第 2 期苦瓜（ Momordica charantia L.）又名癩瓜，具有豐富的食用和醫(yī)學(xué)價(jià)值 。近年來，隨著苦瓜市場(chǎng)的發(fā)展，耕種地區(qū)逐漸北移 。但是對(duì)于耐熱 、喜光的苦瓜，冬春季低溫弱光的環(huán)境會(huì)造成苦瓜大量減產(chǎn)，成為阻礙苦瓜生產(chǎn)發(fā)展的重要因素1。在非生物脅迫因子中，低溫脅迫會(huì)嚴(yán)重影響植物正常的生長發(fā)育，可誘導(dǎo)超氧陰離子（O2*-）等氧化自由基的大量積累，從而破壞植物體內(nèi)自由基產(chǎn)生與清除的動(dòng)態(tài)平衡 。啟動(dòng)膜質(zhì)過氧化反應(yīng)，從而破壞細(xì)胞膜的完整性2，導(dǎo)致氧化產(chǎn)物丙二醛（ MDA）積累 。而植株體內(nèi)的抵抗逆境脅迫的抗氧化酶類如過氧化物酶（ POD） 、多酚氧化酶（ PPO）以及超氧化物歧化酶（ SOD）等是保障生理代謝正常的重要酶系統(tǒng) 。劉豐嬌等3研究表明，黃瓜的耐冷性與其抗氧化系統(tǒng)能力的增強(qiáng)密切相關(guān) 。嫁接是能夠提高作物產(chǎn)量 、改善作物品質(zhì) 、克低溫脅迫對(duì)嫁接苦瓜幼苗抗氧化系統(tǒng)的影響王佳楠 ， 商 桑 ， 田麗波*， 周萌萌 ， 潘瓊玉 ， 鄒凱茜 ， 杜卓濤海南大學(xué)熱帶農(nóng)林學(xué)院，海南?？?570228摘 要 為研究低溫脅迫對(duì)嫁接苦瓜幼苗生長及活性氧代謝系統(tǒng)的影響，以翠柳 2 號(hào)苦瓜為接穗，以苦砧 2 號(hào)（黃籽南瓜）和中原共榮（白籽南瓜）為砧木，利用靠接法進(jìn)行嫁接，在人工氣候箱內(nèi)模擬低溫脅迫條件，并對(duì)嫁接苦瓜幼苗的冷害指數(shù)和抗氧化系統(tǒng)的生理生化物質(zhì)活性或含量進(jìn)行測(cè)定 。結(jié)果顯示：在低溫環(huán)境中，苦瓜嫁接苗與自根苗冷害指數(shù)以及抗氧化系統(tǒng)相關(guān)指標(biāo)都會(huì)受到顯著的影響 。低溫脅迫處理苦瓜自根苗的冷害指數(shù)顯著升高，苦瓜嫁接幼苗冷害指數(shù)顯著低于自根苗，說明嫁接可以顯著提高苦瓜幼苗的對(duì)低溫的耐受力 。嫁接苗抗氧化酶活性以及抗氧化物質(zhì)含量明顯高于自根苗，而丙二醛（MDA）含量 、過氧化氫（H2O2）以及超氧陰離子（O2*-）的產(chǎn)生速率則顯著低于自根苗，該結(jié)果說明嫁接能夠降低低溫脅迫所引起的活性氧積累和膜質(zhì)過氧化對(duì)細(xì)胞膜造成的損傷 。研究表明，低溫脅迫下，苦瓜嫁接幼苗的抗氧化酶 、抗氧化劑含量提高，可以維持 AsA-GSH循環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低了 H2O2、MDA 的累積以及產(chǎn)生速率，從而減輕活性氧對(duì)苦瓜幼苗的傷害，保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，增強(qiáng)了苦瓜幼苗的抗低溫能力 。關(guān)鍵詞 低溫脅迫；嫁接；苦瓜；抗氧化系統(tǒng)中圖分類號(hào) S642.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 AEffects of Low Temperature Stress on Antioxidant Systemof Grafted Bitter Gourd SeedlingsWANG Jianan, SHANG Sang, TIAN Libo*, ZHOU Mengmeng, PAN Qiongyu, ZOU Kaixi, DU ZhuotaoCollege of Tropical Agriculture and Forestry, Hainan University, Haikou, Hainan 570228, ChinaAbstract In order to study the effects of low temperature stress on the growth and active oxygen metabolism ofgrafted bitter gourd