耐鹽砧木嫁接緩解鹽脅迫對(duì)黃瓜光合作用的抑制效應(yīng).pdf

1、近年來(lái)，我國(guó)設(shè)施園藝發(fā)展迅速，設(shè)施內(nèi)土壤次生鹽漬化日益嚴(yán)重。土壤鹽漬化問(wèn)題業(yè)已成為設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的主要土壤障礙因子，嚴(yán)重制約了設(shè)施栽培的可持續(xù)發(fā)展。黃瓜(Cucumis sativus L.)是主要的設(shè)施栽培作物之一，對(duì)鹽脅迫非常敏感，但適用于黃瓜嫁接的砧木，如南瓜和葫蘆等的耐鹽性則相對(duì)較強(qiáng)。前人研究表明耐鹽砧木嫁接可顯著提高黃瓜耐NaCI脅迫的能力，但主要從緩解離子毒害方面揭示了其耐鹽機(jī)理，而關(guān)于鹽脅迫下嫁接調(diào)控植物光合作用方面的研究較

2、少。本研究從能量耗散、光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)反應(yīng)中心D1蛋白合成與分解、Rubisco活性等方面出發(fā)研究嫁接黃瓜光合作用對(duì)鹽脅迫的響應(yīng)，探討了耐鹽砧木嫁接對(duì)鹽脅迫下黃瓜光合作用的調(diào)控機(jī)制。所取得的主要結(jié)果如下:
　　 1.以鹽敏感型黃瓜津春2號(hào)為接穗，耐鹽性較強(qiáng)的南瓜(Cucurbita moschataDuch.)超級(jí)拳王為砧木，黃瓜自根和自嫁植株為對(duì)照，研究了自根、自嫁、砧木嫁接黃瓜在0和90 mM NaCl下的生長(zhǎng)情況，以及葉

3、綠素含量、氣體交換參數(shù)、葉綠素?zé)晒獾膭?dòng)態(tài)變化。結(jié)果表明，NaCl脅迫早期(1 d，5d，10d)，通過(guò)氣孔限制抑制黃瓜的光合能力，而砧木嫁接在一定程度上調(diào)節(jié)了氣孔的關(guān)閉而緩解NaCl脅迫的抑制作用;NaCl脅迫較長(zhǎng)(15 d)時(shí)，降解了黃瓜葉片中葉綠素，傷害了黃瓜葉片光合機(jī)構(gòu)，而耐鹽砧木嫁接可能通過(guò)增強(qiáng)黃瓜葉片中光化學(xué)猝滅和PSⅡ熱量耗散過(guò)程，保護(hù)其葉片中葉綠素免遭降解，維持一定的光化學(xué)效率和CO2同化能力，從而提高其耐鹽性。
　

4、　 2.以鹽敏感型黃瓜津春2號(hào)為接穗，耐鹽性較強(qiáng)的南瓜超級(jí)拳王為砧木，黃瓜自根和自嫁植株為對(duì)照，研究了自根、自嫁、砧木嫁接黃瓜在0和90 mM NaCl處理15d的氣體交換參數(shù)、葉綠素?zé)晒狻⑷~黃素循環(huán)組分及葉綠體超微結(jié)構(gòu)的變化。結(jié)果表明，利用耐鹽性強(qiáng)的南瓜作為砧木嫁接，減輕了NaCl脅迫引起的氣孔和非氣孔因子對(duì)黃瓜葉片光合性能的限制作用，延緩了光抑制的發(fā)生，從而減輕了鹽脅迫對(duì)黃瓜的傷害作用。自根黃瓜與自嫁黃瓜對(duì)鹽脅迫的響應(yīng)表現(xiàn)一致，這

5、暗示了砧木嫁接黃瓜耐鹽性的增強(qiáng)是由于砧木的作用，而非嫁接過(guò)程的影響。
　　 3.以鹽敏感型黃瓜津春2號(hào)為試材，進(jìn)行0、45 mM、90 mM NaCl及林肯霉素處理，利用Clark型液相氧電極檢測(cè)黃瓜離體葉圓片的PSⅡ活性變化。結(jié)果表明，NaCl脅迫抑制了黃瓜葉圓片PSⅡ的放氧活性，而在林肯霉素的作用下，黃瓜葉圓片在1000μmol m-2 s-1照射下其PSⅡ放氧活性急劇下降，而且鹽脅迫對(duì)光損傷造成的PSⅡ活性的降低無(wú)影響。同

6、時(shí)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)NaCl脅迫顯著減緩了黃瓜葉圓片PSⅡ放氧活性的恢復(fù)，阻礙其損傷后的修復(fù)過(guò)程。而加入林肯霉素，完全抑制PSⅡ修復(fù)過(guò)程后，不同濃度的NaCl間對(duì)其影響無(wú)顯著差異。以上結(jié)果表明，NaCl脅迫對(duì)黃瓜葉片PSⅡ光損傷過(guò)程無(wú)影響，但能阻礙PSⅡ光損傷后的修復(fù)過(guò)程，從而抑制黃瓜葉片的放氧活性。
　　 4.以鹽敏感型黃瓜津春2號(hào)為接穗，耐鹽性較強(qiáng)的南瓜超級(jí)拳王為砧木，黃瓜自嫁植株為對(duì)照，研究了0和90 mM NaCl對(duì)自嫁和砧木嫁

7、接黃瓜的凈光合速率、PSⅡ活性、D1蛋白含量以及根系和葉片中Na+含量影響。結(jié)果表明，利用耐鹽砧木嫁接，能有效地將Na+區(qū)域化在砧木根系中，減少黃瓜接穗葉片中Na含量，從而減輕Na+對(duì)PSⅡ反應(yīng)中心D1蛋白修復(fù)過(guò)程的抑制作用，因此能抵御鹽脅迫的負(fù)作用，較好維持葉片中PSⅡ的正常結(jié)構(gòu)，從而維持葉片中PSⅡ的活性，保持黃瓜葉片光合能力。
　　 5.以鹽敏感型黃瓜津春2號(hào)為接穗，以耐鹽性較強(qiáng)的超級(jí)拳王和黑籽南瓜(Cucurbita f

8、icifolia Bouché)為砧木，黃瓜自嫁植株為對(duì)照，研究了0和90 mM NaCl對(duì)自嫁和兩種砧木嫁接黃瓜的生長(zhǎng)情況、氣體交換參數(shù)、Rubisco活性及相關(guān)基因表達(dá)、氮代謝相關(guān)物質(zhì)和酶活性的影響。結(jié)果表明，NaCl脅迫下利用耐鹽砧木嫁接增強(qiáng)N代謝相關(guān)酶的活性，維持硝態(tài)氮向氨基酸轉(zhuǎn)化，促進(jìn)了黃瓜葉片中N代謝有效進(jìn)行，從而維持Rubisco酶相關(guān)基因的表達(dá)及酶活性，這就使得黃瓜葉片光合性能得到提高。
　　 以上研究結(jié)果表明，