磷钾及6-BA处理对丝瓜幼苗抗寒性的影响-硕士论文

独创性声明 本人声明所呈的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论 文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽 农业大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作 的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢 意。 学位论文作者签名：邋 签字日期：弘年月，乡日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解安徽农业大学有关保留、使用学位论文的 规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文件， 允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽农业大学可以将学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索，收录到中国学位论文全文数据 库，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，向社 会公众提供信息服务。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 。 学位论文作者签名：超 签字日期：如7 年月，弓日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通信地址： 指导教师签名： 签字日期秒。口年明I 钼 电话： 邮编： -。 ff，fiff。f。 课题来源 I I II IIl U lI LI IE l iIIII Y 1 7 3 5 0 0 1 国家科技支撑计划项目蔬菜大棚结构研究与减灾避灾技术示 范( N o 2 0 0 8 B A D C 0 2 8 0 2 ) 。 【IlI 摘要 丝瓜( L u f f ac y l i n d r i a c aR o e m ) ，热带亚热带作物，近年来由于丝瓜的食用价值、 药用价值及工业应用价值的提升，其栽培面积不断扩大，丝瓜的周年供应已经是必然 趋势。然而，即使在丝瓜的设施栽培中也时常遇到低温冷害问题，尤其在冬春季节江 淮地区和北方地区设施生产过程中时有发生。提高丝瓜的抗寒性是当前急需解决的问 题。本研究以“翡翠二号”丝瓜为试验材料，在人工气候培养箱内采用基质培育丝瓜幼 苗，并分别用不同浓度钾、磷、6 - B A 及三者的配施营养液处理丝瓜幼苗，研究低温( 夜 晚8 。C ，白天1 3 。C ) 条件下不同浓度钾、磷、6 - B A 及三者的配施营养液对丝瓜幼苗叶片 相对电导率、冷害指数、叶绿素含量、丙二醛含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量等指 标的影响。结果如下： ( 1 ) 单一药剂钾、磷、6 - B A 处理的丝瓜幼苗，随着钾、磷、6 - B A 各自处理浓度 增加，壮苗指数均先升后降，钾处理浓度为9 0 0 m m o l L 时壮苗指数显著高于对照，磷 处理浓度为1 5 0 m m o l L 时壮苗指数显著高于对照，6 - B A 处理浓度为3 0 0 0 m g L 时壮苗 指数显著高于对照；随着低温处理时间的延长，各处理丝瓜幼苗的冷害指数上升、叶 绿素含量下降、相对电导率上升、M D A 含量增加、可溶性糖和脯氨酸含量增加，各 自不同浓度钾、磷、6 - B A 处理间差异显著性和变化幅度不同。综合各项生理指标， 低温下钾、磷、6 - B A 各自处理可显著降低丝瓜幼苗的冷害，提高幼苗的抗寒性，钾 适宜浓度为9 0 0 m m o l L ，磷适宜浓度为1 5 0 m m o l L ，6 - B A 适宜浓度为3 0 0 0 m g L 。 ( 2 ) 低温下钾、磷、6 - B A 相互配施具有显著的正向互作作用，说明配施比单施 对提高丝瓜幼苗的抗寒性效果更好。钾、磷、6 - B A 配施的最优组合为：钾9 0 0 m m o l L 、 磷1 5 0 m m o l L 、6 - B A3 0 0 m g L 。 