seedlings, Chui-liu 2 bitter gourd scions were grafted to Bitter Anvil 2 （yellow seed pumpkin）and Zhongyuan co-prosperity （white seed pumpkin） rootstocks The results showed that the cold injury index andthe antioxidant system-related indexes of the grafted seedlings and the self-rooted seedlings were significantlyaffected in the low temperature environment. The chilling injury index of bitter gourd treated by low temperaturewas the highest, which indicated that grafting could effectively improve the tolerability of bitter to low temperature.But the MDA,H2O2, and were the lowest than those of the self-rooted seedlings. The results showed that thecontent of antioxidant enzymes and antioxidant activities were significantly higher than those of self -rootedseedlings under low temperature stress. Studies showed that under low temperature, the antioxidant enzymes andantioxidants in the grafted seedlings of Balsam pear increased tomaintain the stability of AsA-GSH circulatorysystem, and the accumulation of H2O2, MDA and the increase ofproduction rate reduced to alleviate the damage ofreactive oxygen species to bitter gourd seedlings, and to protect the stability of cell membrane, and enhance theability to resist low temperature.Key words low temperature stress; grafting; bitter gourd; antioxidant systemdoi 10.3969/j.issn.1000-2561.2018.02.005收稿日期 2017-08-23 修回日期 2017-10-19基金項(xiàng)目 國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（ No. 31460517、 No. 31660570） 。作者簡介 王佳楠（1992 ），女，碩士；研究方向：園藝植物遺傳育種 。 * 通訊作者（ Corresponding author）：田麗波 （ TIAN Libo），E-mail： faiy7play163.com。熱帶作物學(xué)報(bào) 2018， 39（2）： 237-245Chinese Journal of Tropical Crops第 39 卷熱 帶 作 物 學(xué) 報(bào)服連作障礙的一種最便于操作的方法 。近年來，嫁接已廣泛的應(yīng)用于提高蔬菜作物的抗逆性，包括抵抗鹽4、溫度5、水分6、銅7等脅迫方面的研究 。目前林立金等8、黃興學(xué)等9在對(duì)嫁接苦瓜研究中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過不同品種的砧木與不同品種的接穗嫁接可以有效改善苦瓜品質(zhì)性狀 。