褪黑素参与野生西瓜砧木调控接穗低温抗性

摘要

为了明确西瓜近缘野生种质TC砧木在提高嫁接西瓜低温耐受性中的作用机制，以西瓜近缘野生种质TC和栽培品种农科大五号（N5）为材料，对其在低温胁迫下的耐受性进行研究。结果表明，低温处理后，TC植株胁迫损伤程度明显低于N5。将TC作为砧木进行嫁接可以显著抑制低温条件下N5接穗中的丙二醛积累和电解质泄漏，提高嫁接苗的抗冷性。同时，低温条件下TC砧木可以诱导接穗中褪黑素含量显著上升。外源褪黑素处理可以提高N5/N5或N5/TC嫁接植株在低温条件下的抗氧化酶活性，褪黑素处理的CBF1表达量与去离子水处理无显著差异，而CBF2和CBF3的表达量是去离子水处理N5/N5植株的7.68和25.71倍，从而减轻低温胁迫对植物造成的损伤。低温胁迫下，TC砧木可以诱导CBF1、CBF2和CBF3的表达；抑制N5/TC中的褪黑素合成，则会抑制低温胁迫下TC砧木对接穗中CBF1、CBF2和CBF3的表达诱导，从而导致低温条件下N5/TC植株的抗冷害胁迫能力下降。综上，低温条件下TC砧木可以通过褪黑素诱导嫁接苗CBF基因表达和抗冷性提高，解析了褪黑素在TC砧木诱导西瓜嫁接苗低温胁迫抗性中的关键作用，研究结果为早春西瓜冷害防治技术的优化提供了优良的砧木选择和技术参考。

关键词

西瓜 / 褪黑素 / 抗冷性 / 嫁接 / 抗氧化酶 / 光合作用

基金资助

国家重点研发计划（2023YFD2300700）; 国家西甜瓜产业技术体系（CARS-25）