瓜类蔬菜耐低温性评价与调控研究进展.pdf

园艺学报， 2018， 45 (9)： 1761 1777. Acta Horticulturae Sinica   doi： 10.16420/j.issn.0513-353x.2018-0028； http： /www. ahs. ac. cn                                                 1761 收稿日期 ： 2018 07 13； 修回日期 ： 2018 09 06 基金项目 ： 国家现代农业产业技术体系建设专项资金项目（ CARS-25） ；沈阳市重点研发项目（ 17-143-3-00）  * 通信作者  Author for correspondence（ E-mail： hyqiaaa126.com）  瓜类蔬菜耐低温性评价与调控研究进展  李  猛，吕亭辉，邢巧娟，齐红岩*（沈阳农业大学园艺学院，设施园艺省部共建教育部重点实验室，北方园艺设施设计与应用技术国家地方联合工程研究中心（辽宁） ，沈阳  110866）  摘  要： 从种子活力、苗期形态和生理生化等方面综述了瓜类蔬菜耐低温性评价的研究现状，进一步论述了瓜类蔬菜耐低温的生理基础和功能基因的鉴定，并从育种、农艺措施和外源物质施用等方面论述了提高瓜类蔬菜耐低温能力的有效途径，以期为建立瓜类蔬菜耐低温性科学快速的鉴定体系和解决生产中低温冷害问题提供参考。  关键词： 瓜类蔬菜；低温；评价体系；抗寒机理；调控措施  中图分类号： S 642       文献标志码： A        文章编号： 0513-353X（ 2016） 09-1761-17 Research Progress on Evaluation and Regulation of Chilling Tolerance in Cucurbitaceous Vegetables LI Meng， L Tinghui， XING Qiaojuan， and QI Hongyan*（ College of Horticulture， Shenyang Agricultural University， Key Laboratory of Protected Horticulture， Ministry of Education， Northern National & Local Joint Engineering Research Center of Horticultural Facilities Design and Application Technology（ Liaoning） ， Shenyang 110866， China）  Abstract： This paper summarizes the evaluation status of chilling tolerance of cucurbitaceous vegetables from seed vigor， seedling morphological and physiological and biochemical indicators. Furthermore， the physiological basis and the identification of functional genes of chilling tolerance of cucurbitaceous vegetables are discussed. Finally， effective ways to improve the low temperature tolerance of cucurbitaceous vegetables by breeding， agronomic measures and exogenous substance application are elaborated. The objective of this review is to provide reference for further constructing scientific and rapid evaluation system of chilling tolerance and solving the problem of chilling damage in cucurbitaceous vegetables production. Keywords ： cucurbitaceous vegetables ； low temperature ； evaluation system ； cold resistant mechanism； regulation measure 低温是危及植物生长发育，限制其地理分布和生产力的主要环境因子之一（ Barrerogil et al.