论文摘要
随着设施栽培的快速发展,设施内土壤次生盐渍化日趋严重,已成为限制设施栽培发展的主要障碍。黄瓜是设施内栽培的主要蔬菜之一,其耐盐性较弱,采用嫁接可显著提高黄瓜的耐盐性,但对嫁接提高黄瓜耐盐性的生理机制尚不明晰。本试验对不同基因型的黄瓜和嫁接砧木的耐盐性进行了鉴定,研究了不同接穗和砧木耐盐性差异的生理机制,在此基础上研究了不同砧/穗关系对黄瓜嫁接苗耐盐性的影响及其生理作用机制,以期为阐明嫁接提高黄瓜耐盐性提供理论依据,为指导黄瓜的嫁接栽培提供参考。本研究主要结果如下:采用聚类分析对20个黄瓜品种和22个嫁接砧木的耐盐性进行了鉴定。结果表明,20个黄瓜品种中,‘早多佳’、‘华早2号’、‘中农8号’、‘津育1号’、‘津优3号’为耐盐性强的黄瓜品种,‘津冠1号’、‘许优1号’、‘津春5号’、‘津春4号’、‘东方明珠’、‘湘早3号’、‘特早1号’、‘津优1号’为中等耐盐黄瓜品种,‘白皮黄瓜’、‘宁丰8号’、‘美农4号’、‘津春3号’、‘津杂4号’、‘津杂2号’、‘津春2号’为耐盐性弱的黄瓜品种:22个嫁接砧木中,可分为二大类,其中,‘春白玉’西葫芦、‘早青一代’西葫芦、‘铁将军F1’南瓜、‘极早秀玉’西葫芦为耐盐性弱的品种,其它为耐盐性强的品种。耐盐性强的砧木品种可分为3个亚类,‘孝感瓠瓜’、‘同心瓠瓜’、‘汉龙碧玉’瓠瓜和‘超丰8848’瓠瓜耐盐性很强,‘黑籽南瓜’耐盐性强,其它13个品种耐盐性较强。在黄瓜种子萌发期和嫁接砧木苗期可对其耐盐性进行快速鉴定。采用‘早多佳’和‘津春2号’黄瓜品种为试验材料,对不同基因型黄瓜在盐胁迫下的盐害指数、生长及生理特性进行了研究。结果表明,黄瓜根系不具备阻止Na+向叶片运输来减轻盐胁迫的生理机制,是黄瓜不耐盐的根本原因。盐胁迫下,Na+在黄瓜叶片中大量积累,引起离子毒害,K+、Ca2+、Mg2+含量显著下降,Na+/K+、Na+/Ca2+比值显著升高,导致离子失去平衡,尽管盐胁迫下黄瓜的SOD、POD活性显著增加,‘早多佳’品种的脯氨酸显著积累,但黄瓜的质膜透性和MDA含量显著增高,地上部含水量显著下降,遭受的氧化胁迫和渗透胁迫严重,叶绿素含量显著下降、光合速率、蒸腾速率、气孔导度显著降低,生长显著受抑,盐害指数显著增大,但对光系统Ⅱ无显著影响。相比较而言,‘早多佳’遭受的盐害、生长受抑制程度较‘津春2号’轻。叶片中较低的Na+含量、Na+/K+比值、Na+/Ca2+比值和较高的Ca2+含量是‘早多佳’比‘津春2号’耐盐的重要原因。采用‘超丰8848’、‘超级拳王’和‘黑籽南瓜’为试验材料,对不同砧木在盐胁迫下的生长及生理特性进行了研究。结果表明,通过根茎阻止Na+向叶片运输,从而使叶片中Na+的含量处于较低的水平而使植物减轻离子毒害,是3个砧木耐盐的根本原因。盐胁迫下,3个砧木叶片中Na+含量逐渐升高,K+、Ca2+含量逐渐降低、生长显著受抑,光合速率、蒸腾速率、气孔导度显著降低,地上部含水量逐渐下降,但叶绿素荧光参数无显著变化。盐胁迫下,‘超级拳王’和‘黑籽南瓜’的SOD、POD活性、脯氨酸、MDA含量显著增加,根系活力显著下降,但‘超丰8848’的均无显著变化。