硅和砧木类型对黄瓜幼苗耐冷性的影响

作     者：聂鑫淼 

作者单位：山东农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：魏珉

授予年度：2021年

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090202[农学-蔬菜学] 

主      题：黄瓜 硅 砧木 嫁接 耐冷性 转录因子 

摘      要：黄瓜（Cucumis sativus L.）是设施栽培的主要蔬菜,不耐低温,对冷敏感。嫁接是提高黄瓜耐冷性的重要农艺技术。但是,采用耐冷性强的黑籽南瓜嫁接黄瓜其果面蜡粉多、商品性下降,因此,生产中以去果面蜡粉能力强的白（黄）籽南瓜为砧木嫁接黄瓜的比例越来越大。研究表明,砧木去果面蜡粉能力与硅吸收分配相关,去果面蜡粉能力强的砧木减少了嫁接黄瓜对硅的吸收。由于硅能促进植物生长,增强对逆境胁迫的抗性,因此,采用去果面蜡粉能力强的砧木嫁接黄瓜减少植株硅吸收通常会导致植株耐冷能力下降,但关于硅和砧木类型影响嫁接黄瓜耐冷性的差异机制缺乏深入研究。为此,本文以‘新泰密刺’自根黄瓜（Z）、去果面蜡粉砧木‘黄诚根2号’嫁接黄瓜（H）和不去果面蜡粉砧木‘云南黑籽南瓜’嫁接黄瓜（Y）为试材,通过加硅和无硅处理,比较幼苗生长量、电解质渗漏率及渗调物质含量、抗氧化系统变化,并结合转录组学分析,揭示砧木类型和硅营养对黄瓜耐冷性的影响,以期为黄瓜优质高效栽培提供理论指导。1.随低温处理时间延长,黄瓜幼苗冷害指数增加,不同硅营养水平和砧木类型间的差异逐渐增大。加硅明显降低了自根和嫁接黄瓜幼苗的受冷害程度,以Z耐冷性提高最明显,H效果最差;无论加硅与否,冷害指数均为ZHY,嫁接提高了黄瓜幼苗的耐低温能力,且Y的作用大于H。砧木提高黄瓜耐冷性的作用大于硅营养。2.与正常生长条件下相比,低温胁迫下黄瓜幼苗的生长受抑,干物质积累量减少。加硅和嫁接均降低了低温下幼苗生长受抑制的程度,嫁接缓解低温胁迫的作用大于硅营养,Y的作用大于H。3.随低温胁迫时间延长,黄瓜的电解质渗漏率（EL）和游离脯氨酸含量不断增加。加硅降低自根和嫁接黄瓜电解质渗漏率,增加脯氨酸含量,以Z变化最明显;与Z相比,H和Y电解质渗漏率较低,脯氨酸含量较高,以Y变化更明显。4.低温逆境下,黄瓜叶片丙二醛含量不断增加,超氧化物歧化酶（SOD）与过氧化氢酶（CAT）活性先升后降,过氧化物酶（POD）活性持续增加。加硅后,嫁接和自根黄瓜的丙二醛含量明显减少,抗氧化酶活性增强;无论加硅与否,丙二醛含量均为ZHY,抗氧化酶活性相反。5.转录组测序获得低温胁迫下Z、H、Y加硅前后的差异表达基因,Z有433个DEGs,其中274个上调、159个下调,H有490个DEGs,其中135个上调、355个下调,Y有368个DEGs,其中85个上调、283个下调。硅诱导的差异表达转录因子MYB44、MYB86、bHLH30、bHLH67、bHLH157、ERF003、ERF54、ERF69、ERF110主要富集在次生代谢、防御反应、脱落酸信号传导、乙烯及生长素介导的信号通路等途径。6.与Z相比,H有412个DEGs,其中264个上调、148个下调,Y有1217个DEGs,其中679个上调、538个下调。嫁接诱导的差异表达基因ABR1、JUB1、bHLH84、TINY主要富集在光合作用、次生代谢、渗透调节、脯氨酸生物合成、抗氧化系统等途径。