干旱胁迫对黄瓜幼苗光合特性及活性氧代谢的影响

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黄瓜对土壤的湿度条件要求较高,在实际生产中经常会因栽培管理不善受到干旱胁迫的影响,造成减产和品质下降。干旱胁迫对植物的光合特性及活性氧代谢均有较大影响,为了明确不同程度干旱胁迫条件下对黄瓜光合特性的变化,以及光合速率和活性氧代谢的相关性,本研究以两个生态特性不同的黄瓜品种为实验材料,采用土壤称重法模拟不同程度的干旱胁迫条件,并进行了干旱胁迫条件喷施水杨酸(SA)减缓干旱胁迫的试验处理,处理过程中测定了黄瓜幼苗的光合特性、活性氧代谢及氮代谢等生理指标。不同程度干旱胁迫处理的试验结果表明:在中、重度干旱胁迫处理过程中,黄瓜幼苗叶片的胞间CO2浓度,蒸腾速率和气孔导度的变化与对照处理(CK)的差异较小,但净光合速率与较CK显著下降;与CK相比,两干旱胁迫处理的活性氧超氧阴离子( O 2-)和过氧化氢(H2O2)逐渐积累,而超氧物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)及过氧化物酶(POD)等抗氧化酶活性在处理的前中期升高,约12 d后的后期又低于CK;干旱胁迫处理3 d以后,硝酸还原酶(NR)活性一直低于CK,但蛋白质含量在胁迫后期高于CK,蛋白电泳分析也发现干旱处理的3 d以后蛋白条带较CK显著清晰;两干旱胁迫处理的丙二醛(MDA)的积累显著大于CK,脯氨酸(Pro)积累也高于CK;相关性分析的结果表示, O 2-产生速率和MDA含量与净光合速率和NR活性呈负相关。这些试验结果说明,干旱胁迫对黄瓜幼苗的光合成、活性氧及氮代谢具有显著影响,净光合速率及氮代谢的下降主要是由于O 2-的过多积累所造成的,各种抗氧化酶活性也会间接地影响光合作用和氮代谢。干旱胁迫喷施SA的试验结果表明:在喷施SA后,显著抑制了干旱胁迫下黄瓜幼苗净光合速率的下降,对蒸腾速率和气孔导度的下降也有一定的抑制作用;干旱胁迫下SA处理可以减缓O 2-积累,提高SOD、CAT和POD活性;SA处理可以提高干旱胁迫下NR活性,处理9 d以后的蛋白条带也较CK清晰;喷施SA还能抑制MDA和Pro的积累。这些试验结果说明,SA可以通过减少活性氧的积累、提高抗氧化酶的清除效率,来缓解由于膜脂过氧化等造成的光合系统破坏,从而提高黄瓜幼苗的抗旱能力。
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