伍壯生等10、李大忠等11對(duì)苦瓜砧木進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)了可以提高苦瓜抗逆性的南瓜 、絲瓜等砧木品種 。在嫁接改變植物抗性的分子機(jī)制研究方面，目前也取得了一些初步進(jìn)展 。Stegemann 等12通過研究嫁接煙草發(fā)現(xiàn)，嫁接可以促進(jìn)不同物種間遺傳信息的傳遞，從而為嫁接誘導(dǎo)遺傳變異提供了合理的分子解釋； Nakamura等13發(fā)現(xiàn)使用改造后耐熱番茄做砧木嫁接后，使非耐熱的番茄接穗也獲得了耐高溫特性，并發(fā)現(xiàn)了砧木和接穗間遺傳物質(zhì)的交流 。近年來，在低溫脅迫對(duì)苦瓜生長發(fā)育的影響的研究中，程世強(qiáng)14通過對(duì)低溫脅迫的苦瓜的生理生化影響的研究發(fā)現(xiàn)，低溫會(huì)影響苦瓜幼苗生長，從而導(dǎo)致成苗率降低；陳小鳳等15對(duì)低溫下苦瓜發(fā)芽相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，認(rèn)為發(fā)芽率和種子活力指數(shù)是苦瓜芽期耐冷性鑒定的重要指標(biāo) 。目前有研究提出利用油菜素內(nèi)酯16、外源 NO17等可以緩解苦瓜低溫脅迫 。但低溫脅迫對(duì)嫁接苦瓜幼苗抗氧化系統(tǒng)的影響的研究鮮見報(bào)道 。低溫冷害是限制苦瓜地理分布的重要因素，如何采取合理的措施保證低溫期間苦瓜正常生長發(fā)育是一個(gè)急需解決的問題 。本研究中，以苦砧 2 號(hào)和中原共榮為砧木，以翠柳 2 號(hào)苦瓜為接穗，探討低溫脅迫下嫁接對(duì)苦瓜幼苗的冷害指數(shù) 、抗氧化系統(tǒng)的影響，為深入研究嫁接調(diào)節(jié)苦瓜幼苗抗低溫脅迫的機(jī)制提供理論參考，為耐冷嫁接砧木應(yīng)用到苦瓜抗逆減災(zāi)生產(chǎn)提供依據(jù) 。1 材料與方法1.1 材料接穗品種：翠柳 2 號(hào)苦瓜，由海南大學(xué)熱帶農(nóng)林學(xué)院苦瓜研究組提供，該品種品質(zhì)優(yōu)良，豐產(chǎn)性較好，但是不耐冷 。砧木品種：苦砧 2號(hào)（黃籽南瓜）和中原共榮（白籽南瓜），耐冷性較好，購于海口市金玉華種子公司 。1.2 方法試驗(yàn)于 2015 年 11 月在海南大學(xué)熱帶農(nóng)林學(xué)院教學(xué)基地連棟溫室內(nèi)進(jìn)行 。對(duì) 2 種嫁接砧木和接穗的種子進(jìn)行溫湯浸種催芽處理，種子露白（胚根長1 cm）時(shí)播種 。砧木生長到子葉展開，真葉出現(xiàn)，接穗第一真葉始露時(shí)開始進(jìn)行嫁接 。嫁接方式為靠接法 。設(shè)置自根苗（接穗苦瓜自然生長）作為對(duì)照組，同時(shí)以中原共榮和苦砧 2 號(hào)兩種南瓜砧木分別嫁接翠柳 2 號(hào)苦瓜，共進(jìn)行了 3 組處理，每處理 3 次重復(fù)，每重復(fù) 30 株，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，當(dāng)嫁接幼苗生長至 2 葉 1 心時(shí)，取整齊一致的幼苗置于光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行預(yù)培養(yǎng) 2 d，其中光期 28 處理 14 h/d，暗期 20 處理 10 h/d，光照強(qiáng)度為 2 000 lx。經(jīng)過預(yù)處理之后，進(jìn)行低溫處理，低溫脅迫處理溫度為8 ，光期處理 14 h/d，暗期處理 10 h/d，光照強(qiáng)度為 2 000 lx，低溫脅迫 5 d 后恢復(fù)至常溫 28 /20進(jìn)行緩苗 。根據(jù)前人的研究和預(yù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，以及低溫脅迫下幼苗生長的情況下確定處理后第 0 天 、第 1天 、第 2 天 、第 3 天 、第 5 天測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo) 。