盐低温双重胁迫对甜瓜幼苗生长和叶绿素荧光参数的影响

孙港+路雅顺+李亚+胡克玲

摘 要：为探讨逆境胁迫对甜瓜幼苗叶绿素荧光参数的影响，该文以甜瓜幼苗为试验材料，设置4个不同处理，T1：对照，T2：15℃低温+100mmol/L NaCl，T3：15℃低温，T4：100mmol/L NaCl，研究不同处理条件下与正常情况下甜瓜幼苗的叶绿素SPAD值、叶面积、株高、茎粗及叶绿素荧光参数的变化情况。结果表明：与对照相比，在逆境胁迫下显著降低了叶面积、株高、茎粗等生长指标。盐低温双重胁迫下显著降低了甜瓜幼苗的叶绿素SPAD值，光化学效率（Fv/Fm）、PSII的电子传递速率（ETR）、光化学淬灭（qP）、PSII的实际光量子效率（Y（II）等；而初始荧光（F0）、非光化学淬灭（qN）则显著升高。综上，逆境胁迫抑制了甜瓜幼苗的生长，尤其在低温盐胁迫双重胁迫下对甜瓜幼苗造成光抑制，为甜瓜生产提供理论依据。

关键词：甜瓜；低温胁迫；盐胁迫；双重胁迫；叶绿素荧光参数

中图分类号 S63 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）02-03-0031-04

Abstract：In order to study the effect of stress on growth and chlorophyll fluorescence parameters of melon seedlings，four different treatments were carried out in this experiment using melon seedlings as test materials.As follows：T1：control，T2：15℃+100mmol/L NaCl，T3：15℃，T4：100 mmol/L NaCl.The effects of chlorophyll SPAD，leaf area，plant height，stem diameter and chlorophyll fluorescence parameters of melon seedlings under different treatment conditions were studied.The results showed that the leaf area，plant height and stem diameter were significantly decreased under the stress.Photochemical efficiency（Fv/Fm），electron transport rate（ETR），photochemical quenching（qP），and actual photon quantum efficiency（Y（II））of melon seedlings were significantly reduced under low temperature and salt stress.Initial fluorescence（F0），non-photochemical quenching（qN））were significantly increased.In conclusion，the growth of melon seedlings was inhibited under the stress，especially under the stress of double stress，which provided the theoretical basis for the production of melon.

Key words：Melon；Low temperature；Salt stress；Double stress；Chlorophyll fluorescence parameters

叶绿素荧光技术实现了对植物的无损检测，较好地反应了植物的光合作用，尤其是分析植物逆境条件下的光合功能[1，2]。低温、盐、干旱等逆境对植物的光合作用均有很大的影响，进而影响植物的生长发育[3，4]。目前较多的研究集中在单一逆境对植物生长叶绿素荧光参数的影响，但随着设施栽培的不断发展，设施内反季节低温与土壤盐渍化等问题也逐渐暴露出来，在设施内部极易形成盐低温双重胁迫，造成植物生长发育不良、光合作用下降等问题，导致产品品质劣化和生产效益降低[5]。

甜瓜（Cucumismelo L.）是深受人们喜爱的一种园艺作物[6]，但其对低温、盐等逆境环境较为敏感，尤其是苗期[7]。苗永美[8]和Hu[9]等研究发现在单一的低温和盐胁迫下甜瓜的生长发育受到了显著的影响。而目前有关盐低温双重逆境条件下对甜瓜的影响还少见影响。为此，本文以甜瓜幼苗作为研究对象，通过测量植株的叶绿素SPAD值、叶面积、株高、茎粗以及叶绿素荧光参数，研究盐低温双重胁迫对甜瓜幼苗生长和叶绿素荧光特性的影响，旨在为实际生产中提高甜瓜的抗逆性提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料 试验在安徽农业大学温室进行，本试验以甜瓜品种“金甜蜜”为试验材料，选取没有损伤、颗粒比较饱满的甜瓜种子，将种子置于恒温培养箱内进行催芽，催芽溫度保持在25～28℃，露白后播种于营养钵中，采用基质育苗，营养钵内的基质为蛭石与草炭，按照体积比控制在1∶1。按照正常栽培管理，白天温度25～30℃，夜间温度15～18℃，最大光照强度为600μmol·m-2·s-1。

