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黄瓜和辣椒是中国设施栽培中的主要作物,但全球气温上升所导致的极端高温频发严重制约二者的生长发育和产量提高。如何缓解高温胁迫对农作物生长和产量造成的不利影响,是农业科学家研究的重点之一。1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)作为一种新型乙烯抑制剂,能参与植物体中众多生理生化反应,调节植物生长发育。目前关于1-MCP的研究主要集中在改善园艺产品贮藏品质和延长商品货架期方面,对其缓解黄瓜和辣椒高温伤害的机理鲜有报道。因此,本试验利用人工气候室模拟高温环境,研究叶面喷施1-MCP缓解黄瓜和辣椒幼苗高温伤害的生理及分子机制。通过叶面喷施不同浓度1-MCP对日光温室秋冬茬黄瓜、辣椒产量的影响,探讨1-MCP提高作物产量的机制并明确其最适浓度。本论文主要研究结果如下: 1.叶面喷施80g·ha-11-MCP能有效缓解高温胁迫对黄瓜幼苗造成的伤害。高温胁迫下黄瓜幼苗生长受到严重抑制,热害指数高达46.7,而叶面喷施80g·ha-11-MCP能显著缓解幼苗高温伤害。与对照相比,1-MCP处理促进幼苗光合速率、全株干重、根系活力显著增加,分别提高12.7%、55.1%、78.5%;1-MCP处理能明显抑制高温胁迫下幼苗体内MDA含量、叶片相对电导率、H2O2含量和O2-·产生速率的上升,提高抗氧化酶活性和渗透调节物质含量以缓解高温对植物细胞造成的伤害;1-MCP处理能显著减少幼苗体内脱落酸和乙烯等衰老激素的积累,抑制乙烯生物合成关键酶ACS和ACO活性,下调乙烯受体和相关基因表达量,从而缓解高温对黄瓜幼苗生长造成的伤害。 2.叶面喷施80g·ha-11-MCP能有效缓解高温胁迫对辣椒幼苗造成的伤害。高温胁迫下辣椒幼苗生长受到严重抑制,热害指数高达60.5,而叶面喷施80g·ha-11-MCP能显著缓解高温氧化伤害。与对照相比,1-MCP能促进幼苗叶绿素a、叶绿素b含量、鲜重、干重、根系活力显著增加,分别提高27.1%、25.0%、56.4%、35.3%;1-MCP处理能明显抑制高温胁迫下幼苗MDA含量、叶片相对电导率、H2O2含量和O2-·产生速率的上升,分别较对照降低48.4%、23.0%、54.9%和71.1%;促进提高抗氧化酶SOD、POD和CAT的活性分别提高12.0%、44.4%和125.8%,可溶性糖和可溶性蛋白质含量分别提高29.8%和18.9%,从而缓解高温对辣椒幼苗生长造成的伤害。 3.定植前2d叶面喷施1-MCP能促进日光温室秋冬茬黄瓜产量提高。叶面喷施20、80、160g·ha-11-MCP均有利于幼苗定植后的生长和产量提高,其中以80g·ha-11-MCP效果最佳。一方面,叶面喷施80g·ha-11-MCP能促进幼苗定植后株高、叶片数、和壮苗指数和光合速率显著增加,有利于黄瓜幼苗生长;另一方面,叶面喷施80g·ha-11-MCP能促进黄瓜雌花提早2d开放,单株产量和单株结果数较对照分别增加19.7%和25.7%,有利于提高日光温室黄瓜前期、中期产量和总产量分别提高22.4%、29.5%和19.6%。 4.定植前2d叶面喷施1-MCP能促进日光温室秋冬茬辣椒产量提高。叶面喷施20、80、160g·ha-11-MCP均有利于幼苗定植后生长和产量的提高,其中以80g·ha-11-MCP效果最佳。一方面,叶面喷施80g·ha-11-MCP促进幼苗株高、茎粗、鲜重、干重、壮苗指数显著提高,分别较对照提高6.7%、9.9%、43.0%、41.0%、38.4%;绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量分别较对照增加31.9%、40.5%、18.2%;叶片光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著增加,分别较对照增加18.8%、43.7%和21.9%,胞间二氧化碳浓度降低6.1%;另一方面,叶面喷施80g·ha-11-MCP能促进辣椒单株果数、单株产量、前期产量、中期产量、后期产量和总产量显著上升,分别较对照提高12.8%、12.8%、13.0%、22.6%、9.2%、13.2%。