关键词：丝瓜；钾；磷；6 - B A ；低温；抗寒性 A b s t r a c t T o w e l g o u r di so n eo ft h et r o p i c a la n ds u b t r o p i c a lc r o p s I nr e c e n ty e a r s ，豁t h e e r d a a n c e m e n to fL u f f af o o dv a l u e ，m e d i c i n a lv a l u ea n dt h ev a l u eo fi n d u s t r i a l a p p l i c a t i o n s I t sc u l t i v a t i o nW a Se x p a n d i n g ，t o w e l g o u r da n n u a ls u p p l yi st h ei n e v i t a b l et r e n d H o w e v e r , e v e ni nt h et o w e lg o u r dc u l t i v a t i o nf a c i l i t i e sa l s oo f t e ne n c o u n t e rt h ep r o b l e mo f c o l di n j u r y E s p e c i a l l yi nt h ew i n t e ra n ds p r i n gi nt h eN o r t ho ft h eH u a iR i v e rr e g i o na n d f a c i l i t i e si nt h ep r o d u c t i o np r o c e s s E s p e c i a l l yi m p r o v eL o o f a hh a r d i n e s si sc u r r e n tu r g e n t p r o b l e m s O n et o w e l g o u r dv a r i e t y “F e iC u iN o 2 ”w e r et e s t e d I nt h ea r t i f i c i a lc l i m a t e i n c u b a t o r 讪t l lb r e e d i n gt o w e l g o u r ds e e d l i n g s ，m a t r i x A n dw e r et r e a t e d 、) I ，i t l ld i f f e r e n t c o n c e n t r a t i o n so fk 十，P ，6 - B Aa n dt h r e ef e r t i l i z e rn u t r i e n t sm a n a g e m e n tt h es e e d l i n g s L o w t e m p e r a t u r e ( n i g h t8 * C d a y13 C ) u n d e rd i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o n so fk + ，P ，6 - B Aa n dt h r e e f e r t i l i z e rn u t r i e n t st o t o w e l g o u r dl e a v e s r e l a t i v e c o n d u c t i v i t y , t e m p e r a t u r ei n d e x ， c h l o r o p h y l l ，M D A ，s o l u b l es u g a r s ，P r o l i n ec o n t e n ta n do t h e ri n d i c a t o r s T h er e s u l t sa r ea s f o l l o w s ： ( 1 ) S i n g l ep h a r m a c e u t i c a lp o t a s s i u m ，p h o s p h o r u s ，6 - B At r e a t e ds e e d l i n g s o f L u f f a , W i t hp o t a s s i u m ，p h o s p h o r u s ，a n di n c r e a s ei nt h ec o n c e n t r a t i o no fe a c ht r e a t m e n t 6 - B A ，S e e d l i n g i n d e xf i r s tr o s ea n dt h e n d e c r e a s e d ，P o t a s s i u m c o n c e n t r a t i o nW a S 9 0 0 m m o l Ls e e d l i n g sW a ss i g n i f i c a n t l yh i g h e rt h a nc o n t r 0 1 P h o s p h o r u sc o n c e n t r a t i o n sa S 1 5 0 m m o l Ls e e d l i n gi n d e xh i