摘 要：以西葫蘆品種早青一代為試材，通過低溫弱光組與正常溫光組比較，研究西葫蘆幼苗葉片氣孔特性和膜脂過氧化的變化。結(jié)果表明：低溫弱光處理后，西葫蘆幼苗葉片的氣孔開張比和開張度增大；氣孔導度減??；胞間CO2濃度增大；葉片中過氧化物酶活性、丙二醛含量明顯升高；超氧化物歧化酶和過氧化氫酶活性卻下降。

關(guān)鍵詞：西葫蘆；低溫弱光；氣孔特性；膜脂過氧化

中圖分類號：Ｓ６４２．６ 文獻標識碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2013.02.00３

The Influence of Low Temperature and Low Light on the Stomatal Characteristics and Lipid Peroxidation of Cucurbita pepo L. Plants

YU Long-feng 1， AN Fu-quan1， LI Fu-heng2

（1.Lincang Teachers' College， Lincang， Yunnan 677000， China； 2.College of Life Sciences， Northeast Agricultural University， Harbin ，Heilongjiang 150030，China）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Pepo varieties as early as the green generation as test material， the weak light at low temperature treatment group and normal temperature and light group， study of Zucchini Seedlings Leaf Stomata Characteristics and membrane lipid peroxidation of change. The results showed that low temperature and weak light treatment， zucchini seedling leaf stomatal opening ratio and open degree increased； stomatal conductance decreased；intercellular CO2 concentration increased； leaf peroxidase activity， malondialdehyde content increased significantly；superoxide dismutase and catalase activity declined.

Key words： Cucurbita pepo L.； low temperature and low light； stomatal characteristics； lipid peroxidation

西葫蘆是一年生草本植物，在我國各地均有種植[1]，其中‘早青一代’是我國主栽品種之一。日光溫室內(nèi)的低溫寡照已成為影響西葫蘆高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的主要因素之一，低溫弱光對西葫蘆幼苗葉片抗氧化酶活性及細胞膜完整性的影響已有相關(guān)研究[2]，而對于葉片與外界進行氣體交換門戶的氣孔，其開度變化對植物水分狀況及CO2同化有著重要影響[3]，關(guān)于氣孔特性方面的相關(guān)報道很多[4-7]，但有關(guān)低溫弱光條件下氣孔特性方面的報道較少。因此，本研究以早青一代為試驗材料，探討低溫弱光對西葫蘆幼苗葉片氣孔特性及膜脂過氧化的影響，為西葫蘆高產(chǎn)抗逆栽培提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材 料

試驗于2008年在東北農(nóng)業(yè)大學園藝實驗站進行。西葫蘆品種為早青一代（保護地栽培主要品種）。種子購于哈爾濱市香坊區(qū)種子公司。經(jīng)過浸種催芽，在營養(yǎng)缽中進行培養(yǎng)，待幼苗長至4～5片真葉時，將幼苗放入人工智能氣候箱（RZX型，寧波江南儀器制造廠制造）進行處理。

1.2 測定項目與方法

試驗設(shè)對照組和處理組，每處理中參試材料為5株，重復3次。

1.2.1 低溫弱光處理方法 對照組溫度為25 ℃/18 ℃，光照度為11 000 lx；處理組溫度為15 ℃/8 ℃，光照度為4 000 lx。各處理光周期均為12 h/12 h，空氣相對濕度保持在75%～80%，試驗處理時間間隔為7 d。

1.2.2 生理指標的測定 剪取材料第2、3片真葉，避開葉脈用打孔器取0.5 g鮮葉進行測定。超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MAD）含量測定，參照李合生《植物生理生化實驗原理和技術(shù)》[8]，過氧化氫酶（CAT）活性測定采用紫外吸收法[9]，過氧化物酶（POD）活性測定采用愈創(chuàng)木酚法[9]。

