低温胁迫对嫁接苦瓜幼苗抗氧化系统的影响

第 2 期苦瓜（ Momordica charantia L.）又名癞瓜，具有丰富的食用和医学价值 。近年来，随着苦瓜市场的发展，耕种地区逐渐北移 。但是对于耐热 、喜光的苦瓜，冬春季低温弱光的环境会造成苦瓜大量减产，成为阻碍苦瓜生产发展的重要因素1。在非生物胁迫因子中，低温胁迫会严重影响植物正常的生长发育，可诱导超氧阴离子（O2*-）等氧化自由基的大量积累，从而破坏植物体内自由基产生与清除的动态平衡 。启动膜质过氧化反应，从而破坏细胞膜的完整性2，导致氧化产物丙二醛（ MDA）积累 。而植株体内的抵抗逆境胁迫的抗氧化酶类如过氧化物酶（ POD） 、多酚氧化酶（ PPO）以及超氧化物歧化酶（ SOD）等是保障生理代谢正常的重要酶系统 。刘丰娇等3研究表明，黄瓜的耐冷性与其抗氧化系统能力的增强密切相关 。嫁接是能够提高作物产量 、改善作物品质 、克低温胁迫对嫁接苦瓜幼苗抗氧化系统的影响王佳楠 ， 商 桑 ， 田丽波*， 周萌萌 ， 潘琼玉 ， 邹凯茜 ， 杜卓涛海南大学热带农林学院，海南海口 570228摘 要 为研究低温胁迫对嫁接苦瓜幼苗生长及活性氧代谢系统的影响，以翠柳 2 号苦瓜为接穗，以苦砧 2 号（黄籽南瓜）和中原共荣（白籽南瓜）为砧木，利用靠接法进行嫁接，在人工气候箱内模拟低温胁迫条件，并对嫁接苦瓜幼苗的冷害指数和抗氧化系统的生理生化物质活性或含量进行测定 。结果显示：在低温环境中，苦瓜嫁接苗与自根苗冷害指数以及抗氧化系统相关指标都会受到显著的影响 。低温胁迫处理苦瓜自根苗的冷害指数显著升高，苦瓜嫁接幼苗冷害指数显著低于自根苗，说明嫁接可以显著提高苦瓜幼苗的对低温的耐受力 。嫁接苗抗氧化酶活性以及抗氧化物质含量明显高于自根苗，而丙二醛（MDA）含量 、过氧化氢（H2O2）以及超氧阴离子（O2*-）的产生速率则显著低于自根苗，该结果说明嫁接能够降低低温胁迫所引起的活性氧积累和膜质过氧化对细胞膜造成的损伤 。研究表明，低温胁迫下，苦瓜嫁接幼苗的抗氧化酶 、抗氧化剂含量提高，可以维持 AsA-GSH循环系统稳定性，降低了 H2O2、MDA 的累积以及产生速率，从而减轻活性氧对苦瓜幼苗的伤害，保护细胞膜结构的稳定性，增强了苦瓜幼苗的抗低温能力 。关键词 低温胁迫；嫁接；苦瓜；抗氧化系统中图分类号 S642.5 文献标识码 AEffects of Low Temperature Stress on Antioxidant Systemof Grafted Bitter Gourd SeedlingsWANG Jianan, SHANG Sang, TIAN Libo*, ZHOU Mengmeng, PAN Qiongyu, ZOU Kaixi, DU ZhuotaoCollege of Tropical Agriculture and Forestry, Hainan University, Haikou, Hainan 570228, ChinaAbstract In order to study the effects of low temperature stress on the growth and active oxygen metabolism ofgrafted bitter gourd seedlings, Chui-liu 2 bitter gourd scions were grafted to Bitter Anvil 2 （yellow seed pumpkin）and Zhongyuan co-prosperity （white seed pumpkin） rootstocks The results showed that the cold injury index andthe antioxidant system-related indexes of the grafted seedlings and the self-rooted seedlings were significantlyaffected in