g h e rt h a nt h ec o n t r o l ，6 - B Ac o n c e n t r a t i o ni s3 0 O O m g L s e e d l i n gi n d e xh i g h e rt h a nt h ec o n t r o l ；W i t ht h ec o l dt i m eo ft h et r e a t m e n t ，t o w e l g o u r d t r e a t m e n t si n c r e a S e ds e e d l i n gc h i l l i n gi n j u r yi n d e x ，c h l o r o p h y l lc o n t e n td e c r e a S e d ，t h e r e l a t i v ec o n d u c t i v i t yi n c r e a S e ，M D Ac o n t e n ti n c r e a S e d ，s o l u b l es u g a ra n dp r o l i n ec o n t e n t i n c r e a S e d , e a c hw i t hd i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o n so fp o t a s s i u m ，p h o s p h o r u s ，6 - B Ad e a l s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c eb e t w e e nt h e c h a n g ei nm a g n i t u d ea n dd i f f e r e n t I n t e g r a t e d p h y s i o l o g y , l o wt e m p e r a t u r eK + ，P ，6 一B AC a ns i g n i f i c a n t l yr e d u c et h e i rg o u r ds e e d l i n g so f c o l d 埘u r ya n di n c r e a S e ds e e d l i n gc o l dt o l e r a n c ea n dt h ec o n c e n t r a t i o no fp o t a s s i u m s t a t a b l ef o rt h e9 0 0 m m o l L ，Pa p p r o p r i a t ec o n c e n t r a t i o no f1 5 0 m m o l L ，6 一B Ao p t i m a l c o n c e n t r a t i o no f3 0 0 0 m g L ( 2 ) L o wt e m p e r a t u r eo fp o t a s s i u m ，p h o s p h o r u s ，6 - B Am u t u a lf e r t i l i z a t i o ni sn o t m u t u a la n t a g o n i s mb e t w e e n , o nt h ec o n t r a r y , t h r e eh a v es i g n i f i c a n tp o s i t i v ee f f e c t so nt h e i n t e r a c t i o n s ，i m p r o v i n gt o w e l g o u r ds e e d l i n g so fc o l dh a r d i n e s s P o t a s s i u m ，p h o s p h o r u s ， 6 B Af e r t i l i z e r so fo p t i m a lc o m b i n a t i o n sa r e ：9 O O m m o l Lo fp o t a s s i u m 1 5 0 r n m o l Lo f p h o s p h o r u s ，3 0 0 m e g Lo f6 一B A K e y w o r d s ：T o w e l g o u r d ( L u f f ac y l i n d r i c a l P o e m ) ；p o t a s s i u m ；p h o s p h o r u ；6 - B A ；l o w t e m p e r a t u r e ；c o l dr e s i s t a n c e 目录 摘要I A B S T R A C T 1 ：j 2 ：献综! i ；1 1 1 什么是低温冷害：1 1 2 植物冷害的形态表现一1 1 3 植物冷害的生理变化2 1 3 1 冷害对植物体内水分的影响2 1 3 2 对光合作用的影响2 1 3 3 冷害对植物呼吸作用的影响3 1 3 4 冷害对植物原生质流动性的影响3 1 4 大量营养元素钾、磷在植物抗冷上的应用一4 1 4 1 钾在植物抗冷上的应用4 1 4 2 磷在植物抗冷上的应用4 1 5 内源激素在植物抗冷性中的作用一5 1 5 1 细胞分裂素( C T K ) 5 1 5 2 脱落酸( A B A ) 6 1 5 3 水杨酸( S A ) 6 2 弓l 言 2 1 概j 苤8 2 2 研究目的和意义8 3 材料与方法1O 3 1 试验材料1O 3 2 试验药剂。