左志梅，木萬福，2，但忠，楊龍，2，楊長楷，2

（1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所，元謀，651300；2.云南思農(nóng)蔬菜種業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司）

20份歐洲型黃瓜種質(zhì)資源的半致死溫度與耐熱性研究

左志梅1，木萬福1，2，但忠1，楊龍1，2，楊長楷1，2

（1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所，元謀，651300；2.云南思農(nóng)蔬菜種業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司）

為探討不同歐洲型黃瓜種質(zhì)資源對高溫的適應(yīng)性差異，為耐熱種質(zhì)資源篩選及耐熱機(jī)理的深入研究提供理論和實踐依據(jù)，以20份歐洲型黃瓜的葉片為材料，設(shè)置6個高溫處理，以室溫為對照，測定浸提液電導(dǎo)率值并計算相對電導(dǎo)率，通過擬合Logistic方程，計算半致死溫度（LT50）。試驗結(jié)果表明，隨著溫度升高，相對電導(dǎo)率呈“S”型曲線，且相對電導(dǎo)率與處理溫度存在顯著的直線相關(guān)關(guān)系，通過計算“S”型曲線拐點(diǎn)求得20份歐洲型黃瓜的半致死溫度在45～51℃，其中33-2的半致死溫度最高，達(dá)到50.09℃，37-1的半致死溫度最低，為45.82℃。20份歐洲型黃瓜的耐高溫能力由強(qiáng)到弱依次為33-2>75-2>32-2>33-1>11-2>31-2>09-2>36-2>76-1>36-1>37-2>10-1>35-2>76-2>11-1>43-2>35-1>75-1>32-1>37-1。因此，半致死溫度可作為評價歐洲型黃瓜耐熱性的一個可靠指標(biāo)。

歐洲型黃瓜；耐熱性；半致死溫度；相對電導(dǎo)率

歐洲型黃瓜是一類溫室專用型黃瓜，由于營養(yǎng)和經(jīng)濟(jì)價值高，其栽培面積逐年增加，與華南、華北型黃瓜不相上下。黃瓜性喜溫，不耐熱，溫度逆境為害一直是其研究熱點(diǎn)，但主要研究的是黃瓜的耐低溫和冷害機(jī)制，針對高溫脅迫的研究結(jié)果較少[1]?？墒牵S著全球氣候變暖對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響日趨嚴(yán)重，生產(chǎn)上高溫脅迫造成的為害不容忽視，耐熱性研究逐漸成為熱點(diǎn)之一。

在黃瓜耐熱性方面，國內(nèi)外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，黃瓜可以通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)脯氨酸、丙二醛、熱休克蛋白（HPS）以及各類酶的含量，來緩解高溫?zé)岷χ仓甑膫2]。但目前對黃瓜在高溫下生理生化指標(biāo)的變化及其耐熱生理機(jī)制的研究還不深入，如目前還沒有確立一個準(zhǔn)確恰當(dāng)?shù)狞S瓜耐熱性鑒定方法，使得黃瓜耐熱性遺傳機(jī)制的研究無法深化。

處理黃瓜高溫?zé)岷Φ姆椒ㄓ?種，一是采用適宜的栽培措施，如高溫?zé)捗?、冷涼灌溉、遮陽網(wǎng)遮陽、通風(fēng)降溫、整枝打杈和化學(xué)處理等，二是選育耐高溫的優(yōu)良品種。第一種方法必須投入充足的財力、人力和物力，生產(chǎn)成本的加大會導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益的下降。因而解決高溫傷害的有效途徑是培育優(yōu)良的耐熱品種[3]。對20份歐洲型黃瓜品系的半致死溫度進(jìn)行測定，探討不同品種的耐熱性，旨在為將半致死溫度這一指標(biāo)應(yīng)用于歐洲型黃瓜種質(zhì)資源篩選和耐熱性機(jī)理的深入研究提供理論和實踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料均為云南思農(nóng)蔬菜種業(yè)發(fā)展責(zé)任有限公司從荷蘭引進(jìn)的品種，經(jīng)過雜交分離篩選，5～6代自交后得到的高代自交系，20份高代自交系都是歐洲生態(tài)型黃瓜，具體見表1。