the low temperature environment. The chilling injury index of bitter gourd treated by low temperaturewas the highest, which indicated that grafting could effectively improve the tolerability of bitter to low temperature.But the MDA,H2O2, and were the lowest than those of the self-rooted seedlings. The results showed that thecontent of antioxidant enzymes and antioxidant activities were significantly higher than those of self -rootedseedlings under low temperature stress. Studies showed that under low temperature, the antioxidant enzymes andantioxidants in the grafted seedlings of Balsam pear increased tomaintain the stability of AsA-GSH circulatorysystem, and the accumulation of H2O2, MDA and the increase ofproduction rate reduced to alleviate the damage ofreactive oxygen species to bitter gourd seedlings, and to protect the stability of cell membrane, and enhance theability to resist low temperature.Key words low temperature stress; grafting; bitter gourd; antioxidant systemdoi 10.3969/j.issn.1000-2561.2018.02.005收稿日期 2017-08-23 修回日期 2017-10-19基金项目 国家自然科学基金项目（ No. 31460517、 No. 31660570） 。作者简介 王佳楠（1992 ），女，硕士；研究方向：园艺植物遗传育种 。 * 通讯作者（ Corresponding author）：田丽波 （ TIAN Libo），E-mail： faiy7play163.com。热带作物学报 2018， 39（2）： 237-245Chinese Journal of Tropical Crops第 39 卷热 带 作 物 学 报服连作障碍的一种最便于操作的方法 。近年来，嫁接已广泛的应用于提高蔬菜作物的抗逆性，包括抵抗盐4、温度5、水分6、铜7等胁迫方面的研究 。目前林立金等8、黄兴学等9在对嫁接苦瓜研究中，结果发现通过不同品种的砧木与不同品种的接穗嫁接可以有效改善苦瓜品质性状 。伍壮生等10、李大忠等11对苦瓜砧木进行研究，发现了可以提高苦瓜抗逆性的南瓜 、丝瓜等砧木品种 。在嫁接改变植物抗性的分子机制研究方面，目前也取得了一些初步进展 。Stegemann 等12通过研究嫁接烟草发现，嫁接可以促进不同物种间遗传信息的传递，从而为嫁接诱导遗传变异提供了合理的分子解释； Nakamura等13发现使用改造后耐热番茄做砧木嫁接后，使非耐热的番茄接穗也获得了耐高温特性，并发现了砧木和接穗间遗传物质的交流 。近年来，在低温胁迫对苦瓜生长发育的影响的研究中，程世强14通过对低温胁迫的苦瓜的生理生化影响的研究发现，低温会影响苦瓜幼苗生长，从而导致成苗率降低；陈小凤等15对低温下苦瓜发芽相关指标进行测定，认为发芽率和种子活力指数是苦瓜芽期耐冷性鉴定的重要指标 。