1.2.3 氣體交換參數(shù)及開張度測定 處理后當天，在西葫蘆幼苗上數(shù)第3片葉主脈兩側(cè)切取大小1～2 mm見方小塊，放入4%戊酸中固定，磷酸緩沖液（pH值 7.2）沖洗，再用1%鋨酸固定，乙醇梯度脫水，CO2臨界點干燥，然后用JEM-1200EX型電鏡掃描附件掃描觀察，測量氣孔開張度和開張比。對照組和處理組均觀測15～20個視野，取平均值。

處理結(jié)束后，在日光溫室內(nèi)恢復3 d后用Lci型光合儀測定PFD為800 μmol·m-2·s-1，CO2濃度為350～360 μl·L-1。葉溫為（28±1） ℃下西葫蘆幼苗上數(shù)第2～3葉的氣孔導度（Gs）和胞間CO2濃度（Ci）。重復測5次，取平均值。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)用SPSS分析軟件進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫弱光對西葫蘆幼苗葉片氣孔開張比、開張度及氣體交換參數(shù)的影響

由表1可以看出，低溫弱光處理后，西葫蘆葉片的氣孔開張比和開張度分別比對照組（CK）增大，且差異極顯著。西葫蘆氣孔開張比，較CK組增加23.49%；氣孔開張度較CK組增加110.61%；幼苗葉片氣孔導度（Gs）較CK組減少12.12%；胞間CO2濃度（Ci）較CK組增加17.21%。結(jié)果與張振賢[10]、周艷虹[11]、許大全[12]、艾希珍[13]等研究結(jié)果一致。

2.2 低溫弱光對西葫蘆葉片SOD的影響

SOD是植物體內(nèi)的一種保護酶，其作用可以清除體內(nèi)自由基的過多積累，緩解逆境的傷害。表2顯示，經(jīng)過低溫弱光處理后，西葫蘆葉片中的SOD活性顯著降低。處理7 d時，西葫蘆正常葉片SOD活性較處理前增加了5.04%；經(jīng)低溫弱光處理后SOD活性較CK下降了29.82%，與CK組比較差異極顯著。說明西葫蘆受到溫度脅迫時，SOD酶積極作用以清除活性氧和自由基。但SOD酶活性并不能始終處于較高的水平，也就是當溫度過低、脅迫時間過長時，SOD酶的活性會受到破壞，將導致SOD酶合成減少，從而加速了細胞膜的過氧化作用。

2.3 低溫弱光對西葫蘆葉片POD活性的影響

低溫弱光處理還導致西葫蘆葉片中的POD活性顯著上升（表2）。在臨界低溫（15 ℃/8 ℃）處理7 d后，西葫蘆正常葉片中POD活性較CK組增加了21.79%；經(jīng)低溫弱光處理后較CK組增加103.84%，且處理組與CK組比較差異顯著。

2.4 低溫弱光對西葫蘆葉片CAT活性的影響

CAT活性與植物的代謝強度及抗逆能力有一定的關(guān)系。經(jīng)過低溫弱光處理后使得西葫蘆葉片中的CAT活性顯著降低（表2）。處理7 d時，西葫蘆正常葉片較處理前CAT活性增加了1.11%；經(jīng)低溫弱光處理后較處理前下降了54.87%，處理組與CK組比較差異極顯著。

2.5 低溫弱光對西葫蘆葉片MDA含量的影響

作為反映植物葉片細胞膜傷害程度重要指標之一的MDA，在經(jīng)過低溫弱光脅迫后，導致西葫蘆幼苗葉片中MDA含量上升（表2）。對照組葉片中MDA含量較處理前增加了1.04%；經(jīng)低溫弱光處理后葉片中MDA含量較處理前增加了473.96%，且處理組與CK組比較差異極顯著。這說明經(jīng)低溫弱光脅迫后，葉片細胞膜均遭到不同程度的破壞。

3 結(jié)論與討論

研究結(jié)果表明，低溫弱光處理7 d后，西葫蘆幼苗葉片的氣孔開張比和開張度增大，氣孔導度（Gs）減小，胞間CO2濃度（Ci）增大，這可能是葉片對低溫弱光的一種適應(yīng)性反應(yīng)，通過保衛(wèi)細胞對環(huán)境和內(nèi)源信號的感知，來調(diào)節(jié)水分和光合作用，以使植物充分利用空氣中的CO2進行氣體交換。