1.2 试验处理 当甜瓜幼苗3叶1心时，选择生长状况良好，长势一致的植株进行随机分组，并分别进行处理：T1代表对照，T2代表100mmol/L氯化钠（NaCl）+15℃低温处理，T3代表15℃低温处理，T4代表100mmol/L NaCl处理。处理14d后取样测定相关指标。每个处理3次重复。

1.3 指标测定

1.3.1 叶绿素荧光参数的测定 使用叶绿素荧光仪PAM-2100（德国WALZ）测定甜瓜幼苗叶绿素荧光参数。测量前先提前将甜瓜幼苗进行暗处理20min，调试好设备后在遮光情况下，使用叶夹夹住甜瓜幼苗叶片，测定各处理甜瓜叶片的初始荧光（F2）、实际光合速率（Y（Ⅱ））、PSⅡ的最大光化学效率（Fv/Fm）、光化学淬灭参数（qP）、非光化学淬灭参数（qN）、电子传递速率（ETR）。

1.3.2 叶绿素含量测定 用浙江托普便携仪叶绿素测量仪TYS-A测量叶片的叶绿素相对含量。与晴天上午9：00—11：00选择长势一致的植株，测定同一叶位的SPAD值。

1.3.3 叶面积、株高、茎粗的测定 叶面积测量使用浙江托普产的叶面积测量仪YMJ-A测量。夹住待测叶片，按下测量键，然后用夹板夹住叶片慢慢滑动并记录测量数据。株高使用直尺测量。茎粗使用游标卡尺测量。

1.4 数据处理 利用Excel等软件对试验数据进行处理。

2 结果与分析

2.1 盐低温双重胁迫对甜瓜幼苗株高、茎粗、叶面积的影响 由表1可知，与对照相比，株高、茎粗、叶面积在低温、盐和低温盐双重胁迫处理下，均显著降低。其中，茎粗、叶面积在双重胁迫下与单一逆境处理下相比差异显著。此外，低温和盐单一逆境处理相比，株高、茎粗、叶面积3个指标均没有显著差异。表明在本试验条件下逆境处理均对甜瓜幼苗的株高、茎粗、叶面积有较大的影响，其中双重胁迫对其生长发育影响最大。

2.2 盐低温双重胁迫对甜瓜幼苗叶绿素含量（SPAD）的影响 由图1可知，与对照相比，盐低温双重胁迫，显著降低了甜瓜幼苗的SPAD值，但单一的低温和盐胁迫处理，与对照相比没有显著差异。此外，3个逆境胁迫处理之间叶绿素相对含量差异不显著。

2.3 盐低温双重胁迫对甜瓜幼苗PSⅡ实际光量子效率（Y（II））的影响 由图2可知，与对照相比，盐低温双重胁迫和单一低温处理差异显著，其中双重胁迫下与单一低温、单一盐胁迫相比也达到显著差异。

2.4 盐低温双重胁迫对甜瓜幼苗初始荧光（Fo）的影响 由图3可知，单一盐和低温处理以及盐低温双重胁迫处理，与对照相比，均显著提高了甜瓜叶片的Fo，而且T2、T3、T4 3个处理组之间差异不显著。表明低温、盐胁迫、低温加盐胁迫均使甜瓜幼苗PSⅡ反应中心受到破坏。

2.5 盐低温双重胁迫对甜瓜幼苗光化学淬灭系数（qP）的影响 由图4可知，与对照相比，盐低温双重逆境显著降低了盐低温双重逆境下的qP，但单一低温和盐处理qP有所下降，但没有达到差异显著。表明低温、盐胁迫2种逆境条件下均对甜瓜幼苗的qP有一定程度的影响，而盐低温双重胁迫逆境条件下对qP影响较大。

