低温弱光处理对丝瓜苗期形态的影响

闵子扬 李勇奇 韩小霞 胡新军

（湖南省蔬菜研究所， 长沙 410125）

丝瓜（Luffa cylindrica）为葫芦科丝瓜属一年生攀缘性草本植物，是我国重要的夏季蔬菜作物之一，具有重要的食用和药用价值，我国长江流域及华南地区广泛栽培[1]。丝瓜喜较高温度，耐热性强,生长适宜温度为18～24 ℃，在30 ℃以上也能正常生长，开花坐果期需较高温度，以25～30 ℃适宜,幼苗期低于10 ℃时生长受到抑制。春提早设施栽培能够显著提早丝瓜上市时间，种植效益好，是目前湖南地区的重要栽培方式。湖南地区早春低温寡照天气导致早春栽培的丝瓜幼苗面临冻害、黄化、早期产量低等风险，是目前制约我省丝瓜生产的主要障碍之一[2]，选育耐低温弱光丝瓜新品种已成为当前我省丝瓜产业亟需解决的问题。

近年来，人们已在黄瓜[3]、西瓜[4]、西葫芦[5]、苦瓜[6]、辣椒[7]、番茄[8]等作物的耐低温弱光筛选指标探讨及机理方面做了大量工作，并从不同方面提出了耐低温弱光的综合评价方法。丝瓜耐低温弱光的研究报导较少，目前还没有建立起完善的评价体系，严重制约丝瓜种质资源耐低温弱光性的鉴定和耐低温弱光丝瓜新品种的选育。耐低温弱光鉴定是根据作物对低温弱光的响应进行筛选、评价和归类的过程，既要有合适的筛选方法也要有建立在筛选方法上的量化指标。目前对作物耐低温弱光性的评价大多采用生理指标[9-11]，操作非常复杂，难以大规模利用于种质资源的筛选上，而形态指标则可直观反映出作物对低温弱光逆境的响应，在实际生产应用中意义重大。本研究对10份来自不同地区、不同类型的丝瓜高代自交系进行低温弱光处理，综合评价处理后不同材料的形态变化，探究不同丝瓜材料在苗期的耐低温弱光能力，并初步建立较为可靠的形态指标评价体系，以期为丝瓜种质资源耐低温弱光性评价和新品种选育提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用的10份材料均为高代自交系，由湖南省蔬菜研究所丝瓜课题提供，各材料的类型及来源不同，具体情况如表1所示。

表1 供试材料来源情况统计

1.2 试验方法

试验于2019年3月在湖南省蔬菜研究所长沙示范园进行。选取籽粒饱满、大小均匀一致、无病虫害的丝瓜种子，浸种4 h后置于28 ℃培养箱中催芽，36 h待种子露白后播种于直径9 cm的营养钵中育苗，常规管理。待植株长至2叶1心时，将其置于RDN-800D-4型人工气候箱中进行培养，处理条件参照高山等[6]低温弱光选择鉴定指标并进行适当调整，昼夜温度13 ℃/7 ℃（12 h/12 h）、光照4 000 lx（12 h/12 h），相对湿度80%±5%。每个材料设对照，昼夜温度25 ℃/18 ℃（12 h/12 h）、光照20 000 lx（12 h/12 h），相对湿度80%±5%，处理7 d后随机选取丝瓜幼苗进行相关指标的测定，每个材料测定10株，试验设3次重复。

1.3 测定指标及方法

低温弱光条件下处理7 d后统计各材料受冷害情况，分级标准参照许勇等[12]的方法，计算各材料的冷害指数，其计算公式如下：

冷害指数=∑(冷害级数×该级株数)/(最高冷害级数×调查株数)×100%

其他形态指标测定按如下方法：（1）株高测定：以直尺测定植株根茎部到生长点的距离；（2）茎粗测定：用游标卡尺测量紧贴基质表面处的茎部；（3）叶片数测定：记录完全展开的真叶数；（4）植株鲜质量测定：用百分之一天平称量植株全株鲜质量。