SOD、CAT和POD統(tǒng)稱活性氧清除劑，逆境條件下植株體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生與清除平衡狀態(tài)遭到了破壞，活性氧大量積累，使得膜脂過氧化作用加劇，會引起膜脂過氧化物產(chǎn)物（MDA）增加，造成膜系統(tǒng)的損傷[14-15]。作為植物體內(nèi)的一種保護酶，SOD可以清除體內(nèi)自由基的過多積累，緩解逆境的傷害[16]。本試驗中，西葫蘆幼苗在低溫弱光脅迫下啟動了自身的應(yīng)激反應(yīng)，引起了一系列的抗氧化酶的變化：SOD活性降低，POD活性提高，MDA含量增加，CAT活性下降。

以上研究說明低溫弱光對西葫蘆幼苗葉片氣孔及抗氧化酶活性均產(chǎn)生了影響，表明植株為避免遭受低溫弱光逆境的傷害會做出適應(yīng)性反應(yīng)。

參考文獻：

[1] 康恩祥，陳年來，譚雪蓮.低溫弱光逆境對西葫蘆幼苗生理指標的影響研究 [J].甘肅農(nóng)業(yè)科技，2006（6）：14－17.

[2] 康恩祥，陳年來，安翠香，等.低溫弱光對西葫蘆幼苗抗氧化酶活性和質(zhì)膜透性的影響[J].中國蔬菜，2007（4）：16－19.

[3] 原海云，姚延梼.不同土壤條件對紅花煙草葉片氣孔導度的影響[J].天津農(nóng)業(yè)科學，2012，18（1）：134－135.

[4] 婁旭東，徐濱.不同土壤條件對番茄葉片氣孔導度的影響[J].天津農(nóng)業(yè)科學，2011，17（6）：111－112.

[5] 王玉玨，付秋實.干旱脅迫對黃瓜幼苗生長、光合生理及氣孔特征的影響[J].中國農(nóng)業(yè)大學學報，2010，15（5）：12－18.

[6] 趙姝麗，陳溫福，徐正進.水分脅迫對水稻劍葉氣孔特性的影響[J].華北農(nóng)學報，2010（1）：170－174.

[7] 曹冬梅，康黎芳，王云山，等.根外施鉀對蘋果幼樹氣孔特性及光合速率的影響[J].山西農(nóng)業(yè)科學，2002（1）：57－62.

[8] 李合生.植物生理生化實驗原理與技術(shù)[M].北京：高等教育出版社， 2006.

[9] 郝再彬，蒼晶，徐仲.植物生理實驗[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2004.

[10] 張振賢，周緒元，陳利平.主要蔬菜作物光合與蒸騰特性研究[J].園藝學報，1997，24（2）：155－160.

[11] 周艷虹， 黃黎鋒， 喻景權(quán).持續(xù)低溫弱光對黃瓜葉片氣體交換、葉綠素熒光猝滅和吸收光能分配的影響[J].植物生理與分子生物學學報， 2004，30（2）：153－160.

[12] 許大全.光合作用氣孔限制分析中的一些問題[J].植物生理學通訊， 1997，33（4）：241－244.

[13] 艾希珍，馬興莊.弱光下長期亞適溫和短期低溫對黃瓜生長及光合作用的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學報， 2004（15）：2091－2094.

[14] Reddy A R，Chaitanya K V，Vivekanandan M． Drought-induced responses of photosynthesis and antioxidant metabolism in higher plants[J]. Journal of Plant Physiology，2004，161（11）：1189－1202．

[15] 葛體達，隋方功，白莉萍，等.水分脅迫下夏玉米根葉保護酶活性變化及其對膜脂過氧化作用的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學，2005，38（5）：922－928．

[16] 王忠.植物生理學[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社， 2000：422－423.