目前有研究提出利用油菜素内酯16、外源 NO17等可以缓解苦瓜低温胁迫 。但低温胁迫对嫁接苦瓜幼苗抗氧化系统的影响的研究鲜见报道 。低温冷害是限制苦瓜地理分布的重要因素，如何采取合理的措施保证低温期间苦瓜正常生长发育是一个急需解决的问题 。本研究中，以苦砧 2 号和中原共荣为砧木，以翠柳 2 号苦瓜为接穗，探讨低温胁迫下嫁接对苦瓜幼苗的冷害指数 、抗氧化系统的影响，为深入研究嫁接调节苦瓜幼苗抗低温胁迫的机制提供理论参考，为耐冷嫁接砧木应用到苦瓜抗逆减灾生产提供依据 。1 材料与方法1.1 材料接穗品种：翠柳 2 号苦瓜，由海南大学热带农林学院苦瓜研究组提供，该品种品质优良，丰产性较好，但是不耐冷 。砧木品种：苦砧 2号（黄籽南瓜）和中原共荣（白籽南瓜），耐冷性较好，购于海口市金玉华种子公司 。1.2 方法试验于 2015 年 11 月在海南大学热带农林学院教学基地连栋温室内进行 。对 2 种嫁接砧木和接穗的种子进行温汤浸种催芽处理，种子露白（胚根长1 cm）时播种 。砧木生长到子叶展开，真叶出现，接穗第一真叶始露时开始进行嫁接 。嫁接方式为靠接法 。设置自根苗（接穗苦瓜自然生长）作为对照组，同时以中原共荣和苦砧 2 号两种南瓜砧木分别嫁接翠柳 2 号苦瓜，共进行了 3 组处理，每处理 3 次重复，每重复 30 株，随机区组设计，当嫁接幼苗生长至 2 叶 1 心时，取整齐一致的幼苗置于光照培养箱中进行预培养 2 d，其中光期 28 处理 14 h/d，暗期 20 处理 10 h/d，光照强度为 2 000 lx。经过预处理之后，进行低温处理，低温胁迫处理温度为8 ，光期处理 14 h/d，暗期处理 10 h/d，光照强度为 2 000 lx，低温胁迫 5 d 后恢复至常温 28 /20进行缓苗 。根据前人的研究和预实验的结果，以及低温胁迫下幼苗生长的情况下确定处理后第 0 天 、第 1天 、第 2 天 、第 3 天 、第 5 天测定各项指标 。每个重复随机选 3 株取生长点下完全展开叶片，并对其抗氧化指标进行测量，测定指标如下：冷害指数18；过氧化物酶（ POD） 、超氧化物歧化酶（ SOD） 、过氧化氢酶（ CAT） 、多酚氧化酶（ PPO） 、苯丙氨酸解氨酶（ PAL）活性 、丙二醛（ MDA）含量和相对电导率19；多氧抗坏血酸还原酶（ DHAR）和抗坏血酸过氧化物酶（ APX）活性20；谷胱甘肽还原酶（ GR）活性21，超氧阴离子产生速率的测定 、过氧化氢（ H2O2）含量的测定22；还原型抗坏血酸（ AsA）含量23、还原型谷胱甘肽（ GSH）含量24。1.3 数据统计及分析用 Microsoft Excel 进 行 数 据 整 理 ， 利 用SPSS17.0 软件对统计结果做差异显著性分析 。2 结果与分析2.1 低温胁迫下不同砧木嫁接苗的冷害指数由图 1 可知，随低温胁迫时间延长，苦瓜叶片的冷害指数逐渐升高，与自根苗相比，嫁接苗的冷害指数升高幅度较小，胁迫 1 d 时，苦砧 2 号 、中原共荣冷害指数无显著提高，自根苗冷害指数提高了 21.01，胁迫结束（5 d） 时，嫁接苗冷害指数处理分别为 8.54 、21.23，自根苗为 43.32，胁迫时间越长，冷害指数越高，且嫁接苗处理的冷害指数始终显著低于对照自根苗，说明了嫁接处理可以提高苦瓜幼苗的耐冷性，并以苦砧 2 号嫁接苗的冷害指数显著低于中原共荣嫁接苗，说明其耐冷性更好 。2.2 低温胁迫对苦瓜嫁接苗抗氧化酶类活性的影响2.2.1 低温胁迫对苦瓜嫁接苗多酚氧化酶（ PPO）活性的影响 由图 2 可知，低温胁迫处理前嫁接苗的 PPO 活性与自根苗相差不大，随着低温胁迫时间的延长， PPO 的含量均逐渐增加，在 3 d 时达到238- -第 2 期 王佳楠等 ：低温胁迫对嫁接苦瓜幼苗抗氧化系统的影响高峰后降低，但嫁接处理的升高幅度明显高于自根苗，尤其是苦砧 2 号对低温胁迫反应较快，在第 1天时 PPO 活性就迅速增加，达到了较高的水平，第 1 天 、第 2 天和第 3 天活性水平差异不显著 。