2.6 盐低温双重胁迫对甜瓜幼苗非光化学淬灭（qN）的影响 由图5可知，与对照相比，盐低温双重胁迫显著提高了qN，但单一低温和盐处理对qN没有显著影响。表明盐低温双重胁迫逆境条件下则对甜瓜幼苗的qN有显著影响。

2.7 盐低温双重胁迫对甜瓜幼苗光合电子传递速率（ETR）的影响 由图6可知，在光合电子传递速率（ETR）方面，盐低温双重胁迫处理和单一盐胁迫、单一低温处理，与对照相比，均显著降低了ETR，且T3、T4组与T2组也有差异显著。表明低温、盐胁迫逆境条件下均对ETR有显著影响，而盐低温双重胁迫逆境条件下对光合电子传递速率（ETR）的影响具有叠加效应。

2.8 盐低温双重胁迫对甜瓜幼苗最大光化学效率（Fv/Fm）的影响 由图7可知，在最大光化学效率（Fv/Fm），在逆境胁迫下，均有下降趋势，其中，低温盐双重胁迫和单一的低温胁迫均与对照相比差异显著，此外低温盐双重胁迫均与其他处理达到差异显著。表明低温、盐胁迫逆境条件下均会降低甜瓜幼苗光化学效率，但在本试验条件下，单一逆境低温比单一的盐胁迫对Fv/Fm的影响更大，而盐低温双重胁迫下对甜瓜幼苗光化学效率具有叠加效果，且对PSⅡ伤害更大。

3 讨论与结论

低温、盐胁迫条件对甜瓜幼苗生长发育均具有很大的伤害性影响，而盐低温双重胁迫逆境条件下对甜瓜幼苗生长发育的危害尤其严重。这与逆境胁迫下植物的生长发育受到抑制的结论是一致的[10]。

叶绿素是植物进行光合作用的物质基础[11]。SPAD值与叶绿素总含量呈极显著相关，可以表示叶片叶绿素含量[12，13]。宋廷宇等[11]研究表明甜瓜叶片SPAD值与叶绿素含量呈极显著正相关。本试验中，在盐低温双重逆境胁迫下，SPAD值显著下降，表明在双重逆境胁迫下甜瓜叶片的叶绿素含量显著下降。有研究表明，低温盐双重胁迫处理显著降低了辣椒的叶绿素含量[10]。

在逆境胁迫下，利用叶绿素荧光参数可以判断植物叶片的光系统是否受到损伤[14，15]。Fv/Fm值是PSII最大光化学量子产量，反映了PSII的最大光能转换效率[16]，也是发生光抑制的重要特征[17]。由试验可知，盐低温双重胁迫和单一低温处理下，Fv/Fm值显著下降，说明逆境对光合机构产生了损伤，在单一盐处理，Fv/Fm值虽然略有下降，但与对照相比差异不显著，在这种情况下可能产生了一种光保护机制[10]。同时在本文试验中甜瓜幼苗的初始荧光（Fo）的值均显著上升，表明光合反映中心已经受到了损害。

叶片对激发能到利用情况可以用qN和qP来表示[18]。本文盐低温双重胁迫处理的试验中甜瓜幼苗的qN显著上升，而qP则显著下降，两者在本试验条件下表现了相反的趋势。而甜瓜幼苗的Y（II）的下降，表明了甜瓜幼苗内部的光化學结构中的实际光化学转化效率的下降。ETR反映的是实际光照条件下表观电子传递速率[19]。与植物光合条件的变化密切相关，可将其作为多种逆境胁迫的指示参数对植物光合作用的分析[20]。在本试验中，双重逆境也显著降低了ETR。

综上分析表明，在本试验条件下，盐低温双重逆境下甜瓜幼苗的生长发育受到影响最为严重，而单一低温胁迫下甜瓜幼苗的生长发育所受到的影响次之，单一盐胁迫条件下甜瓜幼苗的生长发育所受到的影响相对最小。因此，在进行甜瓜幼苗的栽培种植中，应尽量避免低温、土壤盐渍化等环境条件，尤其是双重逆境等多重逆境的胁迫，防止逆境对甜瓜叶片光合活性的影响，利用各种措施来调控甜瓜的栽培环境。

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（责编：张宏民）