，2016） 。然而植物在长期进化过程中从形态、生理和生化等方面形成了复杂的防御和适应机制（ Ruelland et al.， 2009；付晨熙  等， 2016） 。瓜类蔬菜多起源于热带和亚热带地区，属于冷敏感植物，极不耐寒（中国农业科学院郑州果树研究所， 2000；程智慧， 2010） 。而瓜类蔬菜是中国主要的  Li Meng， L Tinghui， Xing Qiaojuan， Qi Hongyan. Research progress on evaluation and regulation of chilling tolerance in Cucurbitaceous vegetables. 1762                                                                     Acta Horticulturae Sinica， 2018， 45 (9)： 1761 1777. 蔬菜作物。据联合国粮农组织（ FAO）统计， 2016 年中国瓜类蔬菜（黄瓜、小黄瓜、甜瓜、南瓜、西葫芦、葫芦和西瓜）收获面积达 395.3 万 hm2，总产量为 1.65 亿 t。近年来，中国设施瓜类蔬菜栽培面积和产量逐年上升， 2013 年设施黄瓜种植面积达到 70 万 hm2，占设施蔬菜播种面积的 19%，仅次于番茄（李天来， 2016） 。但中国设施结构简单，以拱棚和地膜覆盖为主，在促早、延后和错季栽培中极易遭受低温危害。低温抑制瓜类蔬菜种子萌发和根系生长，导致生理障碍，开花延迟，增大化瓜、畸形果、僵化果的比率，同时阻碍果实养分合成、运输，造成品质和产量下降（郝敬虹  等，2009；王红飞  等， 2016） 。  作物的耐低温性主要受遗传因素影响（ Wijewardana et al.， 2015） 。目前，已有学者从形态指标、生理生化指标和不同生育阶段（芽期，苗期等）建立了瓜类蔬菜耐低温评价体系。通过评价体系可准确筛选出耐低温材料，为研究瓜类蔬菜耐低温机制奠定基础，进而提出解决生产中低温危害的有效措施。本文总结了前人在瓜类蔬菜耐低温评价、机理和调控方面的研究成果，以期为解决瓜类蔬菜生产中低温冷害问题提供参考。 1  瓜类蔬菜耐低温性评价  1.1  种子活力鉴定  瓜类蔬菜耐低温性评价主要集中在种子萌芽期或苗期，主要以种子活力、苗期形态和生理生化指标为依据。但是不同瓜类蔬菜耐低温性差异较大，需要筛选适宜的鉴定温度。黄瓜和西瓜芽期适宜的鉴别温度为 15 （王薇薇  等， 2014；王红飞  等， 2016） 。陈小凤等（ 2017a）指出 20 下的发芽率和种子活力指数是鉴定苦瓜耐低温性的重要指标。甜瓜由于其类型多样，目前芽期适宜的鉴别温度尚不统一。周峰（ 2012）指出 15 可作为甜瓜芽期耐低温性的鉴定温度。武雁军（ 2007）认为 16 是鉴定厚皮甜瓜的适宜温度。姚雪（ 2016）则认为 16 可用于筛选甜瓜强耐冷材料，而芽期鉴定的理想温度为 18 。刘宏宇等（ 2016）则以 18 下发芽参数对甜瓜耐低温性进行了评价。  综上可知， 不同瓜类蔬菜芽期适宜的鉴别温度不同， 但变化幅度较小， 15 可以作为参考温度。值得注意的是，在进行某一类瓜类蔬菜芽期鉴定时应选择具有代表性的或者核心种质资源，也可根据实际需要建立适于某一类型或局部地区的评价体系。  1.2  苗期形态鉴定  植物在长期进化过程中通过组织形态、解剖结构及超微结构的演化形成了最佳构型以适应逆境（曹慧明  等， 2010） 。西葫芦（安福全  等， 2011）和西瓜（范小玉， 2012）受低温弱光影响，叶片厚度和栅海比变小，栅栏组织疏松，海绵组织胞间隙增大，呈无序状态；此外，西葫芦叶片表皮细胞和气孔的直径、密度缩小，而西瓜表皮细胞无明显变化。