高温胁迫对番茄幼苗生长及生理代谢的影响

论文摘要

随着温室效应的日益加剧,全球气温不断升高,园艺生产面临着高温胁迫的严峻考验。我国南方的夏秋季,尤其是设施栽培,局部易出现异常高温,严重抑制了作物正常的生长发育,高温胁迫已成为限制夏秋季和设施蔬菜生产的主要因素之一。如何缓解高温胁迫,已成为当务之急,其中培育耐高温品种是重要的途径之一。为此,本文研究了不同番茄品种对高温的生理响应,进而为筛选耐高温品种提供理论依据。本研究以5个番茄品种（‘2583’,‘申粉8号’,‘浦红909’,‘申粉998’和‘粉2号’）为试验材料,研究不同品种在高温条件下种子萌发状况、幼苗生长和生理特性,探讨番茄植株的耐热机理,为筛选耐热品种提供理论基础。主要研究结果如下：1.随着处理温度的升高,各品种番茄种子发芽率显著降低,37℃时已完全抑制了番茄种子的萌发,其中‘浦红909’受抑制程度最大,‘粉2号’则最低；高温胁迫对番茄早期幼苗根系的生长有明显的抑制作用,但对地上部影响不大；高温导致早期幼苗体内O2-产生速率和MDA含量显著增加,SOD、POD和CAT活性显著升高。2.高温胁迫下5个番茄品种幼苗的株高增加,茎粗、鲜重、干重和根冠比显著降低；同时,脯氨酸和可溶性糖大量积累。生物量降低较小的‘粉2号’和‘2583’,其渗透调节物质升高较大,叶片伤害较小；而‘浦红909’的变化则正好相反,‘申粉8号’和‘申粉998’居于中间。3.高温胁迫下番茄幼苗叶片内MDA含量和O2-产生速率增加,SOD、POD、CAT、APX、GR、MDAR和DHAR等抗氧化酶活性均呈先增加后降低的变化趋势；同时,高温导致番茄幼苗叶片内AsA含量显著降低,DHA含量明显升高,AsA/DHA比值降低；GSH含量初期虽有所增加,后期显著低于对照,而GSSG含量逐渐增加,从而导致GSH/GSSG比值下降。不同品种间的变化幅度不同,耐热性强的品种能通过提高抗氧化酶活性及抗氧化物质的含量,有效清除活性氧,降低了膜质过氧化伤害,对高温伤害的恢复能力较强。4.高温胁迫下,番茄幼苗植株叶绿素和类胡萝卜素含量显著降低,净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）及气孔限制值（Ls）均显著下降,而胞间CO2浓度（Ci）和蒸腾速率（Tr）则显著增加。Pn下降伴随着Ci和Tr的升高,说明光合作用的下降是由非气孔因素所引起。高温胁迫对‘粉2号’光合作用的抑制程度明显较其他品种小,且以可逆伤害为主,这可能是其在高温胁迫下生长较好的重要原因之一。5.高温胁迫下,番茄幼苗叶片初始荧光（F0）和非光化学猝灭系数（qN）显著高于对照,而最大荧光（Fm）、潜在活性（Fv/F0）、最大光化学量子产量（Fv/Fm）、光化学猝灭系数（qP）和实际光化学量子产量（Yield）等均显著降低。由此可见,高温下PSⅡ已受到高温胁迫的伤害,反应中心开放部分的比例降低,光合电子链的电子传递速度减弱,而耐热性‘粉2号’和‘2583’变化幅度较小,以可逆失活为主,PSⅡ反应中心受到的伤害较小,说明PSⅡ的稳定性与番茄幼苗的耐热性密切相关。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略词表
• 前言
• 第一章 文献综述
• 第一节 高温胁迫对植物的影响
• 1 高温对植物生长发育及细胞结构的影响
• 1.1 高温对植物种子萌发的影响
• 1.2 高温对植物营养生长的影响
• 1.3 高温对植物生殖生长的影响
• 1.4 高温对植物细胞结构的影响
• 2 高温对植物生理代谢的影响
• 2.1 高温对植物水分生理的影响
• 2.2 高温对植物氮代谢的影响
• 2.3 高温对植物光合作用的影响
• 2.4 高温对植物呼吸作用的影响
• 第二节 植物耐热机制
• 1 抗氧化机制
• 2 渗透调节
• 第二章 高温对番茄种子萌发及早期幼苗生长和活性氧代谢的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验处理
• 1.3 测定指标及方法
• 1.4 统计方法
• 2 结果与分析
• 2.1 不同高温对番茄种子萌发的影响
• 2.2 不同温度对番茄种子发芽指数和发芽势的影响
• 2.3 高温对番茄种子萌发进程的影响
• 2.4 高温对番茄种子活力指数的影响
• 2.5 高温对番茄早期幼苗生长的影响
• 2.6 高温对番茄早期幼苗MDA含量的影响
• 2.7 高温对番茄早期幼苗超氧阴离子产生速率的影响
• 2.8 高温对番茄早期幼苗内抗氧化酶活性的影响
• 3 讨论
• 第三章 高温对番茄幼苗生长和渗透调节物质含量的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验处理
• 1.3 测定方法
• 1.4 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 高温对番茄幼苗生长的影响
• 2.2 高温对番茄幼苗叶片脯氨酸含量的影响
• 2.3 高温对番茄幼苗叶片可溶性糖含量的影响
• 3 讨论
• 第四章 高温对番茄幼苗叶片活性氧代谢的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验处理
• 1.3 测定方法
• 1.4 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 高温对番茄幼苗叶片电解质渗透率的影响
• 2·^-产生速率的影响'>2.2 高温对番茄幼苗叶片O₂·^-产生速率的影响
• 2.3 高温对番茄幼苗叶片MDA含量的影响
• 2.4 对幼苗叶片SOD、POD及CAT活性的影响
• 2.5 高温对番茄幼苗叶片APX、GR、MDAR和DHAR活性的影响
• 2.6 高温对番茄幼苗叶片AsA、DHA及比值的影响
• 2.7 高温对番茄幼苗叶片GSH、GSSG含量及比值的影响
• 3 讨论
• 第五章 高温对番茄幼苗叶片光合作用和叶绿素荧光参数的影响
• 第一节 高温对番茄幼苗叶片色素含量及光合气体交换参数的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验处理
• 1.3 测定方法
• 1.4 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 高温对番茄幼苗叶片光合色素含量的影响
• 2.2 高温对番茄幼苗叶片类胡萝卜素含量的影响
• 2.3 高温对番茄幼苗叶片净光合速率的影响
• 2浓度的影响'>2.4 对气孔导度和胞间CO₂浓度的影响
• 2.5 对蒸腾速率和气孔限制值的影响
• 3 讨论
• 第二节 高温对番茄幼苗叶片叶绿素荧光参数的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验处理
• 1.3 测定方法
• 1.4 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 高温对幼苗叶片暗适应叶绿素荧光特性的影响
• 2.2 高温对番茄幼苗叶片光化学和非光化学猝灭系数的影响
• 2.3 高温对番茄幼苗叶片PS Ⅱ实际光化学量子产量的影响
• 3 讨论
• 全文结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