低温胁迫 5 d 时，苦砧 2 号与中原共荣嫁接苗处理的PPO 含量分别高出自根苗对照组 9.94 、8.47 。2.2.2 低温胁迫对苦瓜嫁接苗过氧化氢酶（ CAT）活性的影响 由图 3 可知，低温胁迫时，苦瓜幼苗叶片中的 CAT 含量发生了明显的变化，嫁接苗 CAT活性显著高于对照，苦砧 2 号显著高于中原共荣嫁接苗 。胁迫时间继续延长，嫁接苗 CAT 含量均快速增加，自根苗的 CAT 出现先降低后升高的趋势，图 2 低温胁迫对苦瓜嫁接苗 PPO 活性的影响Fig. 2 Changes of PPO activity of bitter gourd seedlings under low temperature stress胁迫结束（ 5 d）时，两组嫁接苗 CAT 含量比自根苗分别高 54.19 、32.26 ，说明在低温胁迫的情况下，苦砧 2 号嫁接处理效果优于中原共荣嫁接处理以及自根苗对照组 。2.2.3 低温胁迫对苦瓜嫁接苗抗坏血酸过氧化物酶（ APX）活性的影响 由图 4 可知，低温胁迫时，嫁接苗的 APX 活性显著高于对照， 1 d 时，苦瓜幼苗叶片的 APX 含量变化不大，低温处理时间至 2d 时，嫁接组与自根苗的 APX 含量均快速增加，但嫁接苗的 APX 含量增速显著高于自根苗 。胁迫结束（ 5 d）时，两组嫁接处理 APX 含量比自根苗分别高 54.65 、59.00 。在低温胁迫的过程中，苦不同小写字母表示差异显著（ p<0.05） 。下同 。The small letter means significant difference（ p<0.05） 。 The same as below.图 1 低温胁迫下苦瓜幼苗的冷害指数Fig. 1 Chilling injury index of Momordica charantia L seedlings under low temperature冷害指数/%-106050403020100处理时间 /dPPO活性/（Ug-1 ）01 2001 000800600400200处理时间 /d图 3 低温胁迫下苦瓜嫁接苗 CAT 活性变化Fig. 3 Changes of CAT activity of bitter gourd seedlings under low temperature stressCAT活性/（Ug-1 ）045040035030025020015010050处理时间 /d239- -第 39 卷热 带 作 物 学 报砧 2 号与中原共荣嫁接苗之间的 APX 含量始终无显著差异 。2.2.4 低温胁迫对苦瓜嫁接苗超氧化物歧化酶（ SOD）活性的影响 图 5 可知，低温处理前，嫁接苗与自根苗 SOD 含量无显著差异，随着胁迫时间的延长，对照和嫁接苗在第 1 天和第 2 天的 SOD活性快速增加，且自根苗 SOD 活性达到最高值；胁迫时间至第 3 天时，嫁接苗的 SOD 活性达到最高峰，第 4 天 、第 5 天时，嫁接苗的 SOD 活性与对照相比差异达到显著水平，胁迫结束（ 5 d） 时，两组嫁接处理 SOD 含量比自根苗分别高 35.12 、32.14，苦砧 2 号砧木嫁接苗与中原共荣嫁接苗之间 SOD 含量无显著差异 。2.2.5 低温胁迫对苦瓜嫁接苗过氧化物酶（ POD）活性的影响 由图 6 可知，低温处理前嫁接苗的POD 活性嫁接苗显著高于自根苗，低温胁迫时间越长， POD 活性逐渐增加，在 3 d 时达到高峰后降低，但嫁接处理的升高幅度明显高于自根苗 。低温胁迫 5 d 时，苦砧 2 号与中原共荣嫁接苗处理的POD 活性显著高于自根苗 。图 4 低温胁迫下苦瓜嫁接苗 APX 活性变化Fig. 4 Changes of APX activity of bitter gourd seedlings under low temperature stress图 5 低温胁迫下苦瓜嫁接苗 SOD 活性变化Fig. 