高青海等（ 2016b）研究发现，薄皮甜瓜根系鲜质量、根长、叶片数、根表面积和根投影面积的相对值可作为其鉴定耐低温弱光的指标，周亚峰等（ 2017）认为地上部鲜质量和根干质量对甜瓜的耐低温性具有显著影响。  短期内将作物直接暴露在低温下，其出苗率、存活率和冷害指数或耐冷指数可作为耐低温性评价指标。徐小军等（ 2015）在冬春季使甜瓜在田间自然受冷，通过幼苗的耐冷指数反映耐低温性。王红飞等（ 2016）人工模拟低温，通过寒害指数和恢复指数初步确立了鉴定黄瓜耐低温性的方法。  目前关于人工模拟低温下研究瓜类蔬菜耐冷指数和表观形态的报道较多，而以组织解剖结构和超微结构评判耐低温性的报道较少。  李   猛，吕亭辉，邢巧娟，齐红岩 . 瓜类蔬菜耐低温性评价与调控研究进展 . 园艺学报， 2018， 45 (9)： 1761 1777.                                                                                  1763 1.3  苗期生理生化指标鉴定  植物响应低温的生理生化反应主要体现为电解质渗透率、丙二醛、可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸、内源激素含量和抗氧化系统包括超氧化物歧化酶（ SOD） 、过氧化物酶（ POD）和过氧化氢酶（ CAT）活性等的变化（ Yadav， 2010； Rihan et al.， 2017） 。  苦瓜苗期鉴定适宜的取材时期为 10 处理 10 d（陈小凤  等， 2017b） 。西瓜苗期在昼 /夜温度15 /10 条件下的净光合速率、叶绿素 a 和 b 的比值及丙二醛含量等均可作为筛选耐冷材料的指标（王薇薇  等， 2014） 。黄瓜苗期鉴定首选指标是电解质渗透率、可溶性糖、游离脯氨酸和 CAT 活性（李晓明， 2006） ，而甜瓜为游离脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白，叶绿素含量和根系活力为备选指标（徐小军  等， 2015） 。姚雪（ 2016）根据 4 处理 8 h 或 7 处理 16 h 试验，进一步结合芽期参数确定了相对发芽势、相对发芽指数、丙二醛和可溶性糖为 4 个首选评价指标。周亚峰等（ 2017）认为 SOD、 POD 活性和游离脯氨酸对甜瓜的耐低温性具有显著影响，但是 SOD 和 POD 活性与耐低温性呈负相关。关于抗氧化酶作为耐低温性鉴定指标在黄瓜和甜瓜上均有争议（逯明辉  等， 2004；李晓明， 2006；徐小军  等， 2015） ，可能与抗氧化酶系的变化与低温处理的时长和程度有关，因此，徐小军等（ 2015）认为抗氧化酶活性在低温冷害条件下变化复杂，不宜作为耐低温性鉴定的指标。  综上，电解质渗透率、丙二醛和可溶性糖等渗透调节物质是生理生化指标鉴定中的首选指标，但应当注意，单一指标并不能准确地反映低温胁迫对幼苗的影响，且不同指标在不同评价体系中的重要程度不尽相同，引入过多指标则会减少变量的自由度，加大试验误差（王红飞  等， 2016） 。因此，需要对众多指标进行初筛或赋予相应权重，如采用主成分分析法、权重法和灰色关联度分析法等，再结合科学的评价方法如隶属函数法、回归分析法等进行综合评价体系的建立（刘宏宇  等，2016） 。  2  瓜类蔬菜耐低温的生理基础和分子机制  2.1  生理基础  2.1.1  膜系统组分变化 膜系统中不饱和脂肪酸的含量、磷脂双分子层的流动性和膜结构的稳定性是植物抵御低温伤害的“门户” ，细胞膜中不饱和脂肪酸含量越高，耐低温性越强。脂肪酸去饱和酶（ FAD）可将不饱和双键引入饱和脂肪酸，提高低温下植物膜系统的稳定性（ Gupta et al.， 2013；李永华  等， 2015） 。厚皮甜瓜果实脂肪酸主要由 3 种饱和脂肪酸（棕榈酸、棕榈烯酸和硬酯酸）和 4 种不饱和脂肪酸（油酸、反式亚油酸、亚油酸和亚麻酸）组成，约占膜脂脂肪酸总量的 95%以上，其中亚油酸和亚麻酸的相对含量越高，甜瓜果实耐低温性越强（张婷  等， 2015） 。