外源褪黑素对高温胁迫甜瓜幼苗的缓解效应及耐热基因表达量分析

摘要

【目的】探讨外源褪黑素对高温胁迫甜瓜幼苗的缓解效应及对耐热基因表达水平的影响，为提高设施栽培甜瓜的耐热性提供理论依据。【方法】以‘八里香’薄皮甜瓜幼苗为试验材料，用0（清水）,50,100,150,200和250μmol/L的褪黑素溶液（MT）进行叶面喷施，依次标记为MT0、MT50、MT100、MT150、MT200和MT250,预喷施处理4 d后高温（昼43℃/夜32℃）胁迫4 d,以喷施清水常温（昼32℃/夜20℃）处理为对照（CK）。测算甜瓜幼苗的热害指数、生长指标、光合参数、抗氧化酶活性、脯氨酸及丙二醛含量，筛选出最适外源MT浓度。以筛选出的MT浓度为处理，以喷施清水高温（昼43℃/夜32℃）处理（MT0）、喷施清水常温（昼32℃/夜20℃）处理（CK）为对照，测定HSP70和HSP90基因的表达量，分析MT对甜瓜幼苗耐热性的影响。【结果】喷施外源MT能缓解高温胁迫下甜瓜幼苗出现的萎蔫失水等热害症状。随着MT喷施浓度的增加，各生长指标（株高除外）呈现先上升后下降的变化趋势，与MT0组相比，MT200组甜瓜幼苗的株高、茎粗、根长、鲜质量、干质量分别增加36.73%,22.61%,10.62%,51.85%和28.00%;MT200组甜瓜幼苗热害指数最低，较MT0组降低46.96%。MT200组甜瓜幼苗的蒸腾速率（T_r）、净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）较MT0组分别显著升高545.45%,83.85%和53.85%,胞间CO₂浓度（C_i）较MT0组显著降低26.48%。预喷施MT后，甜瓜幼苗抗氧化酶活性呈不同程度增加，其中MT200组最高，SOD、POD、CAT活性分别比MT0组显著提高69.69%,33.29%和40.94%。甜瓜幼苗丙二醛含量随着MT喷施浓度增加呈现先下降后上升的变化趋势，MT200组最低，与MT0组相比降低59.58%,且与CK差异不显著；脯氨酸含量随着MT喷施浓度增加呈先上升后下降的变化趋势，MT200组Pro含量最高，较MT0组增加225.6%。MT200组甜瓜幼苗HSP70和HSP90基因表达较MT0组显著上调，分别提高1.81和1.13倍。【结论】外源MT对提高甜瓜耐热性有积极作用，可通过调节抗氧化途径及耐热基因表达缓解高温对甜瓜幼苗的伤害，且当喷施浓度为200μmol/L时效果最佳。

关键词

褪黑素(MT) / 高温胁迫 / 甜瓜幼苗 / 抗氧化酶 / 热激蛋白