黄瓜（Cucumis sativus L.）是我国北方地区设施栽培面积较大的喜温性果菜之一,冬季低温弱光是限制其高产高效的重要因素。同时,随着设施利用年限的增加,土壤次生盐渍化不断加重,影响黄瓜生长发育,导致产量和品质下降。克服低温冷害和连作盐害是当前日光温室黄瓜生产中急需解决的重要课题之一。选择耐低温弱光、耐盐砧木进行嫁接栽培是提高设施栽培黄瓜抗逆性,获得高产高效的有效途径。本试验在收集15个黄瓜嫁接砧木品种并进行耐低温弱光和耐盐性鉴定的基础上,选择耐性不同的砧木嫁接黄瓜,研究嫁接苗对低温弱光(5℃,100μmol·m-2·s-1)和NaCl(100 mmol·L-1)胁迫的生理响应,探讨差异机理,不仅丰富蔬菜嫁接抗逆理论,同时为设施黄瓜生产中合理选择砧木,减轻逆境障碍,提高产量和品质提供依据。主要研究结果如下:
1.采用低温弱光胁迫处理,研究砧木幼苗生长和生理指标的变化,通过建立隶属函数值,并进行主成分回归分析得出:y=1.976 x1（冷害指数隶属函数值）+1.958 x2（叶面积相对增加量隶属函数值）+1.943 x3（叶片电解质渗漏率隶属函数值）+0.176,依据y值大小可以评判不同砧木的耐低温弱光能力。聚类分析结果表明,云南黒籽南瓜、铁力砧为耐低温弱光能力强的砧木,日本新土佐、黒タネ南瓜、青研砧木一号为耐低温弱光能力较强的砧木,改良新土佐一号南瓜、鉄かぶと、ジャスト、輝太郎、エイブル为耐低温弱光能力中等的砧木,火凤凰、シエルパ、グリツプ为耐低温弱光能力较弱的砧木,ときわパヮ-Z、きらめき为耐低温弱光能力弱的砧木。
2.采用苗期NaCl胁迫处理,研究砧木幼苗生长和生理指标的变化,通过建立隶属函数值,并进行主成分回归分析得出,y=1.853 x1（盐害指数隶属函数值）+2.116 x2（株高相对增加量隶属函数值）+1.907 x3（叶面积相对增加量隶属函数值）+0.076,依据y值大小可以评判不同砧木的耐盐能力。聚类分析结果表明,云南黒籽南瓜、铁力砧、日本新土佐、黒タネ南瓜、青研砧木一号为耐盐性强的砧木;鉄かぶと、改良新土佐一号南瓜为耐盐性较强的砧木;ジャスト、輝太郎、エイブル、ときわパヮ-Z、グリツプ、きらめき为耐盐性较弱的砧木,火凤凰、シエルパ为耐盐性弱材料。
3.选择きらめき、火凤凰、铁力砧和云南黑籽南瓜4种耐低温弱光能力不同的砧木嫁接‘新泰密刺’黄瓜,以自根苗为对照,研究了幼苗对5℃低温、100μmol·m-2·s-1弱光胁迫的生长和生理反应,结果表明:嫁接苗株高、叶面积和干物重相对增加量显著高于自根苗;电解质渗漏率和丙二醛含量显著低于自根苗,云南黑籽南瓜嫁接的幼苗最低,其次是铁力砧、火凤凰和きらめき嫁接苗;嫁接苗叶片中脯氨酸含量、净光合速率（Pn）及过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性均显著高于自根苗,云南黑籽南瓜嫁接苗最高,铁力砧居中,火凤凰和きらめき嫁接苗最低。
4.低温弱光胁迫条件下,黄瓜嫁接苗和自根苗叶片中Cu/Zn-SOD、Mn-SOD和CAT基因mRNA相对表达量的变化与相应酶活性的变化相吻合,嫁接苗的基因相对表达量显著高于自根苗,以云南黑籽南瓜和铁力砧嫁接苗最高。APX基因mRNA相对表达量的变化与酶活性变化不完全一致,说明还有其它因素参与了APX活性调控,但嫁接苗的APX基因mRNA相对表达量始终高于自根苗。
5.选择シエルパ、日本新土佐、铁力砧和云南黑籽南瓜4种耐盐能力不同的砧木嫁接‘新泰密刺’黄瓜,以自根苗为对照,研究了100 mmol·L-1NaCl胁迫对幼苗生长和生理代谢的影响,结果表明:NaCl胁迫下,嫁接苗株高、叶面积、干物重受抑制程度显著低于自根苗,电解质渗漏率和丙二醛含量也显著低于自根苗,以云南黑籽南瓜嫁接苗最低,其次是铁力砧、日本新土佐和シエルパ嫁接苗;嫁接苗叶片中脯氨酸、可溶性糖含量及POD、SOD、CAT、APX活性均显著高于自根苗,以云南黑籽南瓜嫁接苗最高,铁力砧和日本新土佐嫁接苗间无显著差异,シエルパ嫁接苗最低。NaCl胁迫后,嫁接苗叶片中Na+含量云南黑籽南瓜<铁力砧<日本新土佐<シエルパ<自根苗;K+含量在云南黑籽南瓜、铁力砧和日本新土佐嫁接苗间差异不大,但均明显高于シエルパ嫁接苗,自根苗含量最低;嫁接苗Na+/K+比值显著低于自根苗,以云南黑籽南瓜嫁接苗最低。
6. NaCl胁迫条件下,黄瓜嫁接苗叶片中Cu/Zn-SOD、Mn-SOD、CAT和APX基因的mRNA相对表达量均高于自根苗,以云南黑籽南瓜嫁接苗最高,シエルパ最低。嫁接苗叶片中Mn-SOD、APX基因mRNA相对表达量的增加是维持较高Mn-SOD和APX活性的重要原因。随NaCl胁迫时间的延长,云南黑籽南瓜、铁力砧嫁接苗的叶片中Cu/Zn-SOD和CAT活性的变化与其mRNA相对表达量保持一致,但シエルパ嫁接苗和黄瓜自根苗的Cu/Zn-SOD和CAT mRNA相对表达量均呈下降趋势,与酶活性变化不完全吻合,说明还有其它因素参与了酶活性的调控。