1.4 统计分析

计算各个指标低温弱光处理后的数值与对照条件下的比值，记为相对值，采用Excel 2013软件对数据进行统计。

2 结果与分析

2.1 低温弱光处理对丝瓜幼苗冷害指数的影响

冷害指数能够直接从幼苗的形态上反映出低温胁迫对丝瓜幼苗的伤害程度。如图1所示，不同丝瓜幼苗在低温弱光条件下处理7 d后其冷害指数差异明显，其中S305和S308两种棱丝瓜冷害指数较高，分别为78.1%和80.6%，说明棱丝瓜耐低温弱光能力较弱；S170和S358均来自台湾，但其冷害指数差异显著，S170冷害指数为46.8%，而S358冷害指数为73.1%，冷害指数绝对值相差26.3%，说明即使来自同一生态区域，不同丝瓜材料其耐低温弱光性仍可有较大差异；S200和S335为肉丝瓜类型，该类型丝瓜冷害指数稍低于棱丝瓜，但差异不显著；S56和S370为白丝瓜类型，该类型为南方地区春提早栽培的主要类型，其冷害指数均相对较小，说明白丝瓜可能具有较好的耐低温弱光能力；S86和S275为线丝瓜类型，其冷害指数小于肉丝瓜，但差异不显著，这可能与该类型丝瓜在北方地区广泛栽培有关。

2.2 低温弱光处理对丝瓜幼苗形态指标的影响

低温弱光处理后相关指标的相对值如表2所示，在相对株高上，S370相对株高最大为0.86，S358相对株高最小为0.69，其他材料相对株高差异不明显；S305相对茎粗最小仅为0.54，S170和S370相对茎粗均达0.85，说明低温弱光处理对不同类型材料的相对茎粗影响显著；试验过程中发现各材料相对叶片数无明显差异，但不同材料叶片受低温弱光抑制情况差异显著，白丝瓜材料叶片生长基本正常，而棱丝瓜材料叶片卷曲、黄化，功能叶较少；相对植株鲜质量各材料间差异不明显，但相对比值均小于1，说明低温弱光处理会对丝瓜幼苗的生长有明显的抑制作用。

表2 丝瓜幼苗形态指标的相对值

2.3 丝瓜幼苗耐低温弱光形态指标综合评价

低温弱光条件下处理一段时间后，丝瓜幼苗的形态会发生一系列变化，为更好评价丝瓜幼苗耐低温弱光能力，从外观上对不同受害程度的幼苗进行描述，共分为6级，结果如表3和图2所示。根据建立的分级标准，可将本试验使用的10份材料低温弱光处理后的受害情况进行分级，级数越高表明耐低温弱光能力越差。其中S56和S370为1级， S170为2级，S86和S275为3级，S305、S358、S200和S335为4级， S308为5级。

表3 丝瓜幼苗低温弱光处理后受害情况分级

3 结论与讨论

低温弱光胁迫是制约农业生产和发展的主要影响因素之一，形态指标、生理指标可用于评价植物对低温弱光的耐受性并逐步建立起完善的鉴定体系[13]。本文研究结果表明，低温弱光条件下各丝瓜材料幼苗在株高、茎粗、叶片数、叶片生长情况、植株鲜质量等方面均明显受到抑制，这与前人的研究结论一致[3-6]。本文同时发现材料所处纬度和类型与其耐低温弱光能力有一定相关性，推测高纬度地区材料和白丝瓜类型材料耐低温弱光能力相对较强，后续应加大试验样本数量以进一步验证该推测的准确性。

前人在低温弱光耐受性相关指标的筛选方面已有很多研究，包括形态指标、生理指标等，还有很多学者采用多元数据分析方法，找到了一些评价丝瓜耐低温弱光能力的关键指标[14]。本试验首先研究了低温弱光处理后不同丝瓜材料冷害指数之间的差异，发现不同类型丝瓜材料耐低温弱光能力差异显著，白丝瓜类型材料耐低温弱光能力较强，棱丝瓜类型材料耐低温弱光能力较弱。通过对低温弱光处理7 d后各材料的相对株高、茎粗、叶片数、鲜质量含量等指标的观测，发现低温弱光会明显抑制丝瓜幼苗的生长。本试验还对丝瓜幼苗耐低温弱光的形态指标进行了综合评价，将丝瓜幼苗低温弱光处理后的受害症状分为6级并对每个级别的具体情况进行了综合描述，这为后期筛选耐低温弱光丝瓜种质资源提供重要借鉴。

前人研究结果表明，低温弱光对苗期株高、茎粗、叶片数、鲜质量等生物学性状，以及叶片电导率、光合作用强度、MDA 含量、有关酶活性等生理指标均有影响[15-17]，本试验同样发现低温弱光处理后丝瓜幼苗的形态指标会发生明显变化，但没有进一步对相关生理指标进行测定，也没有对相关数据进行多元统计分析，这将是下一步研究的重点。同时，本试验只探究了丝瓜幼苗在人工智能气候箱中的耐低温弱光情况，但丝瓜春提早或大棚栽培过程中，丝瓜生长环境复杂、影响因子较多，因此有必要在自然条件下对丝瓜整个生育期的耐低温弱光性进行验证和评价。