每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選 3 株取生長點(diǎn)下完全展開葉片，并對(duì)其抗氧化指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)定指標(biāo)如下：冷害指數(shù)18；過氧化物酶（ POD） 、超氧化物歧化酶（ SOD） 、過氧化氫酶（ CAT） 、多酚氧化酶（ PPO） 、苯丙氨酸解氨酶（ PAL）活性 、丙二醛（ MDA）含量和相對(duì)電導(dǎo)率19；多氧抗壞血酸還原酶（ DHAR）和抗壞血酸過氧化物酶（ APX）活性20；谷胱甘肽還原酶（ GR）活性21，超氧陰離子產(chǎn)生速率的測(cè)定 、過氧化氫（ H2O2）含量的測(cè)定22；還原型抗壞血酸（ AsA）含量23、還原型谷胱甘肽（ GSH）含量24。1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析用 Microsoft Excel 進(jìn) 行 數(shù) 據(jù) 整 理 ， 利 用SPSS17.0 軟件對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果做差異顯著性分析 。2 結(jié)果與分析2.1 低溫脅迫下不同砧木嫁接苗的冷害指數(shù)由圖 1 可知，隨低溫脅迫時(shí)間延長，苦瓜葉片的冷害指數(shù)逐漸升高，與自根苗相比，嫁接苗的冷害指數(shù)升高幅度較小，脅迫 1 d 時(shí)，苦砧 2 號(hào) 、中原共榮冷害指數(shù)無顯著提高，自根苗冷害指數(shù)提高了 21.01，脅迫結(jié)束（5 d） 時(shí)，嫁接苗冷害指數(shù)處理分別為 8.54 、21.23，自根苗為 43.32，脅迫時(shí)間越長，冷害指數(shù)越高，且嫁接苗處理的冷害指數(shù)始終顯著低于對(duì)照自根苗，說明了嫁接處理可以提高苦瓜幼苗的耐冷性，并以苦砧 2 號(hào)嫁接苗的冷害指數(shù)顯著低于中原共榮嫁接苗，說明其耐冷性更好 。2.2 低溫脅迫對(duì)苦瓜嫁接苗抗氧化酶類活性的影響2.2.1 低溫脅迫對(duì)苦瓜嫁接苗多酚氧化酶（ PPO）活性的影響 由圖 2 可知，低溫脅迫處理前嫁接苗的 PPO 活性與自根苗相差不大，隨著低溫脅迫時(shí)間的延長， PPO 的含量均逐漸增加，在 3 d 時(shí)達(dá)到238- -第 2 期 王佳楠等 ：低溫脅迫對(duì)嫁接苦瓜幼苗抗氧化系統(tǒng)的影響高峰后降低，但嫁接處理的升高幅度明顯高于自根苗，尤其是苦砧 2 號(hào)對(duì)低溫脅迫反應(yīng)較快，在第 1天時(shí) PPO 活性就迅速增加，達(dá)到了較高的水平，第 1 天 、第 2 天和第 3 天活性水平差異不顯著 。低溫脅迫 5 d 時(shí)，苦砧 2 號(hào)與中原共榮嫁接苗處理的PPO 含量分別高出自根苗對(duì)照組 9.94 、8.47 。2.2.2 低溫脅迫對(duì)苦瓜嫁接苗過氧化氫酶（ CAT）活性的影響 由圖 3 可知，低溫脅迫時(shí)，苦瓜幼苗葉片中的 CAT 含量發(fā)生了明顯的變化，嫁接苗 CAT活性顯著高于對(duì)照，苦砧 2 號(hào)顯著高于中原共榮嫁接苗 。脅迫時(shí)間繼續(xù)延長，嫁接苗 CAT 含量均快速增加，自根苗的 CAT 出現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)，圖 2 低溫脅迫對(duì)苦瓜嫁接苗 PPO 活性的影響Fig. 2 Changes of PPO activity of bitter gourd seedlings under low temperature stress脅迫結(jié)束（ 5 d）時(shí)，兩組嫁接苗 CAT 含量比自根苗分別高 54.19 、32.26 ，說明在低溫脅迫的情況下，苦砧 2 號(hào)嫁接處理效果優(yōu)于中原共榮嫁接處理以及自根苗對(duì)照組 。2.2.3 低溫脅迫對(duì)苦瓜嫁接苗抗壞血酸過氧化物酶（ APX）活性的影響 由圖 4 可知，低溫脅迫時(shí)，嫁接苗的 APX 活性顯著高于對(duì)照， 1 d 時(shí)，苦瓜幼苗葉片的 APX 含量變化不大，低溫處理時(shí)間至 2d 時(shí)，嫁接組與自根苗的 APX 含量均快速增加，但嫁接苗的 APX 含量增速顯著高于自根苗 。