黄瓜中共有 23 个 CsFAD 基因，其中多数成员在叶片中受低温胁迫诱导后上调表达（ Dong et al.， 2016a） ； 低温可抑制黄瓜根系 FAD基因 CsFAB2.1、 CsFAB2.2 和 CsFAD5 的表达，通过外施水杨酸（ SA）可以解除低温对 FAD 活性的抑制，促进 FA Ds 基因的表达，从而提高黄瓜的耐低温性（董春娟  等， 2017） 。  2.1.2  内源激素/信号物质调动 水杨酸（ SA）可通过调节质外体蛋白和抗氧化酶活性提高植物的耐低温性（李亮， 2013； Dong et al.， 2016b） ，也可诱导瓜类蔬菜幼苗叶片和根系 FAD 基因表达，提高脂肪酸不饱和度，从而提高幼苗耐低温性 （曹宁  等， 2016； 董春娟  等， 2017） 。 低温下内源 SA 主要通过苯丙氨酸解氨酶 （ PAL）途径大量积累，并通过氧化还原信号（ Redox） -CBF（ C repeat binding facter）途径调控西瓜对低温Li Meng， L Tinghui， Xing Qiaojuan， Qi Hongyan. Research progress on evaluation and regulation of chilling tolerance in Cucurbitaceous vegetables. 1764                                                                     Acta Horticulturae Sinica， 2018， 45 (9)： 1761 1777. 的响应（高敏， 2016） 。植物体内多胺通过离子键、氢键、疏水基和其他非共价键与核酸、蛋白和带电磷脂结合，防止生物膜脂质过氧化和蛋白水解，在保持膜稳定和构建类囊体膜中起重要作用，最终改善植物抗性（ Pottosin & Shabala， 2014） 。耐冷甜瓜品种果实中多胺含量（尤其是腐胺和精胺）和膜稳定性显著高于冷敏感品种（ Zhang et al.， 2017a） 。  2.1.3  活性氧清除系统启动防御 低温胁迫使植物体内活性氧积累，活性氧清除系统启动防御，主要通过抗氧化酶和抗坏血酸谷胱甘肽循环（ AsA-GSH）加快活性氧清除，减少其对细胞的损伤。一般情况下，短期低温胁迫会导致多种抗氧化酶活性升高。但随着胁迫程度的加大和时间的延长其活性将受到抑制，因此多数情况下抗氧化酶活性呈现先升高后降低的趋势。  研究表明，在低温胁迫前期，甜瓜 POD、 SOD、 APX 活性上升， CAT 活性下降；胁迫 24 h 后，除 POD 活性仍持续上升外，其他酶活性基本呈下降趋势（赵春梅  等， 2014） 。低温和弱光可使西瓜幼苗叶片中    和 H2O2产生速率增加，导致抗坏血酸过氧化物酶（ APX） 、谷胱甘肽还原酶（ GR）和 POD 活性显著升高， SOD 活性下降（韩兰兰， 2016） 。研究表明，苦瓜和冬瓜 SOD 基因的不同表达模式与冷胁迫响应直接相关，且与苦瓜相比，冬瓜 SOD 活性的升高对适应冷胁迫的作用较大（ Chiang et al.， 2014； Do et al.， 2018） 。  2.1.4  渗透调节物质积累 渗透调节物质包括无机离子（ K+、 Ca2+和 Mg2+等）和有机物质（可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸）两大类。在瓜类蔬菜中研究较多的无机离子为 Ca2+。液泡是黄瓜细胞内的主要钙库，同时细胞间隙也存在较多的 Ca2+。低温可诱导质膜内侧 Ca2+明显增加，同时液泡内 Ca2+逐渐集中，并趋向液泡膜内侧（张红  等， 1997） 。最近的研究表明，低温可诱导黄瓜 Ca2+信号转导相关基因 CaM、CIPK5 的表达（吴帼秀  等， 2017） 。低温可诱导植物细胞内蔗糖、果糖、葡萄糖及半乳糖等小分子可溶性糖含量增多，从而提高细胞液浓度，维持细胞渗透势和降低细胞液冰点以增强植物的耐低温性（ Theocharis et al.， 2012） 。可溶性蛋白亲水性较强，能增强细胞的持水能力，可防止细胞结冰而发生冻害。游离脯氨酸可作为渗透调节物质维持细胞结构，提高蛋白可溶性，维持膜结构稳定性以及酶的功能来减少低温伤害（ Fedotova & Dmitrieva， 2016） 。