1.2 試驗方法

試驗在云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所實驗室進(jìn)行。2013年12月15日播種，采用培養(yǎng)皿催芽法，將濾紙用蒸餾水潤濕后放入干凈的培養(yǎng)皿中，其后將浸泡吸水6 h的種子均勻地放在濾紙上，然后蓋上培養(yǎng)皿蓋，置于人工氣候箱催芽。將出芽整齊一致的種子播于50孔塑料穴盤中，每穴1株，置于溫度25℃、光照 14 h、黑暗 10 h、光照強(qiáng)度6 000 lx，平均濕度75%～80%的人工氣候箱中培養(yǎng)。待幼苗長到4葉1心且第3片真葉展開時，選擇長勢均勻一致的幼苗備用。從中選取3株并取同一部位的功能葉，用去離子水沖洗干凈，剪成0.5 m2的小塊，去掉中脈，稱取0.1 g裝入加有20 mL去離子水的帶塞試管中，用真空泵抽氣30 min后蓋上試管塞。將試管分別放入40、45、50、55、60、65℃的水浴鍋中，以室溫為對照，水浴30 min，取出后冷卻2 h至室溫，用電導(dǎo)率儀測定浸提液電導(dǎo)率值（Ta）。然后再將試管放入100℃沸水中水浴30 min，高溫殺死植物組織，取出后冷卻2 h至室溫，用電導(dǎo)率儀測定浸提液電導(dǎo)率值（Tb）。重復(fù)3次，取平均值。相對電導(dǎo)率計算公式為：相對電導(dǎo)率（L）=（Ta/Tb）×100%，其中，L：處理葉片的相對電導(dǎo)率（%）；Ta：處理葉片的初電導(dǎo)率值；Tb：處理葉片的終電導(dǎo)率值[4，5]。

表1 供試歐洲型黃瓜種質(zhì)資源

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

利用SPSS 16.0和Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理溫度與相對電導(dǎo)率的關(guān)系

圖1 20個歐洲型黃瓜品種相對電導(dǎo)率隨溫度變化的Logistic曲線

如圖1所示，20個歐洲型黃瓜葉片的相對電導(dǎo)率均表現(xiàn)出增加的趨勢，而且增長趨勢呈緩慢增加—迅速增加—緩慢增加的典型 “S”型變化。但是，不同品系的歐洲型黃瓜葉片的相對電導(dǎo)率快速增加時的處理高溫又各不相同，33-2、75-2、11-2的相對電導(dǎo)率迅速上升時的處理高溫在52℃左右，其余品系相對電導(dǎo)率迅速上升時的處理高溫在47℃左右。處理高溫升至57℃左右時各品系相對電導(dǎo)率上升緩慢，最后緩慢趨于平穩(wěn)。

2.2 Logistic方程的參數(shù)及半致死溫度的確定

用Logistic方程對黃瓜葉片在不同高溫處理下的相對電導(dǎo)率進(jìn)行擬合，求得方程參數(shù)及其半致死溫度。Logistic方程：y=k/（1+ae-bt），其中y代表黃瓜葉片的相對電導(dǎo)率，t代表不同處理溫度，k為y的最大極限值，a、b為Logistic方程參數(shù)。要求出方程中a、b的具體值，需要將方程進(jìn)行線性化處理，ln{（k-y）/y}＝lna-bt，令y1=ln{（k-y）/y}，則變成轉(zhuǎn)化為相對電導(dǎo)率（y1）與處理溫度（t）的直線方程，通過直線回歸的方法便可求得a、b值及相關(guān)系數(shù)r。差異顯著性分析顯示，均達(dá)顯著水平，說明轉(zhuǎn)化相對電導(dǎo)率（y）與處理溫度（t）之間存在顯著的直線相關(guān)關(guān)系。計算拐點(diǎn)溫度即為半致死溫度，求Logistic方程的二階導(dǎo)數(shù)，并令其等于0，則可獲得曲線的拐點(diǎn)t=lna/b，此時的t值即為半致死溫度（LT50）[6，7]。

由表2可知，品系33-2、75-2、32-2、31-2、11-2、33-1與品系43-2、11-1、76-2、75-1、32-1的半致死溫度存在顯著差異性，品系11-1、76-2、43-2與品系37-1、32-1、75-1存在顯著性差異。20份歐洲型黃瓜品系的r值均達(dá)極顯著水平，方程較好地擬合了“S”型曲線，半致死溫度都超過45℃，范圍在45～51℃。20種歐洲型黃瓜的耐高溫能力由強(qiáng)到弱依次為33-2>75-2>32-2>33-1>11-2>31-2>09-2> 36-2>76-1>36-1>37-2>10-1>35-2>76-2>11-1> 43-2>35-1>75-1>32-1>37-1。其中耐熱性最差的是37-1，半致死溫度為45.82℃；耐熱性最強(qiáng)的是33-2，半致死溫度為50.09℃。

