嫁接提高甜瓜幼苗对铜胁迫耐受性的生理机制研究

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Andylinzc
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目前,由于工农业的快速发展,土壤铜污染日趋严重,不但造成园艺产品的重金属污染,而且对动物、微生物以及土壤酶有所影响。甜瓜(Cucumis melo L.)是世界重要的蔬菜型水果。近年来随着生态农业的快速发展,市场对果实品质和安全性的要求日趋严格。嫁接是一门重要的农艺措施,已有报道表明,嫁接会提高黄瓜、葡萄等园艺作物对铜、镉等重金属的耐受性,但嫁接是否会提高甜瓜幼苗对铜胁迫的耐受性尚不清楚。因此,本试验以薄皮甜瓜‘IVF09’与厚皮甜瓜‘IVF117’为接穗,以南瓜‘京欣砧3号’为砧木,采用草炭与蛭石的复合基质(体积比为2:1)栽培,对铜胁迫下甜瓜嫁接苗与自根苗的相关生理特性进行研究,探讨嫁接提高两种甜瓜幼苗对铜胁迫的耐受性及生理机制。主要研究结果如下:1.铜胁迫抑制了2个品种甜瓜幼苗的生物量积累,但在同一胁迫条件下,嫁接苗的株高、茎粗、叶面积的生长与叶片、茎、根的鲜干重均大于自根苗。嫁接降低了铜胁迫对甜瓜幼苗的生长抑制作用,促进甜瓜幼苗生长。2.铜胁迫下,2个品种甜瓜幼苗叶片的光合色素含量降低,光合参数改变。在同一胁迫条件下,嫁接苗叶片的光合色素含量大于自根苗;Pn、Tr、Gs、Ci大于自根苗,而水分利用效率与Ls小于自根苗。光合特性的下降主要是气孔限制作用,嫁接减弱了铜胁迫对甜瓜幼苗叶片光合色素的毒害,提高了其光合作用。3.铜胁迫减弱了‘IVF09’甜瓜幼苗的糖合成能力,改变了叶片的糖代谢酶总活性,在同一胁迫条件下,嫁接苗比自根苗叶片的葡萄糖、果糖含量高,棉子糖、水苏糖含量比自根苗的低;嫁接苗叶片SS总活性小于自根苗的,而SPS、NI、AI总活性均大于自根苗的。嫁接作用可影响甜瓜幼苗糖代谢酶总活性,并促使蔗糖、水苏糖、棉子糖转化为小分子的葡萄糖和果糖,参与渗透调节,进而提高甜瓜幼苗对铜胁迫的耐受性。4.铜胁迫下,2个品种甜瓜幼苗的细胞膜透性增加,渗透调节物质含量升高。在同一胁迫条件下,嫁接苗叶片的相对电解质渗透率均显著小于自根苗的,而可溶性糖与可溶性蛋白质含量升高,且嫁接苗的高于自根苗的。嫁接能减弱细胞膜透性,并促使甜瓜幼苗合成更多的渗透调节物质,增强幼苗的渗透调节能力。5.铜胁迫使2个品种甜瓜幼苗叶片MDA含量显著增加,叶片的POD、CAT总活性升高,在相同的胁迫处理下,嫁接苗叶片的POD、SOD、CAT总活性均大于自根苗的,且MDA含量小于自根苗的。嫁接减轻了铜胁迫对膜脂的过氧化作用,提高甜瓜幼苗叶片的抗氧化酶活性,降低了膜脂的氧化损伤。6.铜胁迫下,2个品种甜瓜幼苗叶片与根部Cu含量均增加,叶片的Cu含量低于根部的,嫁接苗的低于自根苗的,嫁接可减少甜瓜幼苗对Cu的吸收。铜胁迫打破了甜瓜幼苗的矿质元素吸收平衡,对甜瓜幼苗叶片的K、P与根部的K吸收有促进作用,而对其Na、Mg的吸收有抑制作用,同时甜瓜嫁接苗叶片中的K、P、Na含量与根部的K、P、Na、Mg含量比自根苗的高。7.铜胁迫影响‘IVF09’甜瓜幼苗叶片的内源激素含量与内源激素平衡。叶片中的IAA、ABA含量均上升,GA3含量下降,嫁接苗叶片中的ZR含量减少,自根苗叶片中的ZR含量增加。在同一胁迫条件下,嫁接苗叶片中IAA含量显著高于自根苗的,ABA、GA3、ZR含量均显著低于自根苗的。此外,嫁接苗叶片的ABA/IAA、 ABA/GA3、ABA/ZR值均小于自根苗,且嫁接苗叶片中ABA/IAA与ABA/GA3值变化幅度小于自根苗的。嫁接可通过改变内源激素含量而增强甜瓜幼苗对铜胁迫的耐受性,并且有效调节植物内源激素的平衡,促进植株正常生长。
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