不同强度UV-B对黄瓜生长生理及抗坏血酸代谢的影响
UV-B（波长280-320nm）作为一类重要的光质对蔬菜生长发育及产量品质具有显著影响。本实验在人工气候室内进行，以黄瓜9930为实验材料，在黄瓜植株展开第六片真叶开始进行UV-B处理。共设置5个UV-B强度处理:0μW·cm-2(CK)，10μW·cm-2(T1)，20μW cm-2(T2)，30μW·cm-2(T3)，40μW· cm-2(T4)，研究UV-B对黄瓜植株生长、生理及抗氧化系统影响。然后用20μW cm-2 UV-B处理黄瓜植株，以0μW cm-2 UV-B为对照，研究UV-B对植株抗氧化酶活性、AsA含量、AsA代谢酶编码基因表达及酶活性和高强度非特异性(the high fluencenon-specific) UV-B信号通路、低强度特异性(the low fluence specific) UV-B信号通路相关基因表达的影响，探究UV-B调控黄瓜叶片中AsA代谢关键基因及信号通路。 主要试验结果如下: 1、20μW cm-2 UV-B促进黄瓜植株生长。在UV-B处理28d时，与对照相比，20μW·cm-2 UV-B处理茎粗增加13.9％。UV-B处理7d后，20μW·cm-2 UV-B处理对净咒合速率没有影响。 2、20μW·cm-2 UV-B激活黄瓜植株抗氧化酶系统，提高抗坏血酸含量。与对照相比，20μW·cm-2UV-B处理黄瓜叶片中SOD、POD、CAT活性分别升高27.7％、44.7％、42.8％。在20μW cm-2 UV-B处理2h时，黄瓜叶片中AsA、DHA、T-AsA含量分别升高了23.6％、31.5％、46.7％，处理2h后，AsA、DHA、T-AsA含量稳定。 3、UV-B诱导黄瓜肌醇途径中MIOX1、L-半乳糖途径中GLDH2、AsA-GSH循环中GR1、抗坏血酸氧化过程中AO1、AO2、AO-4、APX1和抗坏血酸还原过程中MDHAR2的表达;提高MIOX、GLDH、GR、AO、APX和MDHAR活性。UV-B处理后，肌醇途径中相关基因MIOX1（肌醇加氧酶）表达显著上调，在UV-B处理第1d时，表达量上调100倍;L-半乳糖途径中相关基因GLDH2（L-半乳糖-1，4-内酯脱氢酶）表达显著上调，在UV-B处理第4d时，表达量上调63.4倍;AsA-GSH循环中相关基因GR1（谷胱甘肽还原酶）表达显著上调，最高上调了1.9倍;AsA氧化酶编码基因AO1、AO2、AO-4和AsA过氧化物酶编码基因APX1表达显著上调，最高分别上调了3.9、4.8、21.3和1.7倍;单脱氢抗坏血酸还原酶编码基因MDHAR2表达上调，最高上调了3.1倍。UV-B处理后，MIOX活性显著升高，在UV-B处理4h时，MIOX活性达到最高，升高了1倍;UV-B处理1h后，GLDH活性显著升高，随后活性保持稳定;UV-B处理后，GR活性显著升高，在UV-B处理4h时，GR活性达到最高，升高了6.7倍;UV-B处理1h后，AO活性显著升高，在UV-B处理3h时，AO活性达到最高，升高了1.4倍;UV-B处理1h后，APX活性显著升高，在UV-B处理3h时，APX活性达到最高，升高了83.3％;UV-B处理后，MDHAR活性显著升高，在UV-B处理2h时，MDHAR活性达到最高，升高了8倍。 4、UV-B诱导低强度特异性UV-B信号通路上的相关基因表达。UV-B处理后，低强度特异性UV-B信号通路上的相关基因COP1（constitutive photomorphogenic1基因）、MYB60（MYB转录因子）、UVR8-1（UV-B光受体基因）、UVR8-3(UV-B光受体基因)表达上调，最高分别上调了5.9、7.2、2.2和22.7倍;高强度非特异性UV-B信号通路上的相关基因WRKY30(WRKY转录因子)在UV-B处理1-4h表达上调，其他高强度非特异性UV-B信号通路上的相关基因在整个处理期表达无显著变化。 综上，20μW cm-2 UV-B有利于黄瓜苗期植株的生长发育，诱导黄瓜植株抗氧化酶活性和抗坏血酸含量提高，黄瓜叶片接受UV-B信号后极可能通过低强度特异性UV-B信号通路传递信号，激活L-半乳糖途径中的GLDH2、肌醇途径中MIOX1、AsA-GSH循环中GR1、抗坏血酸氧化途径中AO1、AO2、AO-4、APX1、APX2和抗坏血酸还原途径中MDHAR2来调控AsA代谢。
黄瓜;光质;生长生理;AsA代谢
中国农业科学院
硕士
蔬菜学
余宏军
2017
中文
S642.2
55
2018-01-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）