5 Changes of SOD activity of bitter gourd seedlings under low temperature stress2.2.6 低温胁迫对苦瓜嫁接苗苯丙氨酸解氨酶（ PAL）活性的影响 由图 7 可知，胁迫处理 1 d 时，苦瓜幼苗叶片的 PAL 活性快速上升，且嫁接苗升高速度显著高于自根苗；随着低温胁迫时间的延长，嫁接苗的 PAL 活性均逐渐增加至 3 d 时达到高峰后降低，而自根苗在第 2 天时达到高峰值后 PAL活性开始降低 。低温胁迫 5 d 时，苦砧 2 号与中原共荣嫁接苗之间无显著差异，但显著高于自根苗 。2.2.7 低温胁迫对苦瓜嫁接苗多氧抗坏血酸还原酶（ DHAR）活性的影响 由图 8 可知，胁迫初期，苦瓜幼苗叶片的 DHAR 含量增加，且嫁接苗的DHAR 含量显著高于自根苗； 2 d 后 DHAR 含量均逐渐降低，但嫁接苗的降低幅度较明显小于自根苗对照组，胁迫 5 d 时两组嫁接苗的 DHAR 含量比自根苗高 74 、78 。2.2.8 低温胁迫对苦瓜嫁接苗谷胱甘肽还原酶（ GR）活性的影响 由图 9 可知，常温下，嫁接苗的GR 活性显著高于自根苗；低温胁迫处理 1 d 时，苦砧 2 号嫁接苗的 GR 活性快速上升，显著高于自根苗与中原共荣嫁接苗；低温胁迫时间越长，嫁接苗的 GR 活性逐渐增加，在 3 d 达高峰后下降，而自根苗在第 2 天时 GR 活性达到峰值后开始下降 。低温胁迫 5 d 时，苦砧 2 号与中原共荣嫁接苗的GR 活性分别比自根苗高 77.92 、53.24 ，但 2个嫁接砧木处理之间 GR 活性无显著差异 。2.3 低温胁迫对苦瓜嫁接苗氧自由基产生速率的影响2.3.1 低温胁迫对苦瓜嫁接苗过氧化氢（ H2O2）含量处理时间 /dAPX活性/（Ug-1 ）02018161412108642SOD活性/（Ug-1 ）035030025020015010050处理时间 /d240- -第 2 期图 7 低温胁迫下苦瓜嫁接苗 PAL 活性变化Fig. 7 Changes of PAL activity of bitter gourd seedlings under low temperature stress图 8 低温胁迫下苦瓜嫁接苗 DHAR 活性的变化Fig. 8 Changes of DHAR activity of bitter gourd seedlings under low temperature stress图 6 低温胁迫下苦瓜嫁接苗 POD 活性变化Fig. 6 Changes of POD activity of bitter gourd seedlings under low temperature stress的影响 由图 10 可知，胁迫处理前，嫁接苗 H2O2含量显著低于自根苗 。随着低温胁迫时间的延长，苦瓜幼苗叶片的 H2O2含量迅速增加，且自根苗的的 H2O2含量始终显著高于嫁接苗；低温胁迫 5 d时，苦砧 2 号与中原共荣处理的H2O2含量分别比自根苗低 40.24 、41.44 。2.3.2 低温胁迫对苦瓜嫁接苗超氧阴离子（ O2*-）产生速率的影响 由图 11 可知，低温胁迫初期，自根苗的超氧阴离子（ O2*-）的产生速率快速增加，显著高于嫁接苗，随着低温胁迫时间的延长， O2*-的产生速率持续增加 。O2*-产生速率的变化趋势与 H2O2含量增加相似，即随着低温胁迫时间的延长而持续增加，低温胁迫前期（ 12 d） 2 种嫁接苗的差异不显著，低温胁迫后期（ 35 d）中原共荣嫁接苗的产生速率显著高于苦砧 2 号嫁接苗，说明苦砧 2 号作为砧木的嫁接苗在低温胁迫的情况下对低温的耐受性更强 。2.4 低温胁迫对苦瓜嫁接苗膜系统的影响2.4.1 低温胁迫对苦瓜嫁接苗丙二醛（ MDA）含量的影响 由图 12 可知，低温胁迫前嫁接苗的 MDA含量显著高于嫁接苗，随着低温胁迫时间的延长，MDA 含量均逐渐增加，对照的 MDA 含量一直显著高于嫁接苗，且嫁接苗的 MDA 含量升高幅度明显低于自根苗 。