影响 5
图4 外源Glu对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片和根系过氧化氢酶活性的影响 6
外源葡萄糖对NaCl胁迫下黄瓜幼苗光合作用和抗氧化酶活性的影响
引言
黄瓜（Cucumis sativus L.）是世界性蔬菜，也是设施蔬菜栽培的主要种类。黄瓜属于浅根性作物，根系脆嫩，对盐渍环境适应性较差，栽培中常出现各种生育障碍，使其产量和品质受到严重影响。随着设施栽培面积的日益扩大，温室土壤的次生盐渍化已成为国内外设施栽培中普遍存在的问题，提高黄瓜对盐渍环境的耐性显得非常重要。
光合作用为植物生长发育提供物质和能量，是植物生长发育的基础。高等植物的光合作用常受到各种不利环境因素的影响，盐胁迫就是其中的因素之一。研究表明，植物的光合作用对盐胁迫是敏感的，一定程度的盐胁迫会使植物的光合速率（Pn）下降，生长发育受到明显抑制[,]。盐胁迫条件下，植物细胞由于代谢受阻产生大量的活性氧（reactive oxygen species，ROS）如超氧阴离子（O2－）、过氧化氢（H2O2）和羟自由基（OH）等，活性氧具有双重效应，低浓度时可充当信号分子参与植物的某些防卫反应过程，高浓度的活性氧对植物细胞有很强的毒害作用[]。正常情况下植物细胞内活性氧的产生和清除是动态平衡的，一旦植物遭受逆境胁迫，活性氧的积累超过抗氧化防护系统的清除能力，就会产生氧化胁迫损伤细胞[]。叶绿体是光合作用的重要场所，也是植物体内活性氧的主要来源，与其他细胞器相比更易遭受氧化胁迫的伤害[]。叶绿体内存在着抗氧化酶和抗氧化剂防御系统，对活性氧进行转化和清除。叶绿体内的超氧化物歧化酶（SOD）可催化O2? 歧化为H2O2，此后H2O2的清除主要依赖于AsAGSH 循环系统，在抗坏血酸过氧化物酶（APX）、谷胱甘肽还原酶（GR）、单脱氢抗坏血酸还原酶（MDAR）、脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）等酶和抗坏血酸（AsA）、还原型谷胱甘肽（GSH）等抗氧化物质作用下共同完成[]。盐胁迫使得活性氧在短时间内大量增加，超出了内源清除系统的解毒能力，对植物体造成伤害[]。
葡萄糖作为渗透调节物质，能提高细胞的渗透调节能力，具有维持细胞渗透压平衡和增强植物响应非生物胁迫的能力。研究表明，水分胁迫下施用外源葡萄糖可通过促进小麦根系生长和提高叶组织的渗透调节能力，改善叶片的水分状况和光合功能，从而减轻水分胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用。经进一步研究，发现在花后干旱和低氮互作胁迫下，外源喷施葡萄糖处理能够明显增加小麦单穗结实率和籽粒干物质的积累，延长旗叶的光合效率和灌浆持续期，促进小麦籽粒蛋白质和淀粉积累，进而提高小麦的产量。[8]在盐胁迫下，施用外源葡萄糖能够有效增强山楂、甜菜体内抗氧化酶的活性，降低活性氧过量积累诱导的氧化伤害。此外，有研究表明，外源葡萄糖能够提高盐胁迫下水稻、玉米和红小豆种子的发芽率、活力指数和发芽指数，增强种子对盐胁迫环境的适应能力。[910]然而，对于葡萄糖如何增强盐胁迫下蔬菜作物抗性的生理机制仍缺乏了解。
本研究以不耐盐的黄瓜品种为材料，研究NaCl胁迫下外源Glu对黄瓜幼苗生长和抗氧化酶活性的影响，以探讨外源Glu缓解黄瓜盐害、改善光合作用的生理机制。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验于2014年46月在大学牌楼实验基地人工智能气候室内进行，供试材料为黄瓜（Cucumis sativus L.）‘津优4号’品种（天津市黄瓜研究所提供）。
1.2 材料生长
选取饱满、整齐一致的种子，经消毒、浸种后，在29 ℃下催芽，种子萌芽后播于装有石英砂的塑料盘中育苗。育苗过程在塑料大棚内进行，棚内昼温2530 ℃、夜温1618 ℃，相对湿度维持在75%80%。育苗初时每天浇灌清水，子叶完全展开后浇灌1/2剂量的Hoagland营养液，待第2片真叶展开后，选取生长整齐一致的幼苗移入人工智能气候室内，定植于装有1个剂量Hoagland营养液的塑料水培箱（长、宽、深分别为55、40、10 cm）中，每个水箱定植12 株幼苗。水箱内装有营养液20 L，营养液pH值6.5±0.1，EC值 2.22.5 mScm1，气泵通气40 minh1，溶解氧8.0±0.2 mgL1。
1.3 试验处理
黄瓜幼苗定植后缓苗2 d，待新根长出后开始处理。试验设有4个处理（各处理所用栽培液均为1个剂量 Hoagland 营养液）：
营养液栽培（对照，记为CK）；
营养液栽培，同时叶面喷施100 mmolL1 Glu（CG）；
营养液中添加NaCl进行盐胁迫处理，NaCl胁迫浓度为75 mmolL1（S）；
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