外源硅缓解CA诱导的黄瓜自毒胁迫的生理与分子机制

外源硅缓解CA诱导的黄瓜自毒胁迫的生理与分子机制

摘要：黄瓜是全球重要的蔬菜之一，在生长过程中常受到自毒胁迫的影响，导致生长发育受损。本研究旨在探讨外源硅对CinnamicAcid（CA）诱导的黄瓜自毒胁迫的缓解作用，并研究其生理与分子机制。结果表明，外源硅可以显著减轻黄瓜自毒胁迫引起的生长抑制，提高根系活力和叶绿素含量。同时，外源硅还改善了黄瓜的根膜完整性，并抑制了CA诱导的过氧化物酶（PAL）和苯丙氨酸解氨酶（PAT）活性的升高。进一步的研究发现，外源硅处理降低了CA诱导的黄瓜中亚硝酸盐（NO2-）和过氧化氢（H2O2）的积累，减少了活性氧（ROS）的产生。在分子机制方面，外源硅处理抑制了CA诱导的黄瓜中ROS信号通路的激活，降低了过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和类黄酮合酶（F3H）等相关基因的表达水平。综上所述，外源硅可以通过调节黄瓜植株的生理代谢和ROS信号通路的表达规律，缓解CA诱导的黄瓜自毒胁迫。

关键词：黄瓜、自毒胁迫、外源硅、CinnamicAcid、生理、分子机制

引言：

黄瓜（Cucumissativus）是世界上广泛种植的蔬菜之一，但由于长期连作和根系分泌物的积累，黄瓜常常遭受自毒胁迫，导致生长发育异常受限。自毒胁迫会引起植物体内产生过量的抗氧化物质和活性氧，破坏细胞结构和功能，导致生长受限和病害发生。因此，寻找一种能够缓解自毒胁迫的方法，对于黄瓜的高效种植和生产具有重要的意义。

材料与方法：

1.植物材料：本研究选取黄瓜（Cucumissativus）品种“毛瓜宝”作为实验材料。

2.实验设计：将黄瓜幼苗分为对照组和处理组，对照组不施加任何处理，处理组在种植介质中添加外源硅（10mmol/L）。

3.生理指标测定：测定黄瓜根系活力、叶绿素含量、根膜完整性等生理指标。

4.酶活性测定：测定过氧化物酶（PAL）和苯丙氨酸解氨酶（PAT）的活性。

5.活性氧测定：测定亚硝酸盐（NO2-）和过氧化氢（H2O2）的含量。

6.基因表达分析：利用实时荧光定量PCR对与活性氧代谢相关的基因进行表达分析。

结果与讨论：

1.外源硅显著减轻黄瓜自毒胁迫引起的生长抑制。处理组黄瓜的株高、叶片面积和根长明显高于对照组。

2.外源硅处理提高了黄瓜的根系活力和叶绿素含量，有利于植物的光合作用和养分吸收。

3.外源硅处理改善了黄瓜的根膜完整性，减少了有害物质的进入和根部细胞的损害。

4.外源硅处理抑制了CA诱导的PAL和PAT活性的升高，减轻了自毒胁迫引起的抗氧化剂代谢紊乱。

5.外源硅处理降低了CA诱导的黄瓜中NO2-和H2O2的积累，减少了ROS的产生，保护细胞免受活性氧的损害。

6.外源硅处理抑制了ROS信号通路的激活，减少了相关基因如POD、SOD和F3H的表达水平。

结论：

外源硅可以通过调节黄瓜植株的生理代谢和ROS信号通路的表达规律，缓解CA诱导的黄瓜自毒胁迫。进一步研究有助于揭示自毒胁迫的分子机制，并为黄瓜种植与生产提供重要的理论依据和技术支持综合以上研究结果，我们可以得出结论：外源硅可以调节黄瓜植株的生理代谢和ROS信号通路的表达规律，从而缓解CA诱导的黄瓜自毒胁迫。外源硅处理能够显著减轻黄瓜自毒胁迫引起的生长抑制，提高植株的株高、叶片面积和根长。此外，外源硅处理还能增强黄瓜的根系活力和叶绿素含量，改善根膜完整性，减少有害物质的进入和根部细胞的损害。此外，外源硅处理还抑制了PAL和PAT活性的升高，减轻了自毒胁迫引起的抗氧化剂代谢紊乱，并降低了NO2-和H2O2的积累，减少了ROS的产生，从而保护细胞免受活性氧的损害。此外，外源硅处理还抑制了ROS信号通路的激活，减少了相关基因如POD、SOD和F3H的表达水平。因此，外