低温胁迫 5 d 时， 2 组嫁接处理的MDA 含量比自根苗低 30.49、28.42，但两组嫁接苗处理间差异不显著 。2.4.2 低温胁迫对苦瓜嫁接苗相对电导率的影响由图 13 可知，低温胁迫下苦瓜幼苗的相对电导率均在增加，自根苗的相对电导率迅速增加，一直显著高于嫁接苗， 2 组嫁接苗的相对电导率无显著差POD活性/（Ug-1 ）0500400300200100PAL活性/（Ug-1 ）处理时间 /d0252015105处理时间 /dDHAR活性/（Ug-1 ）021.81.61.41.210.80.60.40.2处理时间 /d0 1 2 3 5王佳楠等 ：低温胁迫对嫁接苦瓜幼苗抗氧化系统的影响 241- -第 39 卷热 带 作 物 学 报图 12 低温胁迫下苦瓜嫁接苗 MDA 含量的变化Fig. 12 Changes of MDA content of bitter gourd seedlings under low temperature stress图 11 低温胁迫下苦瓜嫁接苗 02*-生成速率的变化Fig. 11 Changes ofcontent of bitter gourd seedlings under low temperature stress图 10 低温胁迫下苦瓜嫁接苗 H2O2含量的变化Fig. 10 Changes of H2O2 content of bitter gourd seedlings under low temperature stress图 9 低温胁迫下苦瓜嫁接苗 GR 活性的变化Fig. 9 Changes of GR activity of bitter gourd seedlings under low temperature stress异，低温胁迫 5 d 时，中原共荣和苦砧 2 号嫁接苗分别低于自根苗 45.16%、38.70%。2.5 低温胁迫对苦瓜嫁接苗抗氧化物质的影响2.5.1 低温胁迫对苦瓜嫁接苗谷胱甘肽（ GSH）含量的影响 由图 14 可知，低温胁迫前，苦砧 2 号嫁接苗和自根苗苦瓜幼苗叶片中的谷胱甘肽（ GSH）含量差异显著；低温胁迫后嫁接苗的 GSH 含量成上升趋势， GSH 含量显著高于自根苗，在第 3 天达到了最高值后开始下降，而自根苗在第 1 天时GSH 含量达到了最高值后开始下降，嫁接苗的降GR活性/（Ug-1 ）03.532.521.510.5H2O2含量/（molg-1 ）054.543.532.521.510.5O2-1生成速率/（molmin-1 g-1 ）处理时间 /d处理时间 /d04.543.532.521.510.5242- -第 2 期图 14 低温胁迫下苦瓜嫁接苗 GSH 含量的变化Fig. 14 Changes of glutathione content of bitter gourd seedlings under low temperature stress图 13 低温胁迫下苦瓜嫁接苗相对电导率的变化Fig. 13 Changes of relative conductivy of bitter gourd seedlings under low temperature stress低幅度较明显小于自根苗 。低温胁迫 5 d 时，苦砧2 号与中原共荣处理的 GSH 含量均比自根苗高23.31， 2 个嫁接砧木处理之间 GSH 含量无显著差异 。2.5.2 低温胁迫对苦瓜嫁接苗还原型抗坏血酸（ AsA） 含量的影响 由图 15 可知，胁迫初期，苦瓜幼苗叶片的 AsA 含量快速增加，且嫁接苗的AsA 含量显著高于自根苗，胁迫处理第 3 天时达到高峰后降低；而自根苗的 AsA 含量在第 1 天达到峰值后，开始下降；胁迫结束（ 5 d）时，两组嫁接处理 AsA 含量极显著高于自根苗，但苦砧 2 号砧木嫁接苗与中原共荣嫁接苗之间 AsA 含量差异不显著 。3 讨论在逆境中利用嫁接可以诱导植物抗氧化酶基因的表达，从而提高酶活性水平，增强植物对逆境的耐受力 。逆境胁迫时嫁接诱导增强了相关酶类mRNA 基因表达速度和强度，诱导了抗性物质的产生5。