絲瓜砧木提高黃瓜干旱抗性的機(jī)制研究.pdf

1、黃瓜是一種重要的蔬菜作物，深受人們喜愛，在園藝栽培和生產(chǎn)中占有重要地位。水分是影響黃瓜營養(yǎng)生長和生殖生長的重要因子，黃瓜生長發(fā)育過程中易受水分脅迫的影響，在干旱和半干旱地區(qū)水分脅迫更加嚴(yán)重。嫁接是一種提高園藝作物脅迫抗性的有效手段，在生產(chǎn)中已得到廣泛應(yīng)用。但是，逆境脅迫下，抗性砧木是如何感知脅迫信號(hào)、砧木與接穗的信息交流是怎樣進(jìn)行的仍有待研究。本文以黃瓜（Cucumis sativus L.）和絲瓜（Luffa cylindricaL.

2、M.Roem.）為實(shí)驗(yàn)材料，將黃瓜分別嫁接到絲瓜和黃瓜砧木上，獲得黃瓜自根嫁接植株（Cs/Cs）和絲瓜砧嫁接黃瓜植株（Cs/Lc），從光合、失水率、氣孔運(yùn)動(dòng)、脫落酸(ABA)對(duì)氣孔運(yùn)動(dòng)的調(diào)控、氣孔對(duì)ABA的敏感性和水分利用效率等方面研究了嫁接提高黃瓜干旱抗性的生理和分子機(jī)制。所得結(jié)果主要有:
　　1.研究了絲瓜作砧木對(duì)嫁接黃瓜干旱抗性的影響。自根嫁接植株（Cs/Cs）和絲瓜砧嫁接黃瓜植株（Cs/Lc）澆透水后分別進(jìn)行自然干旱處理，

3、檢測(cè)了干旱9天時(shí)植株表型、氧化脅迫程度、干物質(zhì)積累、水分利用效率和抗氧化物酶活性，同時(shí)測(cè)定了干旱過程中兩種嫁接植株的凈光合速率、蒸騰速率、瞬時(shí)水分利用效率、葉面積變化和失水率的變化。研究發(fā)現(xiàn)，干旱9天后Cs/Cs植株已出現(xiàn)明顯萎蔫狀態(tài)，而Cs/Lc植株葉片仍比較飽滿，干旱后期Cs/Lc植株葉面積、干物質(zhì)積累、PSⅡ最大光化學(xué)效率、凈光合速率、水分利用效率、抗氧化物酶活性均明顯高于Cs/Cs植株，但其氧化脅迫和失水率明顯低于Cs/Cs植株

4、，以上結(jié)果表明黃瓜經(jīng)絲瓜嫁接后可明顯提高黃瓜植株的干旱抗性。
　　2.研究了ABA在絲瓜砧木誘導(dǎo)的嫁接黃瓜植株干旱抗性中的作用。我們比較了干旱過程中Cs/Cs和Cs/Lc兩種嫁接植株氣孔開度變化、氣孔中H2O2積累、葉片中ABA合成關(guān)鍵基因NCED2的表達(dá)和ABA在根系、木質(zhì)液和葉片中的積累以及兩種嫁接植株氣孔對(duì)ABA的敏感性和干旱下兩種嫁接植株新生葉片的ABA含量及氣孔密度差異。為了進(jìn)一步驗(yàn)證ABA在其中的作用，我們分別清除兩種

5、嫁接植株根或葉片中的ABA并對(duì)Cs/Cs植株根灌ABA后檢測(cè)其干旱抗性。研究發(fā)現(xiàn)，Cs/Lc植株可以較早地誘導(dǎo)氣孔開度的下降和H2O2的積累，且Cs/Lc植株可以較早地誘導(dǎo)根部ABA的積累及通過木質(zhì)液向地上部的運(yùn)輸并促進(jìn)葉片中NCED2的上調(diào)表達(dá)，最終引起葉片ABA較早的累積。而且，Cs/Lc植株氣孔對(duì)ABA的敏感性明顯強(qiáng)于Cs/Cs植株。同時(shí)，干旱下Cs/Lc植株新生葉片的ABA含量明顯高于Cs/Cs植株且氣孔密度明顯降低。更重要的是

6、，只有清除Cs/Lc植株根部ABA后才會(huì)明顯削弱其干旱抗性，并且Cs/Cs植株根部添加ABA后其干旱抗性明顯增強(qiáng)。綜上，干旱脅迫下，Cs/Lc植株一方面可以較早地誘導(dǎo)根部ABA的累積并通過木質(zhì)液向地上部運(yùn)輸以及通過增加氣孔對(duì)ABA的敏感性降低氣孔開度從而減少水分散失，H2O2可能參與了此過程，另一方面Cs/Lc植株可能通過降低干旱下新生葉片的氣孔密度來減少水分散失，從而增強(qiáng)其干旱抗性。
　　3.研究了不同基質(zhì)含水量下絲瓜作砧木對(duì)嫁

7、接黃瓜植株干旱抗性的影響。我們將自根嫁接植株（Cs/Cs）和絲瓜砧嫁接黃瓜植株（Cs/Lc）分別進(jìn)行土壤含水量(SWC)為50％、40％、30％、15％和7％的干旱處理，7天后檢測(cè)植株表型、凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、蒸騰速率(Tr)、瞬時(shí)水分利用效率(iWUE)、氣孔開度、水勢(shì)、失水率、葉面溫度、ABA合成及信號(hào)途徑相關(guān)基因表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)，在不同基質(zhì)含水量下，Cs/Lc植株均表現(xiàn)出較強(qiáng)的干旱抗性，其凈光合速率、瞬時(shí)水分利用效