1O 3 3 试验方法。1O 3 3 1 实验材料的培养1O 3 3 2 营养液配置10 3 4 试验处理1 1 3 4 1 单因素试验处理。1 1 3 4 2 多因素试验处理1 2 3 5 测定方法1 3 3 5 1 壮苗指数的测定1 3 3 5 2 冷害指数的测定1 3 3 5 3 相对电导率的测定1 3 3 5 4 叶绿素的测定1 3 3 5 5M D A 的测定1 4 3 5 6 脯氨酸( P r o ) 的测定1 4 3 5 7 可溶性糖的测定1 4 3 6 试验数据处理分析1 4 4 结果与分析。 1 5 4 1 单因素药剂处理对丝瓜幼苗抗寒的影响1 5 4 1 1 不同浓度的钾处理对丝瓜幼苗抗寒性的影响1 5 4 1 2 不同浓度的磷处理对丝瓜幼苗抗寒性的影响1 9 4 1 3 不同浓度的6 - B A 处理对丝瓜幼苗抗寒性的影响2 3 4 2 多因素药剂处理对丝瓜幼苗抗寒的影响2 7 4 2 1 多因素处理对丝瓜幼苗的影响2 7 4 2 2 低温下多因素处理对丝瓜幼苗冷害指数的影响2 8 4 2 3 低温下多因素处理对丝瓜幼苗叶片相对电导率的影响2 9 4 2 4 低温下多因素处理对丝瓜幼苗叶片叶绿素含量的影响3 0 4 2 5 低温下多因素处理对丝瓜幼苗叶片M D A 含量的影响3 1 4 2 6 低温下多因素处理对丝瓜幼苗叶片渗透调节物质的影响3 2 5 讨论3 4 5 1 单因素药剂处理对丝瓜幼苗抗寒的影响3 4 5 1 1 单因素处理对丝瓜幼苗壮苗指数、冷害指数的影响3 4 5 1 2 单因素处理对丝瓜幼苗M D A 、相对电导率含量的影响3 4 I V ? ， 。j ： 、。 i l 5 1 3 单因素处理对丝瓜幼苗叶绿素含量的影响：3 5 ， 5 1 4 单因素处理对丝瓜幼苗叶片渗透调节物质的影响3 6 5 2 多因素药剂处理对丝瓜幼苗抗寒的影响3 6 6 结论 3 7 6 1 钾与丝瓜幼苗抗寒性3 7 6 2 磷与丝瓜幼苗抗寒性3 7 6 36 - B A 与丝瓜幼苗抗寒性3 7 6 4 钾、磷、6 - B A 配施与丝瓜幼苗抗寒性3 7 参考文献 致谢 作者简介及攻读硕士期间发表的论文 V 3 8 4 3 4 4 ，J 1 文献综述 低温是影响地球上植物分布的主要因素之一【l 翻，在农业生产中低温常造成 作物的减产甚至绝收，既使在设施栽培中，也必须保温防寒。低温伤害是农业生 产上的一个重要课题，对低温伤害的原因及防寒措施的研究一直受到农业和生物 科学工作者的重视p J 。 关于低温对植物的伤害前人做了大量研究，但至今还没有找到根本的解决途 径，探索不同药剂处理植物对植物抗寒性具有重要意义，在解决生产实际问题上 也具具广泛的应用价值。 目前国内外在植物抗寒上的研究主要有： 1 1 什么是低温冷害 温度是植物正常生长、生存的环境条件之一，是植物的形态和自然地缘分布 的主要限制因素【3 】。植物都有适宜于自身生存生长的适合温度范围，超出这一范 围就会限制植物的生长，影响植物的发育，引起植物自身的伤害，甚至导致植物 死亡【4 】。 很多热带和亚热带植物不能经受冰点以上的低温，这种冰点以上低温对植物 的危害叫做冷害( C h i l l i n gi n j u r y ) 。而植物对冰点以上低温的适应能力叫抗冷性 ( c h i l l i n gr e s i s t a n c e ) 1 4 。如寒露对晚稻的危害( 简言之为寒害) 是指O C 至w J l o 左 右的低温使晚稻开花、延迟结实而造成的危害。冷害包括两种情况：一种是起源 于热带的喜温植物，如番茄、黄瓜等；另一种是生长在温带的植物，如冬小麦能 抵御冬天的寒冷，但在春天小孢子发育的四分体时期及开花受精阶段0 以上的 低温也能引起它们的冷害1 5 】。 L e v i t t 在( R e s p o n s e so fP l a n t st oE n v i r o n m e n t a lS t r e s s ) ) 中将温度在零度以下 对植物的伤害称作F r e e z m gi n j u r y ，国内学者将其译为冻害。