研究表明，耐低温性弱的甜瓜幼苗中可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸含量均低于耐低温性强的种质（徐小军  等， 2015） 。低温可诱导黄瓜肌醇半乳糖苷合成酶（ GolS）基因 GolS 、 GolS  和水苏糖合成酶（ STS）基因 CsSTS 上调表达，调动 GolS、 STS 活性升高，同时叶肉细胞内蔗糖、肌醇半乳糖苷、棉子糖、水苏糖含量上升，以响应低温胁迫（曹文华， 2015；吕建国， 2017） 。  2.1.5  低温诱导蛋白形成 低温诱导蛋白主要包括抗冷蛋白 （ AFP） 、 脱水蛋白 （ DHN） 、 冷激蛋白 （ CSP） 、 冷调控蛋白 （ COR）和热激蛋白（ HSP）等。这些蛋白的作用是增强细胞抗冻、抗脱水能力，维持低水势条件下代谢酶的活性， 作为 RNA 的伴侣蛋白稳定 RNA 结构， 防止低温诱导的磷脂膜相变， 维持质膜稳定性等 （杨玉珍  等， 2007； Sasaki et al.， 2013；付晨熙  等， 2016） 。通过基质辅助激光解析电离飞行时间质谱（ MALDI-TOF-TOF/MS）技术，在黄瓜中鉴定出 1,5二磷酸核酮糖羧化酶可能与黄瓜叶片耐低温有关（许培磊  等， 2009） 。在苦瓜中，低温下的差异表达蛋白涉及细胞防御、自由基清除、光合作用、基础代谢、蛋白降解等多个生理活动（黄玉辉  等， 2017） 。通过同重同位素标记（ IBT）定量蛋白质组学技术，在哈密瓜果实中鉴别出低温下明显差异表达蛋白有 LRR 类受体丝氨酸 /苏氨酸蛋白激酶 FLS2、 ATP 依赖的锌金属蛋白酶 FtsH、型过氧化物酶、 HSP、 60S 核糖体蛋白 L34、 李   猛，吕亭辉，邢巧娟，齐红岩 . 瓜类蔬菜耐低温性评价与调控研究进展 . 园艺学报， 2018， 45 (9)： 1761 1777.                                                                                  1765 葡萄糖苷酶 12 等。以上蛋白涉及碳水化合物结合、结构分子活性、细胞大分子复合物组装、光合作用、非生物刺激反应等功能（安瑞丽， 2017） 。  2.2  耐低温功能基因鉴定  CBF（ C repeat binding factor）是植物响应低温的核心转录因子，处于植物低温转录调控网络的枢纽位置， 拟南芥中存在 3 个响应低温的 CBF 转录因子， 影响着全转录组 10% 20%冷调控 （ COR）基因的表达（ Wang et al.， 2017； Shi et al.， 2018） 。目前在甜瓜和黄瓜中分别鉴定出 2 个 CBF 基因（ CmCBF1、 CmCBF3 和 CsCBF1、 CsCBF3） （曹辰兴， 2009；宁宇， 2013； Zhang et al.， 2017a） 。甜瓜果实冷害指数与 CmCBF1 和 CmCBF3 表达量密切相关 （ Zhang et al.， 2017a） 。 在黄瓜中， CsCBF3受低温诱导快速表达 （宁宇， 2013） ， 而过表达 CsCBF1 可提高冷敏感品种的耐低温性 （曹辰兴， 2009） 。通过全基因组分析，西瓜中存在 4 个 CBF 转录因子，均受低温诱导，同时内源 SA 参与了 CBF 依赖途径响应低温胁迫的过程，但 SA 信号与 CBF 依赖信号通路可能存在拮抗作用（高敏， 2016） 。  研究证明，赖氨酸脱羧酶基因（ CsLDC）和 WRKY 家族在黄瓜低温响应中起着至关重要的作用。在低温诱导下，黄瓜耐冷品种 CsLDC 基因上调表达量远高于冷敏感品种（张万萍， 2009；苗永美， 2013） 。 WRKY 家族中 CsWRKY23 在低温胁迫下黄瓜根和叶中上调表达（张颖  等， 2017） ；而CsWRKY21 和 CsWRKY46 均为正调控因子参与黄瓜的低温应答反应，诱导下游冷诱导基因 COR47、RD29A 和 KIN1 的上调表达。