脅迫結(jié)束（ 5 d）時(shí)，兩組嫁接處理 APX 含量比自根苗分別高 54.65 、59.00 。在低溫脅迫的過程中，苦不同小寫字母表示差異顯著（ p<0.05） 。下同 。The small letter means significant difference（ p<0.05） 。 The same as below.圖 1 低溫脅迫下苦瓜幼苗的冷害指數(shù)Fig. 1 Chilling injury index of Momordica charantia L seedlings under low temperature冷害指數(shù)/%-106050403020100處理時(shí)間 /dPPO活性/（Ug-1 ）01 2001 000800600400200處理時(shí)間 /d圖 3 低溫脅迫下苦瓜嫁接苗 CAT 活性變化Fig. 3 Changes of CAT activity of bitter gourd seedlings under low temperature stressCAT活性/（Ug-1 ）045040035030025020015010050處理時(shí)間 /d239- -第 39 卷熱 帶 作 物 學(xué) 報(bào)砧 2 號(hào)與中原共榮嫁接苗之間的 APX 含量始終無顯著差異 。2.2.4 低溫脅迫對(duì)苦瓜嫁接苗超氧化物歧化酶（ SOD）活性的影響 圖 5 可知，低溫處理前，嫁接苗與自根苗 SOD 含量無顯著差異，隨著脅迫時(shí)間的延長，對(duì)照和嫁接苗在第 1 天和第 2 天的 SOD活性快速增加，且自根苗 SOD 活性達(dá)到最高值；脅迫時(shí)間至第 3 天時(shí)，嫁接苗的 SOD 活性達(dá)到最高峰，第 4 天 、第 5 天時(shí)，嫁接苗的 SOD 活性與對(duì)照相比差異達(dá)到顯著水平，脅迫結(jié)束（ 5 d） 時(shí)，兩組嫁接處理 SOD 含量比自根苗分別高 35.12 、32.14，苦砧 2 號(hào)砧木嫁接苗與中原共榮嫁接苗之間 SOD 含量無顯著差異 。2.2.5 低溫脅迫對(duì)苦瓜嫁接苗過氧化物酶（ POD）活性的影響 由圖 6 可知，低溫處理前嫁接苗的POD 活性嫁接苗顯著高于自根苗，低溫脅迫時(shí)間越長， POD 活性逐漸增加，在 3 d 時(shí)達(dá)到高峰后降低，但嫁接處理的升高幅度明顯高于自根苗 。低溫脅迫 5 d 時(shí)，苦砧 2 號(hào)與中原共榮嫁接苗處理的POD 活性顯著高于自根苗 。圖 4 低溫脅迫下苦瓜嫁接苗 APX 活性變化Fig. 4 Changes of APX activity of bitter gourd seedlings under low temperature stress圖 5 低溫脅迫下苦瓜嫁接苗 SOD 活性變化Fig. 5 Changes of SOD activity of bitter gourd seedlings under low temperature stress2.2.6 低溫脅迫對(duì)苦瓜嫁接苗苯丙氨酸解氨酶（ PAL）活性的影響 由圖 7 可知，脅迫處理 1 d 時(shí)，苦瓜幼苗葉片的 PAL 活性快速上升，且嫁接苗升高速度顯著高于自根苗；隨著低溫脅迫時(shí)間的延長，嫁接苗的 PAL 活性均逐漸增加至 3 d 時(shí)達(dá)到高峰后降低，而自根苗在第 2 天時(shí)達(dá)到高峰值后 PAL活性開始降低 。低溫脅迫 5 d 時(shí)，苦砧 2 號(hào)與中原共榮嫁接苗之間無顯著差異，但顯著高于自根苗 。2.2.7 低溫脅迫對(duì)苦瓜嫁接苗多氧抗壞血酸還原酶（ DHAR）活性的影響 由圖 8 可知，脅迫初期，苦瓜幼苗葉片的 DHAR 含量增加，且嫁接苗的DHAR 含量顯著高于自根苗； 2 d 后 DHAR 含量均逐漸降低，但嫁接苗的降低幅度較明顯小于自根苗對(duì)照組，脅迫 5 d 時(shí)兩組嫁接苗的 DHAR 含量比自根苗高 74 、78 。