C o l di n j u r y ( 寒害) 和 f r o s ti n j u r y ( 霜害) 分别相当于C h i l l i n gi n j u r y 和F r e e z i n gi n j u r y p J 。 1 2 植物冷害的形态表现 冷害本质上是低温对植物体造成的生理损伤。引起冷害的温度一般为O I O C 或1 5 。C 。植物对低温的敏感程度与其起源地密切相关，热带起源的植物对低 温冷害较为敏感；而温带起源的植物则敏感程度较小。冷害对植物体的损伤程度 除取决于低温外，还取决于低温维持时间的长短。低温冷害对植物体造成损伤的 直接表现是叶片呈水渍状或果实上出现斑点，这些生理受损组织往往易受病菌的 侵染或造成局部坏死f 6 】。冷害引起叶片水渍状之原因是低温引起细胞膜系半透性 损伤，导致细胞质外渗的结果【7 】。引起水渍状的时间由几小时至几天时间，长短 不等，主要取决于物种和温度，同时植物体水分状况及光照条件亦能间接影响冷 害的程度J 。 引起冷害的低温胁迫在植株整个生育过程中均能造成不利的影响，如种子萌 发、植株生长、光合、坐果、产量和品质形成等过程，而冷害造成的结果是苗弱、 植株生长迟缓、萎蔫、黄化、局部坏死、坐果率低、产量降低和品质下降等。此 外，冷害引起植物群体生长发育的不均一性，对机械收获十分不利1 9 1 。 在我国，冷害经常发生于早春和晚秋，对作物的危害主要表现在苗期与籽粒 或果实成熟期。种子萌发期的冷害，常延迟发芽，降低发芽率，诱发病害。如棉 花【1 0 1 、大豆【1 1 1 种子在吸胀初期对低温十分敏感，低温浸种会完全丧失发芽率。 低温下子叶或胚乳营养物质发生泄漏，这为适应低温的病菌提供了养分。苗期冷 害主要表现为叶片失绿和萎蔫。水稻、棉花、玉米等春播后，常遭冷害，造成死 苗或僵苗不发【4 】。作物在减数分裂期和开花期对低温也十分敏感。如水稻【1 1 】减数 分裂期遇低温( 1 0 C 以下) ，则花粉不育率增加，且随低温时间的延长而危害加 剧；开花期温度在2 0 C 以下，则延迟开花，或闭花不开，影响授粉受精。晚稻 灌浆期遇到寒流会造成籽粒空瘪。1 0 以下低温会影响多种果树的花芽分化，降 低其结实率。果蔬贮藏期遇到低温，表皮变色，局部坏死，形成凹陷斑点。在很 多地区冷害是限制农业生产的主要因素之一。 根据植物对冷害的反应速度，可将冷害分为直接伤害与间接伤害两类。直接 伤害是指植物受低温影响后几小时，至多在一天之内即出现伤斑，说明这种影响 己侵入胞内，直接破坏原生质活性。间接伤害主要是指由于引起代谢失调而造成 的伤害。低温后植株形态上表现正常，至少要在五六天后才出现组织柔软、萎蔫， 而这些变化是代谢失常后生理生化的缓慢变化而造成的，并不是低温直接造成的 【4 】 O 1 3 植物冷害的生理变化 1 3 1 冷害对植物体内水分的影响 低温0 - - 1 0 C 左右能影响根的活动和生长，在低温下，根系生长缓慢，根毛 首先是透性增加，半透性和选择吸收均遭到不同程度的破坏，限制了水分与养料 的吸收。虽然吸水能力和蒸腾速率都明显下降，但蒸腾下降的程度比吸水慢很多， 体内水分供不应求，造成植株不同程度放的枯萎现象【1 3 - 1 4 1 。 1 3 2 对光合作用的影响 低温危害后蛋白质合成小于降解，叶绿体分解加速，使得叶绿素含量下降， 加之酶活性又受到低温影响，因而光合速率也明显降低【4 、15 1 。例如，甜瓜幼刮1 6 】 在低温胁迫下，甜瓜幼苗叶片气孔导度( G s ) 、光化学猝灭系数( q P ) 、叶绿素含量、 净光合速率( P n ) 、气孔限制值( L s ) 、蒸腾速率( T r ) 、光化学量子产量( Y i e l d ) 、荧光 2 产量( F ) 等均是随着根区温度的降低而随之降低。 植物在低温胁迫下使细胞叶绿体结构发生了较显著的变化。例如，低温下棉 叶片细胞叶绿体变圆或方形，且叶绿体内外膜严重变形与受损严重，有些叶绿体 膜甚至解体形成几个变态，而且叶绿体相互粘连堆叠在一起，大部分叶绿体的基 质片层排列紊乱，有些片层融合而变得模糊不清f 】7 】。冷害的同时也能使叶绿体 功能紊乱【聊，有学者根据低温胁迫条件下叶绿体荧光减弱现象分析得出，电子 传递链中P SI I 系统是低温损伤的可能部位【1 s _ 1 9 】。低温下，植物淬灭激发能力下 降，即使是较低的光强，也造成能量过剩，过剩激发能一方面影响光能传递，另 一方面也引起过氧化从而损伤了P SI I 的活性。支持这一推测的是对整株光合效 率的研究发现，低温胁迫确能使植株量子产额明显下降【2 0 】。另外还有研究结论 表明，低温对叶绿体功能损伤在光反应与暗反应过程均有显著影响。R M S m i l l i e 测定0 1 0 叶绿体功能的变化时指出，当温度接近O * C 时，菜豆、黄瓜和番茄 的叶片，不论在暗中和光下，光还原活性均降低，得出主要是核酮糖1 ，5 二磷酸 羧化酶( R u B Pe a r b o x y l a s e ) 和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶( P E Pc a r - b o x y l a x ) 敏感因子 失活，对效应剂的敏感性减弱。