钙对低氧胁迫下黄瓜幼苗生长、光合特性和蛋白表达的影响

【摘要】黄瓜(CucumissativusL.)因其生长速度快、产量高、供应期长、经济效益好而成为重要的无土栽培蔬菜作物之一。黄瓜属于耐低氧性较弱的作物,在无土栽培生产中,由于营养液供氧不足和基质“根垫”的形成,导致黄瓜生育受阻和产量降低。许多研究证明利用外源物质可提高作物的低氧胁迫耐性。钙作为植物体内的参与多种生理生化过程和酶活性的调控,促进光合产物的运转,提高光合效率。然而,钙缓解作物低氧胁迫伤害的研究报道较少,对其缓解机理的认识还很缺乏。本研究以对低氧胁迫敏感的黄瓜品种‘中农6号’为材料,采用营养液栽培,研究低氧胁迫下,叶面喷施和营养液添加钙对黄瓜幼苗生长、光合特性和可溶性蛋白表达的影响,,探讨钙缓解黄瓜幼苗低氧胁迫伤害的生理机制。主要结果如下：1.根际低氧胁迫下,与单纯低氧胁迫相比,叶面喷施10mmol·L-1CaCl2或营养液Ca2+浓度提高到8mmol·L-1,黄瓜植株的生物量均显著提高,地上部和根系的生长有所增强,说明外源施钙提高了黄瓜幼苗对低氧胁迫的耐性。但是叶面喷施20mmol·L-1以上CaCl2容易导致叶面损伤和生长受阻,根际营养液Ca2+浓度超过16mmol·L-1以上会导致黄瓜生长势减弱,加速黄瓜衰老及死亡。表明适当浓度的外源钙可以提高植株对低氧胁迫的适应性生长。2.与通气对照相比,根际低氧胁迫降低了黄瓜幼苗叶片的Pn(光合速率)、Gs(气孔导度)、Ci(胞间二氧化碳浓度)和Tr(蒸腾速率)以及Fv/Fm、Fv’/Fm’、ΦPSII、qP和Prate,其中低氧缺钙处理各指标下降幅度最大；qB、L(PFD)和Drate升高,低氧缺钙处理升高幅度最大。叶面喷施10mmol·L-1CaCl2或营养液Ca2+浓度提高到8mmol·L-1显著降低了低氧胁迫下光合荧光各参数的变化幅度,使其接近于对照,表明适宜的钙浓度可有效增强低氧胁迫下黄瓜幼苗的光合作用。3.与通气对照相比,低氧常钙和低氧缺钙处理植株生长和可溶性蛋白含量显著受抑,低氧缺钙处理植株受抑制程度大于低氧常钙处理植株,叶面喷钙和营养液加钙处理可缓解低氧胁迫对黄瓜幼苗生长的伤害,且营养液加钙效果优于叶面喷钙,可提高黄瓜幼苗根系和叶片可溶性蛋白的含量。低氧胁迫下,叶片中分子量约为132.0KD、16.8kD的蛋白以及根系中分子量约为58.0KD的蛋白表达量增强,但是营养液加钙处理减弱了这些蛋白的表达。
【作者】刘刚；
【导师】郭世荣；
【作者基本信息】南京农业大学，蔬菜学，2013，硕士
【关键词】黄瓜；低氧胁迫；Ca2+；光合特性；蛋白表达；

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