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不同基因型西瓜(Citrullus lanatus)硼素营养生理的研究

【摘要】: 本研究以西瓜品种“勇士”、“黑美人”和“建籽”为材料,设0,0.05,0.20,0.60mmol·L~(-1)四个硼浓度,砂培研究硼对不同基因型西瓜生长、光合系统和抗氧化系统的影响。主要研究结果如下: 1.硼胁迫降低了3个品种西瓜株高、茎粗和生物产量等。高硼胁迫对西瓜农艺指标的影响大于缺硼胁迫。不同基因型西瓜存在着硼效率差异,3个供试品种中,以“勇士”和“建籽”硼效率为高,“黑美人”硼效率较低。 2.西瓜生长初期缺硼症状不明显,处理15d后才表现出症状,西瓜硼中毒则较早表现症状。缺硼胁迫主要作用于西瓜地上部,尤其是顶端生长点;高硼胁迫首先作用于西瓜的地下部和底部叶片,并逐步向上发展。 3.硼胁迫使西瓜叶片的OEC受到严重损伤,阻碍了水的光解和放氧,影响PSⅡ的反应中心获得电子,非Q_A还原反应中心比例上升。硼胁迫严重伤害了西瓜叶片PSⅡ受体侧,阻碍了反应中心传递电子,非Q_B还原反应中心比例也上升。硼胁迫还阻碍了西瓜叶片的非环式光合电子传递,进而对光合作用的暗反应产生影响,并可能加大了西瓜叶片的假环式光合电子传递,促使生成大量O_2·~-。 4.本研究获得不同浓度硼处理下,西瓜叶片PSⅡ反应中心的能量流动模型,并由此推断出硼胁迫使西瓜光合速率下降是因光合系统的电子传递能力减弱,而叶绿素含量下降可能不是西瓜光合速率下降的主要原因。 5.硼胁迫使西瓜叶片大量产生O_2·~-、H_2O_2,使膜脂发生过氧化反应,引起MDA的积累,进而导致叶片细胞的大量死亡,活性氧的产生也调动了西瓜的抗氧化系统。硼胁迫下西瓜叶片POD和APX活性上升,CAT活性下降,但仍然无法完全抵御硼胁迫带来的活性氧伤害。硼胁迫使3个品种西瓜叶片SOD活性的变化有差异,说明各品种西瓜的抗氧化能力有所不同,其中以“勇士”品种对逆境胁迫抗性较强。 6.硼胁迫使3个品种西瓜叶片的APX、MDAR和GR活性上升,DHAR活性、ASA/DASA和GSH/GSSG的比例下降,AsA-GSH循环被阻碍,加剧了活性氧的积累。因非环式光合电子传递受阻,AsA-GSH循环的最终推动力减少,叶绿体中的AsA-GSH循环减弱,使H_2O_2积累导致暗反应的酶失活,进一步破坏了西瓜叶片的光合能力。

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