特别是在C 4 植物中的R u B P a s e 羧化酶对低温更 为敏感，从而导致叶绿体活性降低【1 9 1 。 1 3 3 冷害对植物呼吸作用的影响 呼吸作用是植物生命中极为重要的代谢机能。植物在遭遇低温，必然影响呼 吸。植物在开始受冷时，呼吸速率会比正常时还高，这是一种自我保护作用，以 维持体内代谢和能量的供给，对抵抗寒冷带来的不利因素。但是时间较长以后， 呼吸速率便大大降低，反而比正常慢，特别是在不耐冷的植物或品种，呼吸速度 大起大落的现象特别明显。史占忠等【2 l 】用玉米龙单3 号幼苗进行低温处理研究， 在2 片完全叶幼苗分别在1 4 。C 和1 0 低温下持续1 0 d ，呼吸强度比在1 8 条件 分别下降1 9 6 和3 0 4 ；在4 片完全叶期分别在1 5 。C 、1 1 下持续1 0 d ，比在 1 9 时下降7 1 和2 1 4 。 低温对植物种子呼吸也有一定的影响。L e o p o l d 等田j 研究报道，O 5 1 0I 姗 的大豆种子碎粒浸在4 C 的水中，吸胀1 5 r n i n 内呼吸速率显著降低。而先在2 5 吸胀O 1 5m i n ，随后再在4 0 C 吸胀1 5 m i n 的呼吸速率则随着放在2 5 下吸胀 时间的延长而得到提高。L e o p o l d 还分别测定子叶和胚轴电子传递的细胞色素途 径与交替途径，未见到交替途径的活性受低温影响，而细胞色素途径的活性则明 显受低温吸胀抑制。故L e o p o l d 2 2 】等认为，低温吸胀对呼吸代谢的影响是因为低 温阻抑了细胞水合初期膜的重建的缘故。 1 3 4 冷害对植物原生质流动性的影响 植物在遭遇低温环境时，其原生质结构常受到影响，原生质膜的选择性丧 3 失或部分丧失，对物质的透性发生改变，盐类或有机物从细胞渗出到周围环境中 【4 】。根据电导率的测定，可知这些物质外渗的量，从而了解植物受害情况。例如， 把对冷害敏感植物( 番茄、西瓜、烟草、甜瓜、玉米) 的叶柄表皮在1 0 C 下放置1 2 m i n ，原生质流动就变得缓慢或完全停止【4 】；郑国华【2 3 】研究表明，3 C 低温胁迫 下，枇杷幼果细胞原生质膜、液胞膜均破裂，原生质体浓缩，叶绿体扭曲变形、 相互融合，线粒体膜结构受损，脊消失。 1 4 大量营养元素钾、磷在植物抗冷上的应用 1 4 1 钾在植物抗冷上的应用 钾的重要生理功能之一是能提高植物的抗逆性。钾素营养对植物抗寒性的改 善，与改变其形态学和生理代谢等密切相关。如促进植物体内碳素的代谢，提高 组织中淀粉、可溶性糖、可溶性蛋白质和各种阳离子的含量。进而使细胞冰点下 降，减少霜冻危害，提高植株的抗寒性。另外，充足的钾素营养还有利于降低植 株呼吸速率和水分损失，保护细胞膜的水化层，从而增强植株对低温的抗性【2 4 1 。 研究表明，低温胁迫下植物叶片质膜离子渗透率增加，而用1 5 0 m m o l L 钾处 理叶片，其质膜的离子渗透率仅为不施钾处理的5 8 ；同时，高钾植株叶片过氧 化物酶活性降低，萎蔫率明显下降，抗冷性增强【2 5 】。钾肥也可以明显提高小麦 的抗寒性，王贺正1 2 6 J 研究表明，经过钾处理能明显降低了小麦幼苗组织的相对 电导度和丙二醛含量，增加了可溶性糖和脯氨酸含量，提高了S O D 酶活性，明显 地增强低温下小麦幼苗的抗寒性，减缓低温对小麦幼苗的胁迫伤害。游明鸿【2 玎 研究表明，钾能提高假俭草( E r e m o c h l o ap h i u r o i d e s ) 抗寒性有显著作用，面它使相 对电导率有不同程度的下降，不同施肥量处理的电导率与C K 间差异均达极显著 水平，并且一定量的钾肥分次施用较1 次施用时的差异达显著水平俨 D ) 。不 仅如此钾还在其他植物上有一定抗寒效果，如玉米【2 8 1 、蔓花生【2 9 1 、腰果【3 0 】等。 1 4 2 磷在植物抗冷上的应用 磷是植物吸收的大量元素之一，磷的正常供应，有利于细胞分裂、增殖，促 进根系伸展和地上部的生长发育。当缺磷时，影响核苷酸与核酸的形成，使细胞 的形成和增殖受到抑制，导致果树生长发育停滞；磷能加强光合作用和碳水化合 物的合成与运转；促进氮素的代谢；提高蔬菜对外界环境的适应性；磷能提高蔬 菜的抗旱、抗寒、抗病等能力。 在植物的生命活动中它是构成蛋白质及酶的组成部份，也是构成植物生命活 动所需能量的A T P 和N A D P 不可缺少的成分，对作物干物质形成和运转有重要 作用，甜菜的施磷量便与干物质积累量呈正相关【3 1 1 。缺磷会影响核苷酸与核酸 的形成，使细胞的形成和增殖受到抑制导致农作物生长发育停滞。李冬梅【3 2 j 等 人在日光温室内采用无土栽培方式研究了不同氮磷钾用量和配比对黄瓜产量及 4 品质的影响结果表明增磷对黄瓜产量、单株果实数和单果重有明显促进作用。 