钙对苯丙烯酸胁迫下黄瓜若干生理指标的影响

摘要

黄瓜连作现象普遍，生产上因连作而引起的产量下降和品质变劣的问题十分严重，自毒作用是造成黄瓜连作障碍的重要原因之一。然而，迄今为止，未见有关钙在提高黄瓜抗自毒作用机理方面的研究报道。本文从呼吸速率、电导率、α-淀粉酶、蛋白酶活性、糖和淀粉消耗率、蛋白质消耗率等方面研究了钙对黄瓜自毒物质-苯丙烯酸(CA)胁迫下黄瓜种子萌发生理代谢的影响；从活性氧代谢、养分吸收、激素含量方面开展钙提高黄瓜幼苗抗自毒作用的机理研究，旨在为克服黄瓜连作障碍提供理论依据。主要结论如下。 1.钙对CA胁迫下黄瓜种子萌发的影响。 （1）CA对黄瓜种子萌发有明显的抑制作用，且抑制程度随CA浓度的增加而提高。与CK相比，CA<,0.25>、CA<,0.5>、CA<,1.0>处理(下标数字代表CA浓度mmol．L<'-1>)的发芽势、发芽率均下降，除CA<,0.25>处理与CK的种子发芽率差异不显著外，其余处理的种子发芽势、发芽率较CK均有显著或极显著的降低。钙浸种可以缓解CA对种子萌发的抑制作用。与CA<,0.25>、CA<,0.5>、CA<,1.0>相比较，CA<,0.25>+Ca、CA<,0.5>+Ca和CA<,1.0>+Ca(Ca代表Ca<'2+>浸种)的发芽势、发芽率提高，除CA<,0.25>+Ca处理的发芽率与CA<,0.25>差异不显著外，其余处理间的差异均达显著或极显著水平。 （2）CA处理会导致黄瓜种子的膜结构受损，使膜透性增大。CA<,0.25>、CA<,0.5>、CA<,1.0>处理的电导率较CK有极显著的提高；CA对黄瓜种子的呼吸速率的抑制有随着胁迫时间的延长而降低的趋势。钙浸种不同程度地缓解了CA对种子膜结构的破坏和呼吸速率的抑制。 （3）CA抑制了黄瓜种子的α-淀粉酶和蛋白酶活性，随着CA浓度的加大，2种酶活性受到抑制的程度加大。钙浸种可提高CA胁迫下α-淀粉酶和蛋白酶的活性，CA<,0.25>+Ca、CA<,0.5>+Ca、CA<,1.0>+Ca处理的α-淀粉酶、蛋白酶活性分别较CA<,0.25>、CA<,0.5>、CA<,1.0>有显著或极显著的提高。 （4）CA处理抑制了黄瓜种子的物质代谢过程。与CK相比，CA<,0.25>、CA<,0.5>、CA<,1.0>处理的淀粉、蛋白质消耗率有极显著的下降，糖消耗率除CA<,0.25>与CK差异不显著外，CA<,0.5>、CA<,1.0>与CK差异达到极显著水平。钙浸种可促进CA胁迫下种子萌发的蛋白质和淀粉代谢，蛋白质消耗率较相同浓度的CA处理有极显著的提高，淀粉消耗率、糖消耗率均有不同程度的提高。 2.钙对CA胁迫下黄瓜幼苗生长的影响。 （1）CA对黄瓜幼苗生长的抑制主要表现在根系。随着CA浓度的增加，黄瓜幼苗根系生长受到的抑制程度增加，CA胁迫导致黄瓜幼苗鲜重、主根长、一级侧根数以及根系活力下降。钙浸种处理可缓解CA胁迫对黄瓜幼苗生长的抑制，钙对黄瓜幼苗生长和根系活力的促进作用，在CA浓度高时(≥0.5 mmol.L<'-1>)表现的更加明显。 （2）2CA胁迫下黄瓜子叶O<,2><'->产生速率和H<,2>O<,2>含量的增幅大于SOD、POD活性的提高。与CK相比较，CA<,0.25>、CA<,0.5>、CA<,1.0>处理的O<,2><'->产生速率分别提高110.45％、174.63％361.94％，H<,2>O<,2>分别提高16.86％、28.14％、36.87％，而SOD、POD活性仅分别提高15.38％、16.35％、25.00％和14.24％、24.15％、33.01％。CA.胁迫导致CAT活性降低，MDA含量和膜透性的增加。钙浸种可提高CA胁迫下黄瓜幼苗SOD、CAT活性，降低O<,2><'->产生速率、H<,2>O<,2>含量以及MDA含量和膜透性，说明钙具有缓解自毒胁迫所导致的活性氧伤害的功效。 （3）CA胁迫导致黄瓜幼苗吸收NO<,3><'->-N、H<,2>PO<,4><'->和K<'+>养分的能力降低，CA胁迫下黄瓜幼苗养分吸收的动力学参数表现为，NO<,3><'->-H、H<,2>PO<,4><'->和K<'+>的V<,max>降低，NO<,3><'->-N的K<,m>值增大。钙可以缓解CA胁迫对黄瓜幼苗吸收NO<,3><'->-N、K<'+>和H<,2>PO<,4><'->的抑制作用，使其吸收NO<,3><'->-H、H<,2>PO<,4><'->和K<'+>的V<,max>提高，钙对K<'+>和H<,2>PO<,4><'->的K<,m>影响不大，但降低了NO<,3><'->-N的K<,m>。 （4）与CK相比较，CA胁迫的黄瓜幼苗地上部和根系的生长素(IAA)、细胞分裂素(ZR)赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)含量均提高，差异达极显著水平。钙浸种可改变CA胁迫下黄瓜幼苗的内源激素含量，与CA<,1.0>相比，CA<,1.0>+Ca地上部的IAA、ABA含量提高，ZR、GA含量下降；根系4种激素含量均下降。

目录

声明

摘要

文献综述

1自毒物质的来源及种类

1.1自毒物质的来源

1.2自毒物质的种类

2自毒作用的危害及其机理

2.1种子萌发

2.2幼苗生长

3影响自毒作用的因素

3.1自毒物质的浓度

3.2自毒物质的受体及自毒物质种类

3.3自毒物质的来源

3.4环境因子

4自毒作用的防治

4.1施用有机肥

4.2合理施用化肥

4.3采用轮作、嫁接的耕作方式

5本研究的思路

6本研究的内容及意义

第一章钙浸种对苯丙烯酸胁迫下黄瓜种子萌发的影响

1材料与方法

1.1材料

1.2试验设计

1.3分析测定方法

1.4数据处理

2结果与分析

2.1钙浸种对CA胁迫下黄瓜种子萌发的影响

2.2钙浸种对CA胁迫下黄瓜种子呼吸速率的影响

2.3钙浸种对CA胁迫下黄瓜种子α-淀粉酶和蛋白酶活性的影响

2.4钙浸种对CA胁迫下黄瓜种子萌发的物质消耗率的影响

3讨论

第二章钙对苯丙烯酸胁迫下黄瓜幼苗生长和部分生理指标的影响

1材料与方法

1.1材料

1.2试验设计

1.3分析测定方法

1.4数据处理

2结果与分析

2.1生物量

2.2根系活力

2.3活性氧代谢

2.4养分吸收

2.5幼苗激素含量

3讨论

3.1钙浸种对CA胁迫下黄瓜幼苗活性氧代谢的作用

3.2钙浸种对CA胁迫下黄瓜幼苗养分吸收的作用

3.3钙浸种对CA胁迫下黄瓜幼苗激素含量的影响

参考文献

图版

致谢