2.2.8 低溫脅迫對(duì)苦瓜嫁接苗谷胱甘肽還原酶（ GR）活性的影響 由圖 9 可知，常溫下，嫁接苗的GR 活性顯著高于自根苗；低溫脅迫處理 1 d 時(shí)，苦砧 2 號(hào)嫁接苗的 GR 活性快速上升，顯著高于自根苗與中原共榮嫁接苗；低溫脅迫時(shí)間越長，嫁接苗的 GR 活性逐漸增加，在 3 d 達(dá)高峰后下降，而自根苗在第 2 天時(shí) GR 活性達(dá)到峰值后開始下降 。低溫脅迫 5 d 時(shí)，苦砧 2 號(hào)與中原共榮嫁接苗的GR 活性分別比自根苗高 77.92 、53.24 ，但 2個(gè)嫁接砧木處理之間 GR 活性無顯著差異 。2.3 低溫脅迫對(duì)苦瓜嫁接苗氧自由基產(chǎn)生速率的影響2.3.1 低溫脅迫對(duì)苦瓜嫁接苗過氧化氫（ H2O2）含量處理時(shí)間 /dAPX活性/（Ug-1 ）02018161412108642SOD活性/（Ug-1 ）035030025020015010050處理時(shí)間 /d240- -第 2 期圖 7 低溫脅迫下苦瓜嫁接苗 PAL 活性變化Fig. 7 Changes of PAL activity of bitter gourd seedlings under low temperature stress圖 8 低溫脅迫下苦瓜嫁接苗 DHAR 活性的變化Fig. 8 Changes of DHAR activity of bitter gourd seedlings under low temperature stress圖 6 低溫脅迫下苦瓜嫁接苗 POD 活性變化Fig. 6 Changes of POD activity of bitter gourd seedlings under low temperature stress的影響 由圖 10 可知，脅迫處理前，嫁接苗 H2O2含量顯著低于自根苗 。隨著低溫脅迫時(shí)間的延長，苦瓜幼苗葉片的 H2O2含量迅速增加，且自根苗的的 H2O2含量始終顯著高于嫁接苗；低溫脅迫 5 d時(shí)，苦砧 2 號(hào)與中原共榮處理的H2O2含量分別比自根苗低 40.24 、41.44 。2.3.2 低溫脅迫對(duì)苦瓜嫁接苗超氧陰離子（ O2*-）產(chǎn)生速率的影響 由圖 11 可知，低溫脅迫初期，自根苗的超氧陰離子（ O2*-）的產(chǎn)生速率快速增加，顯著高于嫁接苗，隨著低溫脅迫時(shí)間的延長， O2*-的產(chǎn)生速率持續(xù)增加 。O2*-產(chǎn)生速率的變化趨勢(shì)與 H2O2含量增加相似，即隨著低溫脅迫時(shí)間的延長而持續(xù)增加，低溫脅迫前期（ 12 d） 2 種嫁接苗的差異不顯著，低溫脅迫后期（ 35 d）中原共榮嫁接苗的產(chǎn)生速率顯著高于苦砧 2 號(hào)嫁接苗，說明苦砧 2 號(hào)作為砧木的嫁接苗在低溫脅迫的情況下對(duì)低溫的耐受性更強(qiáng) 。2.4 低溫脅迫對(duì)苦瓜嫁接苗膜系統(tǒng)的影響2.4.1 低溫脅迫對(duì)苦瓜嫁接苗丙二醛（ MDA）含量的影響 由圖 12 可知，低溫脅迫前嫁接苗的 MDA含量顯著高于嫁接苗，隨著低溫脅迫時(shí)間的延長，MDA 含量均逐漸增加，對(duì)照的 MDA 含量一直顯著高于嫁接苗，且嫁接苗的 MDA 含量升高幅度明顯低于自根苗 。低溫脅迫 5 d 時(shí)， 2 組嫁接處理的MDA 含量比自根苗低 30.49、28.42，但兩組嫁接苗處理間差異不顯著 。2.4.2 低溫脅迫對(duì)苦瓜嫁接苗相對(duì)電導(dǎo)率的影響由圖 13 可知，低溫脅迫下苦瓜幼苗的相對(duì)電導(dǎo)率均在增加，自根苗的相對(duì)電導(dǎo)率迅速增加，一直顯著高于嫁接苗， 2 組嫁接苗的相對(duì)電導(dǎo)率無顯著差POD活性/（Ug-1 ）0500400300200100PAL活性/（Ug-1 ）處理時(shí)間 /d0252015105處理時(shí)間 /dDHAR活性/（Ug-1 ）021.81.61.41.210.80.60.40.2處理時(shí)間 /d0 1 2 3 5王佳楠等 ：低溫脅迫對(duì)嫁接苦瓜幼苗抗氧化系統(tǒng)的影響 241- -第 39 卷熱 帶 作 物 學(xué) 報(bào)圖 12 低溫脅迫下苦瓜嫁接苗 MDA 含量的變化Fig. 