磷对钾元素的吸收起到很大促进作用。辽宁省农科院土肥所田间试验的结果 表明，不施磷时，施钾增产不显著；施磷后，施用钾肥可以显著提高玉米产量。 陈新平【3 3 1 等的研究表明，在缺磷缺钾土壤上，土壤水分胁迫时，施磷不仅有助 于小麦对磷的吸收，也改善了小麦的钾营养状况，因而提高了小麦的抗早性，促 进Y d , 麦生长，最终得出钾肥对小麦抗旱性的影响依赖于植物的磷营养水平的结 论。王洋【3 4 】等还发现随着施磷量的增加玉米籽粒蛋白质和脂肪含量均有所增加。 磷是植物体内多种重要化合物的组分，由磷酸桥接形成的磷脂、三磷酸腺苷 等均在植物抗寒性上起到极大作用。在生物膜中，磷脂的极性头部或疏水区与糖 分或蛋白质相互作用，在低温条件下，能抵抗冰冻引起的脱水，从而维持生物膜 的稳定性【3 5 1 。膜系统为了适应外界环境的温度变化调整自身组成成分的含量， 从而保持其稳定性和流动性。在膜脂组分变化中，最显著的变化是由于卵磷脂( P C ) 和磷脂酞乙醇胺( P E ) 中双不饱和种类的比例的增加磷脂( P L ) 的比例也增加。在冷 驯化之后，P L 的增加与抗寒增加相关p 6 。 此外，作为植物细胞壁结构组分的纤维素和果胶的合成均需要磷的参与。韦 翔华【3 7 】等研究还表明适当施磷能增加植物体内可溶性糖的含量，可溶性糖可降 低细胞原生质的冰点，增强植物的抗寒能力。 1 5 内源激素在植物抗冷性中的作用 1 5 1 细胞分裂素( C T K ) 细胞分裂素( C T K ) 是一类具有腺嘌呤环结构的植物激素。其共同特点是在 腺嘌呤环的六号位置上有特定取代物。细胞分裂素的生理功能主要表现在促进细 胞分裂，诱导芽形成。1 9 4 8 年美国斯科格和中国崔潋在烟草组织培养中发现腺 嘌呤能诱导烟草髓组织分化出芽；1 9 5 5 年米勒等从酵母脱氧核糖核酸降解物和 鲱精子的脱氧核糖核酸中分离纯化得到了促进细胞分裂的物质，称为激动素 ( K T ) ，其化学结构是6 呋喃甲基腺嘌呤；1 9 6 3 年莱瑟姆从受精1 1 - 1 6 天的玉 米嫩籽中分离出第一种存在于高等植物中的天然的细胞分裂素，称为玉米素 ( Z ) ；目前已从高等植物中得到2 0 几种腺嘌呤衍生物，如玉米素核苷( Z R ) 、 二氢玉米素和异戊烯基腺嘌呤。近代人工合成了多种类似物质，如四氢吡哺苄基 腺嘌呤( P B A ) 、6 苄基腺嘌呤( B A ) 等。它们通称为细胞分裂素( C T K ) 。 植物根部分生组织( 根尖) 是合成细胞分裂素最活跃的部位，通过木质部长 距离运输到茎。幼嫩的组织和正在发育的种子中也能形成细胞分裂素，玉米素最 早就是从未成熟的玉米籽中获得的。 6 - B A 是最常见的人工合成的细胞分裂素之一，也是我们农业和园艺生 产上应用的最广的细胞分裂素之一。6 - B A 的主要生理效应有促进细胞分裂、 5 促进芽的分化、促进细胞扩大、延缓叶片衰老等【4 】和提高植物的抗逆性。研 究表明，0 5 m g L 的6 - B A 诱导香根草能提高香根草的抗寒性，使得香根草能 在低温下生长良好3 8 1 。王三根研究表明【3 9 1 ，在低温胁迫下用6 - B A 处理水稻幼 苗，可增强水稻幼苗的超氧化物岐化酶( S O D ) 、过氧化氢酶( C A T ) 活性，降 低电解质渗漏率和丙二醛( M D A ) 含量，同时也提高不饱和脂肪酸指数( F A ) 和叶绿素含量。2 0 0 5 年吕俊1 4 0 在6 - B A 诱导过氧化氢酶及其在提高水稻抗寒力中 的作用研究中同样指出6 - B A 有提高水稻过氧化氢酶( C A T ) 活性，从而起到提 高水稻抗寒性的作用。粱颖【4 1 】采用不同浓度( 1 0 t g L 、5 0 p g L 、1 0 O L g L 、2 0 0 肛g L ) 的D A 6 溶液浸种，研究其对水稻幼苗抗冷性的影响，结果表明，各处理均可提 高水稻幼苗的抗冷性，其中1 0 O p g L 浓度的效果最好，1 0 0 p g L D A 。6 处理与对 照相比可使冷害水稻幼苗的存活率提高，电解质渗漏减少，膜保护酶S O D 、C A T 的活性提高，脂质过氧化产物M D A 积累降低，可溶性糖、可溶性蛋白质和脯氨 酸含量增加；冷害幼苗的叶绿素含量、光合速率和根系活力提高。 1 5 2 脱落酸( A B A ) 脱落酸( a b s c i s i c a c i d ，A B A ) 是一种重要的胁迫激素，这一观点已被人们广泛 接受【4 2 】。逆境条件下植物脱落酸合成系统启动，随着低温程度的加大合成大量 的脱落酸，促进气孔关闭及水分吸收，抑制气孔开放，并减少水分运输的途径， 增加共质体途径水流；降低叶片伸展率，诱导逆性特异性蛋白质合成，如抗旱、 抗寒蛋白的合成，调整保卫细胞离子通道，诱导A B A 反应基因改变相关基因的 表达，增强植株抵抗逆境的能力i 4 3 】。 