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无土栽培中营养液供氧不足或基质培中根垫的形成均会造成低氧胁迫,影响植株正常生长发育,成为困扰无土栽培技术大规模应用于生产的限制性因子,提高作物在低氧胁迫下的耐性和抗性对无土栽培生产意义重大.多胺(Polyamines)是生物代谢过程中产生的一类具有生物活性的低分子量脂肪族含氮碱,主要包括腐胺(Put)、亚精胺(Spd)和精胺(Spm)。研究表明,多胺广泛作用于植物生长、形态建成、衰老和对环境胁迫的反应,在多种逆境条件下,植物体內多胺含量迅速发生变化。但对多胺在植物低氧逆境胁迫下的生理作用还了解不多。本文以耐低氧性具有显著差异的两个黄瓜(Cucumis sativus L.)品种(耐低氧性较强的‘绿霸春4号’和耐低氧性较弱的‘中农8号’)为试材,采用营养液水培法,运用溶氧浓度调节仪精确控制营养液溶氧浓度,采用叶片喷施外源Spd处理,研究了外源Spd对低氧胁迫下黄瓜幼苗植株生长、光合作用和碳水化合物代谢的影响,初步探讨了外源多胺在缓解根际低氧胁迫下黄瓜植株伤害的生理基础。主要研究结果如下:与通气对照相比,根际低氧胁迫下黄瓜幼苗的生长受到抑制,表现为植株鲜重、干重、株高、茎粗、叶面积、根系总长度、总表面积、体积和总根尖数都显著下降;外源Spd缓解了低氧胁迫下黄瓜幼苗的鲜重、干重、株高、茎粗、叶面积、根系总长度、总表面积、体积和总根尖数的下降,与‘绿霸春4号’相比,外源Spd对‘中农8号’低氧胁迫伤害的缓解效应更为明显。低氧胁迫下,黄瓜幼苗叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)都显著低于对照;在胁迫后期,胞间CO2浓度(Ci)显著高于通气对照处理。表明在胁迫前期黄瓜幼苗叶片净光合速率的降低是由气孔限所制造成,而在胁迫后期则是由非气孔限制所造成。外源Spd能提高低氧胁迫下黄瓜幼苗叶片的Pn、Gs和Tr,在胁迫后期能减缓Ci的升高。表明在低氧胁迫下,外源Spd能缓解叶片气孔的关闭,促进植株对CO2的吸收,提高植株的光合能力。通气对照和低氧胁迫处理的黄瓜幼苗的Pn和Gs日变化呈先上升后下降的变化趋势,Pn峰值均出现在12:00,Gs峰值出现时间不同处理间不一,Pn峰值以单纯低氧处理最低。低氧胁迫下,两品种幼苗Pn的降低在上午更为显著。外源Spd的加入,缓解了低氧胁迫下植株幼苗Pn的降低,提高了植株在中午的水分利用率(WUE)。与通气对照相比,根际低氧胁迫下黄瓜幼苗根系中淀粉、葡萄糖含量降低,黄瓜幼苗叶片淀粉、葡萄糖含量增加,叶片和根系蔗糖和果糖含量增加;叶片、根系蔗糖合成酶(SS)和磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性增加,叶片蔗糖酸性转化酶(AI)活性增加,根系AI活性降低。外源喷施Spd处理增加了低氧胁迫下黄瓜幼苗根系和叶片中蔗糖、葡萄糖和果糖含量,减少根系中淀粉含量的降低和叶片中淀粉含量的积累。同时,提高了黄瓜幼苗根系和叶片SS和SPS活性;缓解了叶片AI活性的增加和根系AI活性的降低。表明低氧胁迫下,外源喷施Spd能调节黄瓜幼苗体內碳水化合物代谢,来提高幼苗对低氧胁迫的适应性。