表2 20份歐洲型黃瓜品種的擬合方程參數(shù)、相關(guān)系數(shù)及半致死溫度

3 結(jié)論與討論

隨著全球環(huán)境溫室效應(yīng)的加劇，黃瓜的耐熱性研究越來越受到關(guān)注，而分子生物學(xué)研究方法和技術(shù)手段的飛速發(fā)展，已從生態(tài)學(xué)、生理生化、遺傳分析等方面不同程度地研究了黃瓜耐熱性，但是黃瓜不同生態(tài)型、不同品種（品系）間的耐熱性存在很大差異，因此，黃瓜耐熱性的鑒定成為首要任務(wù)，這對黃瓜耐熱性機(jī)制研究和耐熱品種的選育有重要意義。植物耐熱性鑒定方法各式各樣，有田間直接鑒定、人工模擬直接鑒定和間接鑒定[9]，3種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，互相補(bǔ)充。通過電導(dǎo)法配合Logistic方程擬合，確定半致死溫度來評價植物的耐熱性是常用方法之一。當(dāng)植物組織受到高溫傷害時，細(xì)胞膜會被破壞，膜透性變大，電解質(zhì)滲透率增加，植物細(xì)胞浸提液的相對電導(dǎo)率增大，并且植物組織的相對電導(dǎo)率變化隨著溫度的升高呈“S”型曲線變化，用Logistic方程擬合，求出“S”型曲線的拐點(diǎn)溫度，就能計算出植物組織的高溫半致死溫度（LT50）。本試驗中，20份歐洲型黃瓜葉片高溫處理溫度與相對電導(dǎo)率率之間呈現(xiàn)“S”型曲線，通過顯著性檢驗，符合Logistic方程，為歐洲型黃瓜的大規(guī)模引種馴化提供了科學(xué)依據(jù)。

近年來，學(xué)者們在黃瓜耐熱生理、耐熱性遺傳規(guī)律和耐熱性鑒定方法等方面取得了一定研究成果，但是在黃瓜耐熱種質(zhì)資源資源收集、利用方面還存在不足，在耐熱性與熱害分子機(jī)理方面開展的研究較少，使得黃瓜耐熱種質(zhì)資源資源難以充分利用。下一步應(yīng)該廣泛搜集、引進(jìn)黃瓜耐熱材料，通過多渠道、多途徑選育耐熱品種，深化耐熱栽培技術(shù)研究，解決黃瓜生產(chǎn)上的熱害問題。

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Study on Semi-lethal Temperature and Heat Tolerance of 20 European-type Cucumber Germplasm

ZUO Zhimei1,MU Wanfu1,2,DAN Zhong1,YANG Long1,2,YANG Changkai1,2
(1.Tropical Eco-agriculture Institute,Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Yuanmou 651300; 2.Yunnan Sinong Vegetable Seed Industry Development Co.,Ltd.)

The purpose of this study is to discuss the adaptability difference of different European-type cucumber germplasms to high temperature,and provide theoretical and practical basis for the screening of heat tolerance germplasms and further research on the mechanism of heat tolerance.Taking 20 European-type cucumbers leaves as the materials,six high temperature treatment and one normal temperature treatment(as the control)was carried out,the relative electrical conductivity was calculated by measuring leach liquor conductivity,and the semi-lethal temperature was calculated by fitting the Logistic equation.The results showed that the S curve of the relative electrical conductivity was observed along with the temperature rising,there was a significant linear correlation relation between the relative electrical conductivity and the temperature.By calculating the S curve inflection point,the semi-lethal temperature of 20 European cucumber was found to be between 45-51℃.Among them,LT50of 33-2 was the highest(50.09℃),LT50of 37-1 was the lowest(45.82℃).The heat resistance of the 20 European-type cucumbers followed the order:33-2>75-2>32-2> 33-1>11-2>31-2>09-2>36-2>76-1>36-1>37-2>10-1>35-2>76-2>11-1>43-2>35-1>75-1>32-1>37-1.Therefore, the semi-lethal temperature can be used as a reliable index to evaluate the heat tolerance of the European-type cucumbers.

European-type cucumber;Heat tolerance;Semi-lethal temperature;Relative electrical conductivity

S642.2

A

1001-3547（2016）22-0053-04

10.3865/j.issn.1001-3547.2016.22.019

云南省科技廳重點(diǎn)新品產(chǎn)品開發(fā)（2014BB020）；云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年人才應(yīng)用基礎(chǔ)預(yù)研與國際合作項目（2060302）

左志梅（1989-），女，碩士，研究實習(xí)員，主要從事蔬菜遺傳育種研究，E-mail：710125611@qq.com

楊長楷（1969-），通信作者，男，助理研究員，從事蔬菜新品種引進(jìn)、示范、研究及良種繁育工作，E-mail：sinongyck@126.com

2016-09-28