12 Changes of MDA content of bitter gourd seedlings under low temperature stress圖 11 低溫脅迫下苦瓜嫁接苗 02*-生成速率的變化Fig. 11 Changes ofcontent of bitter gourd seedlings under low temperature stress圖 10 低溫脅迫下苦瓜嫁接苗 H2O2含量的變化Fig. 10 Changes of H2O2 content of bitter gourd seedlings under low temperature stress圖 9 低溫脅迫下苦瓜嫁接苗 GR 活性的變化Fig. 9 Changes of GR activity of bitter gourd seedlings under low temperature stress異，低溫脅迫 5 d 時(shí)，中原共榮和苦砧 2 號(hào)嫁接苗分別低于自根苗 45.16%、38.70%。2.5 低溫脅迫對(duì)苦瓜嫁接苗抗氧化物質(zhì)的影響2.5.1 低溫脅迫對(duì)苦瓜嫁接苗谷胱甘肽（ GSH）含量的影響 由圖 14 可知，低溫脅迫前，苦砧 2 號(hào)嫁接苗和自根苗苦瓜幼苗葉片中的谷胱甘肽（ GSH）含量差異顯著；低溫脅迫后嫁接苗的 GSH 含量成上升趨勢(shì)， GSH 含量顯著高于自根苗，在第 3 天達(dá)到了最高值后開始下降，而自根苗在第 1 天時(shí)GSH 含量達(dá)到了最高值后開始下降，嫁接苗的降GR活性/（Ug-1 ）03.532.521.510.5H2O2含量/（molg-1 ）054.543.532.521.510.5O2-1生成速率/（molmin-1 g-1 ）處理時(shí)間 /d處理時(shí)間 /d04.543.532.521.510.5242- -第 2 期圖 14 低溫脅迫下苦瓜嫁接苗 GSH 含量的變化Fig. 14 Changes of glutathione content of bitter gourd seedlings under low temperature stress圖 13 低溫脅迫下苦瓜嫁接苗相對(duì)電導(dǎo)率的變化Fig. 13 Changes of relative conductivy of bitter gourd seedlings under low temperature stress低幅度較明顯小于自根苗 。低溫脅迫 5 d 時(shí)，苦砧2 號(hào)與中原共榮處理的 GSH 含量均比自根苗高23.31， 2 個(gè)嫁接砧木處理之間 GSH 含量無顯著差異 。2.5.2 低溫脅迫對(duì)苦瓜嫁接苗還原型抗壞血酸（ AsA） 含量的影響 由圖 15 可知，脅迫初期，苦瓜幼苗葉片的 AsA 含量快速增加，且嫁接苗的AsA 含量顯著高于自根苗，脅迫處理第 3 天時(shí)達(dá)到高峰后降低；而自根苗的 AsA 含量在第 1 天達(dá)到峰值后，開始下降；脅迫結(jié)束（ 5 d）時(shí)，兩組嫁接處理 AsA 含量極顯著高于自根苗，但苦砧 2 號(hào)砧木嫁接苗與中原共榮嫁接苗之間 AsA 含量差異不顯著 。3 討論在逆境中利用嫁接可以誘導(dǎo)植物抗氧化酶基因的表達(dá)，從而提高酶活性水平，增強(qiáng)植物對(duì)逆境的耐受力 。逆境脅迫時(shí)嫁接誘導(dǎo)增強(qiáng)了相關(guān)酶類mRNA 基因表達(dá)速度和強(qiáng)度，誘導(dǎo)了抗性物質(zhì)的產(chǎn)生5。砧木自身具有的較強(qiáng)抗逆性，砧 -穗互作組織結(jié)構(gòu)更適合誘導(dǎo)抗性物質(zhì)的運(yùn)輸，阻斷不利物質(zhì)的運(yùn)輸 。由于嫁接苗的根系具有更好的吸收水分和礦物質(zhì)營養(yǎng)的能力吸收水肥的能力，植株健壯，從而提高植株抗性25。測(cè)定冷害指數(shù)是衡量低溫脅迫產(chǎn)生迫害程度大小的一種方便快捷的鑒定方法，可以用于耐冷性鑒定26。劉慧英等27發(fā)現(xiàn)不同砧木嫁接西瓜幼苗冷害指數(shù)均低于自根苗，在本研究中發(fā)現(xiàn)嫁接苦瓜在遭遇低溫脅迫時(shí)冷害指數(shù)顯著低于自根苗，說明嫁接相對(duì)電率/%0.000.400.350.300.250.200.150.100.05GSH/（mgg-1 ）圖 15 低溫脅迫下苦瓜嫁接苗 AsA 含量的變化Fig. 