相比较而言,‘超丰8848’遭受的渗透胁迫、氧化胁迫最轻,‘黑籽南瓜’遭受的渗透胁迫和氧化胁迫最重,‘超丰8848’较高的气体交换能力,较稳定的根系活力是‘超丰8848’比‘超级拳王’和‘黑籽南瓜’耐盐的重要原因。‘超级拳王’较高的Ca2+含量、较低的Na+/Ca2+比值、较好的光合特性是其比‘黑籽南瓜’耐盐的重要原因。采用‘早多佳’和‘津春2号’黄瓜品种作接穗,耐盐的‘超级拳王’作砧木嫁接,以自根苗为对照,对不同接穗嫁接黄瓜苗在盐胁迫下的生长及生理特性进行了测定。结果表明,盐胁迫下,嫁接苗地上部和根干重、叶面积、茎粗降低的程度显著低于自根苗;嫁接苗叶片和接穗茎中Na+含量和Na+/K+、Na+/Ca2+比值显著低于自根苗,而砧木茎和根中的Na+含量和Na+/K+、Na+/Ca2+比值显著高于自根苗;嫁接苗叶片中K+含量、可溶性糖含量、地上部含水量、SOD、POD、CAT、APX活性、AsA/DHA的稳定性、光合速率、蒸腾速率、气孔导度显著高于自根苗,MDA含量显著低于自根苗。盐胁迫下,‘早多佳’嫁接苗的茎粗、叶面积减小的程度、叶片中Na+含量、Na+/K+、Na+/Ca2+比值显著低于津春2号嫁接苗,K+、Ca2+、Mg2+、脯氨酸含量、POD、CAT、APX活性、AsA含量、AsA/DHA的稳定性显著高于津春2号嫁接苗,但光合速率、蒸腾速率、地上部含水量和MDA含量与‘津春2号’嫁接苗的无显著差异。‘早多佳’嫁接苗叶片中较低的Na+含量和Na+/K+、Na+/Ca2+比值,较高的K+、Ca2+、Mg2+含量,是‘早多佳’嫁接苗比‘津春2号’嫁接苗耐盐的重要原因。采用‘超丰8848’和‘黑籽南瓜’作砧木,‘津春2号’黄瓜作接穗嫁接,以‘津春2号’自根苗为对照,研究了盐胁迫对不同砧木嫁接黄瓜苗生长及生理特性的影响。结果表明,盐胁迫下,嫁接苗地上部和根干重、叶面积、茎粗受抑制的程度显著低于自根苗;嫁接苗叶片中Na+、MDA、H2O2含量、超氧阴离子产生速率、Na+/K+和Na+/Ca2+比值显著低于自根苗,而叶片中K+含量、可溶性糖含量、地上部含水量、SOD、POD、CAT、APX活性、AsA/DHA的稳定性、光合速率、蒸腾速率、气孔导度显著高于自根苗;嫁接苗的胞间CO2浓度显著下降,自根苗的则显著上升。盐胁迫下,‘超丰8848’嫁接苗生长受抑制程度、叶片中的Na+/k+比值、MDA、H2O2含量显著低于‘黑籽南瓜’嫁接苗,脯氨酸含量、可溶性蛋白质含量、地上部含水量、SOD、POD、CAT、APX、GR活性、光合速率、蒸腾速率和气孔导度显著高于‘黑籽南瓜’嫁接苗,因此,耐盐性显著强于‘黑籽南瓜’嫁接苗。通过根茎限制Na+向叶片运输来减轻盐胁迫,是嫁接提高黄瓜耐盐性的主要生理机制。无论是采用不同接穗嫁接还是采用不同砧木嫁接,限制Na+向地上部运输的部位主要是砧木的根和茎,砧木在提高黄瓜耐盐性的作用中远大于接穗。
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