砧木自身具有的较强抗逆性，砧 -穗互作组织结构更适合诱导抗性物质的运输，阻断不利物质的运输 。由于嫁接苗的根系具有更好的吸收水分和矿物质营养的能力吸收水肥的能力，植株健壮，从而提高植株抗性25。测定冷害指数是衡量低温胁迫产生迫害程度大小的一种方便快捷的鉴定方法，可以用于耐冷性鉴定26。刘慧英等27发现不同砧木嫁接西瓜幼苗冷害指数均低于自根苗，在本研究中发现嫁接苦瓜在遭遇低温胁迫时冷害指数显著低于自根苗，说明嫁接相对电率/%0.000.400.350.300.250.200.150.100.05GSH/（mgg-1 ）图 15 低温胁迫下苦瓜嫁接苗 AsA 含量的变化Fig. 15 Changes of ascorbic acid content of bitter gourd seedlings under low temperature stressASA含量/（mgg-1 ）王佳楠等 ：低温胁迫对嫁接苦瓜幼苗抗氧化系统的影响 243- -第 39 卷热 带 作 物 学 报可以提高植 株苗期的耐冷性。在逆境胁迫下，植物体内活性氧的产生和清除之间的平衡将被破坏，从而降低植物对活性氧的调节能力。活性氧在植物细胞内积累从而造成植物细胞膜受到伤害28， 嫁接可以通过提高活性氧清除能力，从而降低活性氧对植株的伤害。正常情况下，在利用抗氧化酶系统及其他保护物质为前提，维持自由基在植物体内产生与清除的动态平衡，从而降低膜质过氧化的伤害29。在本 研究中，低温胁迫处理时间越长，苦瓜幼苗中H2O2大 量积累， MDA、相对电导率含量逐渐增加 。但是与自根苗相比，嫁接处理的 H2O2、和 MDA 含量增加趋 势较小。实验证明，嫁接可以降低低温胁迫引起的活性氧积累和膜质过氧化对细胞膜的伤害，这与前人的研究27结果一 致。植物体内存在 2 种保护系统：第一种是酶促保护系统，包括 SOD、POD、CAT、APX、GR 和DHAR 等；第二种是非酶促保护系统，包括抗氧化物质，如谷胱甘肽（ GSH）和还原型抗坏血酸（ AsA）等30。在酶 促保护系统中， SOD 作为保护植物抗氧化系统的第一道防线，可以将还原成 H2O231。POD、CAT 在植物内可以直接清除 H2O2， 它主要功能是清除剂，可以通过它分解为 H2O 和 O2从 而降低活性氧对植物的伤害32。APX 利用 AsA-谷胱甘肽 -NADPH 循环，可以将 H2O2还 原为 H2O， 同时生成的单脱氢抗坏血酸（ MDHA），从而来进一步实现 AsA 再生 。同时也可被氧化形成 DHA， DHAR催化 DHA 与 GSH 反应实现 AsA 再生，同时生成的 GR 催化 GSSG 还原为成 GSH33。嫁 接可以提高SOD、POD、GR 等抗氧化酶活性，并提高非酶类抗氧化物如 GSH、AsA 含量，帮助植物抵抗由于低温所造成的氧化损伤。本试验研究中，在低温胁迫初期，苦瓜幼苗叶片中的抗氧化酶类 PPO、SOD、CAT、POD、APX 、DHAR 和 GR 活性，以及抗氧化物质 GSH 和 AsA 的含量均逐渐升高，表明了短期低温不仅能增加细胞 ROS 水平，而且还能诱导植物建立防御系统。但胁迫时间过长，活性氧积累增加，植物防御系统遭到破坏，抗氧化酶活性降低， GSH、AsA 等抗氧化剂含量也下降 。与自根苗相比，嫁接处理的抗氧化酶活性及 GSH 和AsA 含量均显著提高，说明嫁接能提高黄瓜幼苗的抗氧化能力，抑制活性氧的产生和积累 。这与番茄29、茄 子34中 结果相似 。在王瑞雪35研 究中，耐寒能力强的植物的保护酶活性在低温胁迫下植株的抗寒能力先升高后降低，而耐寒能力弱的植物保护酶活性在植物抗寒性下降或先下降后升高，这与本研究的结果相同。参考文献1 杜卓涛，商 桑，田丽波，等. 不同砧木嫁接对苦瓜幼苗抗冷性的影响J. 热带作物学报，2016，37 （ 12）： 2 306-2 311.2 李丽杰，顾万荣，李从锋，等 . 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