15 Changes of ascorbic acid content of bitter gourd seedlings under low temperature stressASA含量/（mgg-1 ）王佳楠等 ：低溫脅迫對(duì)嫁接苦瓜幼苗抗氧化系統(tǒng)的影響 243- -第 39 卷熱 帶 作 物 學(xué) 報(bào)可以提高植 株苗期的耐冷性。在逆境脅迫下，植物體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生和清除之間的平衡將被破壞，從而降低植物對(duì)活性氧的調(diào)節(jié)能力?；钚匝踉谥参锛?xì)胞內(nèi)積累從而造成植物細(xì)胞膜受到傷害28， 嫁接可以通過提高活性氧清除能力，從而降低活性氧對(duì)植株的傷害。正常情況下，在利用抗氧化酶系統(tǒng)及其他保護(hù)物質(zhì)為前提，維持自由基在植物體內(nèi)產(chǎn)生與清除的動(dòng)態(tài)平衡，從而降低膜質(zhì)過氧化的傷害29。在本 研究中，低溫脅迫處理時(shí)間越長，苦瓜幼苗中H2O2大 量積累， MDA、相對(duì)電導(dǎo)率含量逐漸增加 。但是與自根苗相比，嫁接處理的 H2O2、和 MDA 含量增加趨 勢(shì)較小。實(shí)驗(yàn)證明，嫁接可以降低低溫脅迫引起的活性氧積累和膜質(zhì)過氧化對(duì)細(xì)胞膜的傷害，這與前人的研究27結(jié)果一 致。植物體內(nèi)存在 2 種保護(hù)系統(tǒng)：第一種是酶促保護(hù)系統(tǒng)，包括 SOD、POD、CAT、APX、GR 和DHAR 等；第二種是非酶促保護(hù)系統(tǒng)，包括抗氧化物質(zhì)，如谷胱甘肽（ GSH）和還原型抗壞血酸（ AsA）等30。在酶 促保護(hù)系統(tǒng)中， SOD 作為保護(hù)植物抗氧化系統(tǒng)的第一道防線，可以將還原成 H2O231。POD、CAT 在植物內(nèi)可以直接清除 H2O2， 它主要功能是清除劑，可以通過它分解為 H2O 和 O2從 而降低活性氧對(duì)植物的傷害32。APX 利用 AsA-谷胱甘肽 -NADPH 循環(huán)，可以將 H2O2還 原為 H2O， 同時(shí)生成的單脫氫抗壞血酸（ MDHA），從而來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn) AsA 再生 。同時(shí)也可被氧化形成 DHA， DHAR催化 DHA 與 GSH 反應(yīng)實(shí)現(xiàn) AsA 再生，同時(shí)生成的 GR 催化 GSSG 還原為成 GSH33。嫁 接可以提高SOD、POD、GR 等抗氧化酶活性，并提高非酶類抗氧化物如 GSH、AsA 含量，幫助植物抵抗由于低溫所造成的氧化損傷。本試驗(yàn)研究中，在低溫脅迫初期，苦瓜幼苗葉片中的抗氧化酶類 PPO、SOD、CAT、POD、APX 、DHAR 和 GR 活性，以及抗氧化物質(zhì) GSH 和 AsA 的含量均逐漸升高，表明了短期低溫不僅能增加細(xì)胞 ROS 水平，而且還能誘導(dǎo)植物建立防御系統(tǒng)。但脅迫時(shí)間過長，活性氧積累增加，植物防御系統(tǒng)遭到破壞，抗氧化酶活性降低， GSH、AsA 等抗氧化劑含量也下降 。與自根苗相比，嫁接處理的抗氧化酶活性及 GSH 和AsA 含量均顯著提高，說明嫁接能提高黃瓜幼苗的抗氧化能力，抑制活性氧的產(chǎn)生和積累 。這與番茄29、茄 子34中 結(jié)果相似 。在王瑞雪35研 究中，耐寒能力強(qiáng)的植物的保護(hù)酶活性在低溫脅迫下植株的抗寒能力先升高后降低，而耐寒能力弱的植物保護(hù)酶活性在植物抗寒性下降或先下降后升高，這與本研究的結(jié)果相同。參考文獻(xiàn)1 杜卓濤，商 桑，田麗波，等. 不同砧木嫁接對(duì)苦瓜幼苗抗冷性的影響J. 熱帶作物學(xué)報(bào)，2016，37 （ 12）： 2 306-2 311.2 李麗杰，顧萬榮，李從鋒，等 . 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