于晶等研究表明，低温下施用外源A B A 可提高小麦叶绿素含量、可溶性糖 含量、可溶性蛋白含量，增加S O D 活性，降低膜透性，从而提高小麦的抗寒性 。P o c i e c h a 4 5 】研究表明A B A 能显著提高高羊茅抗寒性，另外B a t t a l 等在玉米 上研究也得出，外源A B A 能诱导玉米体内A B A 的合成，从而提高玉米的抗寒 性【蛔。研究表明A B A 在果树【4 7 】和水稻【4 8 】上同样具有增强其抗寒性的功效。 1 5 3 水杨酸( S A ) 水杨酸( S a l i c y l i ca c i d ，S A ) 是一种次生代谢产物，且广泛存在于植物体组织 中，具有独特的生理调节作用，被认为是一种新的植物内源激素物质【4 9 J 。水杨 酸( S A ) 能抑制气孔开放，从而使叶片具有抗蒸腾的作用，进而减少植物的水分蒸 腾，提高植物的抗逆性。施用外源水杨酸会影响农作物的产量，对小麦和番茄的 产量均有增产作用。另外，水杨酸对植物生理的影响和调节作用还包括抑制了乙 烯的生物合成，干预了质膜去极化，阻止了质膜受损伤，提高了植物的光合速率 和增加其光合色素含量【5 0 1 。谈锋1 5 l J 研究得出，高浓度的水杨酸引起细胞破裂， 使得细胞电解质泄漏增加，这些均表明高浓度的水杨酸加剧了冷害程度，但低浓 6 度的水杨酸却能明显地增强香蕉的抗寒性。B a t t a l 【4 6 】在玉米上研究结论表明，高 浓度水杨酸降低了玉米的抗寒性，低浓度水杨酸提高了玉米的抗寒性。 7 2 引言 2 1 概述 丝瓜( L u f f ac y l i n d r i a c aR o e m ) ，葫芦科( C u c u r b i t a c e a e ) 丝瓜属( L u f f a ) 一 年生攀缘性草本植物。丝瓜根系发达，茎蔓生，五棱形，各节都能生侧蔓。叶为 掌状或心脏形，3 - - 7 裂，且有茸毛。栽培丝瓜有两种：普通丝瓜( L u f f ac y l i n d r i c a l R o c m ) 和有棱丝瓜( L u f f aa c u t a n g l aR o x b ) 。有棱丝瓜在华南地区广为栽培，因 复种指数高，病害发生日趋严重 5 2 - 5 3 】。 丝瓜喜高温潮湿，耐热性强，生育适温2 5 - 3 0 ，1 5 以下生长缓慢。丝瓜 属于短日照性植物，在短日照条件下，植物发育加快，且会降低雌花着生节位。 在湿热环境下富含有机质的土壤栽培，生长茂盛，采收期延续时间长，易获高产 1 5 4 - 5 5 ) O 2 2 研究目的和意义 丝瓜营养丰富，在瓜类蔬菜中，其蛋白质、锭粉、钙、磷、铁及各种维生素 如维生素A 、维生素C 的含量都比较高，所提供的热量仅次于南瓜【5 6 】。每1 0 0 9 鲜 嫩果肉中含蛋白质1 4 1 5 9 ，脂肪0 1 9 ，碳水化合物4 3 4 5 9 ，粗纤维0 3 O 5 9 ， 灰分O 5 9 ，钙1 8 - 2 8 毫克，磷3 9 - - 4 5 m g ，核黄素0 0 3 一- 0 0 6 m g ，尼克酸0 3 - 0 5 m g ， 抗坏血酸5 - - 8 m g 。 丝瓜具有很好的医疗保健功能，其性凉、味甘，具有清热化痰、凉血解毒、 杀虫、通经络、行血脉、利尿和下乳等功效，夏季常食可去暑除烦、生津止渴， 平时常食可治痰、喘、咳、嗽等症，丝瓜所含的皂甙成分有强心作用，丝瓜络以 通络见长、用于治疗胸肋痛、筋骨酸痛等症。 收获丝瓜老熟果实得到的纤维组织叫做丝瓜络，别称丝瓜筋、天萝线，传统 主作药用，是我国传统的出口中药材之一。在国外丝瓜络除作药用以外，多数则 用于日常生活和工业生产，例如制作卫浴用品、鞋垫和拖鞋等。丝瓜络制品已在 国外非常畅销，受到多国环境保护主义者极力推崇。在国内，近几年由于汽车工 业的发展，各种发动机的滤油、空调装置的滤气以及光学仪器的镜头磨光等，都 为丝瓜络开辟了新的天地，目前生产的丝瓜络远远不能满足国内外市场的需要 1 5 6 1 。目前在低碳经济的的背景下，丝瓜的用途也随之越来越广泛，市场前景巨大。 近年来我国的丝瓜栽培面积不断扩大，到公元2 0 0 0 年时，我国各地均有栽培， ，先前主要产区在长江流域及以南地区，但随着丝瓜设施栽培的发展，北方丝瓜栽 培面积也不断扩大网。在有着巨大的市场前景下，丝瓜的周年供应已经是必然 趋势。然而，即使在丝瓜的设施栽培中也时常遇到低温冷害问题，尤其在冬春季 8 节江淮地区和北方地区设施生产过程中时有发生。提高丝瓜的抗寒性是当前急需 解决的问题。 本研究在前人研究的基础上，研究了钾、磷、6 - B A 对丝瓜幼苗抗寒性的影 响，进一步探讨了壮苗指标、冷害指标、生理生化指标等，得出了较适合的钾、 磷、6 B A 处理浓度及三者的最优组合，为提高丝瓜幼苗抗寒性的应用提供参考。 9 3 材料与方法 3 1 试验材料 供试丝瓜品种“翡翠二号 ，武汉市蔬菜科学研究所选育。 3 2 试验药剂 硝酸钾( K N