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黄瓜(Cucumis sativus L.)热伤害与热适应生理机制及耐热栽培技术研究

缪旻珉

  黄瓜(Cucumis sativus L.)在我国蔬菜周年供应中占有重要地位。黄瓜因其原产于温暖地区,属喜温蔬菜,因此在有关黄瓜周年供应的研究中,国内外学者往往偏重于黄瓜耐低温和冷害机制的研究,而关于黄瓜热伤害及热适应生理机制的报道则相对较少。但是,在我国长江中下游及南方地区的夏季,高温经常给黄瓜生产带来严重影响。为此,开展黄瓜热伤害与热适应生理机制及耐热栽培技术的研究,具有重要的现实意义。黄瓜不同基因型耐热性之间存在显著差异。同一种植物中一种基因型比另一种基因型更耐热,可能具有以下几种机制:1、避热性,2、代谢系统有更高的热稳定性。3、受到热伤害后修复能力更强。那么耐热性较强的黄瓜基因型到底在什么环节上体现了优势?不同生态型的黄瓜所采取的耐热对策是否一样?对这些问题展开研究,将会为选育耐热黄瓜品种和制定黄瓜耐热栽培技术提供最直接的指导依据。黄瓜以果实作为产品器官,黄瓜生殖系统的耐热性直接决定着夏季黄瓜生产的成败,但令人遗憾的是,目前还鲜见关于黄瓜生殖系统热伤害与热适应机理的报道;根据田间初步观察,植株早衰和雌花减少是夏季黄瓜减产的重要原因,但目前关于高温引起黄瓜早衰和雌花减少具体生理机制的研究还很少。所有这些方面,从生产的角度出发,都是黄瓜热伤害与热适应生理的重要组成部分,与单纯研究黄瓜营养系统的热伤害与热适应机理相比,在这些方面展开研究,对生产实践的指导意义无疑会更大。一些资料表明,通过外源施用某些化学物质或生长调节剂可以提高黄瓜的田间耐热性。以黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia Bouche)为砧木的嫁接技术已在冬季黄瓜栽培中大面积推广,其主要原理是利用了黑籽南瓜根系强大的吸水吸肥能力、抗寒力和抗土传病害侵染的能力,因此,嫁接技术对提高黄瓜的耐热性可能也会有帮助。鉴于以上考虑,本文在不同生态型黄瓜的耐热策略、黄瓜生殖生长热伤害与热适应的生理机制、黄瓜高温保护剂和夏季黄瓜嫁接栽培技术等方面进行了的研究,结果如下:1黄瓜不同品种(系)在产量形成方面的耐热方式存在着多样性。与不耐热品种新泰密刺相比,高温下品系EP-6通过较高的雌花节位率和较强的单性结果能力耐热;品系XC-1通过较多的总生长节位和较强的雄蕊及花粉耐热性耐热;品系NY-1则在上述产量形成的诸因子中均有一定的优势从而综合占优。2黄瓜雄蕊对高温的敏感性高于雌蕊。若以萌发率来区分各品种(系)花粉的耐热性,适合的区分温度在40℃左右,若以花粉管生长速度来区分各品种(系)花粉的耐热性,则适合的区分温度在35 oC左右。若在雄花开放前2天每天胁迫3小时,则35C左右是区分不同品种(系)雄蕊耐热性的适合温度。若以每天3小时在开花前连续胁迫二天,黄瓜花柱失去受精能力的临界温度在叩45℃之间,而子房受伤的临界温度在45。50t之间。本试验末发现供试各品种(系)雌蕊耐热性之间存在差异。3 苗期高温对黄瓜产量的影响远大于成株期,在播后10天至50天苗龄范围内,黄瓜遭遇高温的茁龄越小,产量下降就越多。高温减少黄瓜雌花的效应具有后作效果。4 正常温度下生长的黄瓜雄花和雌花对高温最敏感的时期均在花前12一6天。黄瓜各品种(系)的雄花在发育各阶段大小较为接近,但雌花之间差异较大,雌花花芽的相对长度可能是推断其发育阶段的可信指标。5 黄瓜茎尖较低的精胺含量和较高的乙烯释放量能加速植株的衰老进程,较高的腐胺和GA3含量有利于雄花分化,高温通过上述机制加速黄瓜的衰老进程并减少雌花的分化。6正常发育的黄瓜花药在花粉母细跑形成期(阶段1,雄花约lmm时)及单核花粉完成期(阶段2,雄花约smm时)能维持较高的腐肢、精胺、亚精胺含量,在开花期能维持较高的脯氨酸含量,高温使花药发育阶段1、阶段2三种内源多胺含量下降,且使开花期花药和花粉中游离脯氨酸水平下降,这与高温对花药(花粉)发育过程造成伤害关系密切。三种内源多胺在黄瓜花粉萌发过程中都有重要作用,花粉萌发过程中游离脯氨酸的降解利用对花粉管的正常生长具有重要意义,高温可能通过降低花粉萌发期间三种内源多胺的水平及阻碍游离脯氨酸的降解利用抑制花粉管的生长。品系XCA与新泰密刺相比上述诸生理过程受到高温的影响较小,是其花药发育和花粉萌发耐热性较高的重要原因。黄瓜花粉萌发过程中存在着由脯氨酸合成多胺的代谢途径,此代谢途径对于黄瓜花粉的正常萌发可能具有重要惠义。7黄瓜营养生长是高温下黄瓜产量形成的重要生理基础,花粉耐热性不能作为黄瓜耐热材料的筛选指标。高温下生长的黄瓜植株泅叶一心,第二叶)的叶片温度、气孔导度、蒸腾速率和根系干重与黄瓜营养生长耐热性呈极显著线性相关,表明高温下通过蒸腾降温避免高温伤害是黄瓜营养系统耐热的重要机制。……   
[关键词]:黄瓜;高温胁迫;生理机制;栽培技术
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:南京农业大学2000年