过表达 CsWRKY21 还可增强 AtCBF1、 AtCBF2、 AtCBF3 的表达，证明CsWRKY21 可能通过 CBF 途径响应低温；而 CsWRKY46 可增强 ABA 途径下游关键转录因子基因ABI5 的表达，证明 CsWRKY46 通过 ABA 依赖途径响应低温（张颖， 2012； Zhang et al.， 2016） 。此外，通过转录组测序也挖掘出多个耐冷相关基因，如 Cucsa038100.1（戴忠仁， 2015） ， Csa4M642460 和 Csa1M423150（董洪霞， 2017）等，但这些基因的确切功能仍需进一步验证。  MYB 转录因子基因在西瓜响应低温胁迫中的研究较多。利用西瓜全基因组数据库，鉴定出 234个 MYB 家族基因，包括 79 个 R2R3 型 MYB 转录因子基因，在叶和根中存在 16 个 MYB 基因响应低温胁迫（赵爽， 2014） 。已经证明，西瓜中 Cla017850、 Cla009263、 Cla022152 和 Cla21419 等 4个 MYB 转录因子参与低温响应（周芝君， 2016） 。 MYB 转录因子 Cla007586 可能通过与 -3 脂肪酸去饱和酶和热激转录因子等蛋白互作响应低温胁迫（高凌云， 2016） ；而 ClMYB46 可能通过与Cla014285 互作，共同参与 ABA 信号转导、 Ca2+信号转导途径，提高西瓜植株的低温胁迫抗性（曹蕾， 2017） 。同时，西瓜交替氧化酶（ AOX）在低温胁迫下也发挥着重要作用。 AOX 基因（ ClAOXK和 ClAOXN）响应低温可能依赖于活性氧信号途径；同时 AOX 基因可能通过调控凯氏带（ CASP）的发育抵御低温（丁长庆， 2016） 。此外，通过全基因组分析，发现西瓜 bHLH 家族中有 8 个 bHLH转录因子响应低温，其响应机制仍需进一步探讨（何洁  等， 2016） 。  苦瓜型过氧化物酶基因（ McAPX2）和   型过氧化物酶基因（ McPrx）通过启动抗氧化酶系统抵御低温冷害（高山  等， 2016， 2017） ；丝瓜中多聚泛素基因（ LcUBQ）可能通过调节泛素化水平参与低温弱光胁迫应答过程（陈敏氡  等， 2018） 。  3  调控瓜类蔬菜耐低温的途径和措施  3.1  育种途径  近 3 年来，设施瓜类蔬菜栽培面积逐年扩大，育种工作者根据实际需求，培育出多个适于早春Li Meng， L Tinghui， Xing Qiaojuan， Qi Hongyan. Research progress on evaluation and regulation of chilling tolerance in Cucurbitaceous vegetables. 1766                                                                     Acta Horticulturae Sinica， 2018， 45 (9)： 1761 1777. 或秋季延后保护地栽培的耐低温新品种（包括砧木） ，如黄瓜中农 37 号 （顾兴芳  等， 2017） ，西瓜苏蜜 9 号 （徐锦华  等， 2017） ，厚皮甜瓜西蜜 5 号 （窦宏涛  等， 2018） ，薄皮甜瓜玉玲珑 （张若纬  等， 2017） ，西葫芦东葫 4 号 （雷逢进  等， 2016） ，苦瓜桂农科 9 号 （冯诚诚  等，2017）以及西瓜耐低温葫芦砧木皖砧 5 号 （王朋成  等， 2017）和南瓜砧木青杆金钢 （霍玉娟和袁培祥， 2015）等。  3.2  施用外源物质  施用的外源物质主要包括渗透调节物质、激素类物质和非酶促抗氧化物质等（谷端银  等，2016） 。施用方法以叶面喷施为主（多集中在苗期） ，灌根和浸种为辅。  （ 1）渗透调节物质：在甜瓜幼苗期以 10 15 mmol L-1根部浇施或 10 mmol L-1Ca(NO3)2叶面喷施均可提高其耐低温性（郑福  等， 2010） ；在果实膨大期叶面喷施 0.5% Ca(NO3)2，可有效提高薄皮甜瓜植株的抗寒性（李天来  等， 2011） 。 CaCl2具有相同作用，甜瓜叶面喷施有效浓度为 5 或10 mmol L-1（苗永美  等， 2013） ，黄瓜为 10 mmol L-1（杨楠  等， 2012） 。但是瓜类蔬菜多为喜氮忌氯作物，在钙盐的选择上以 Ca(NO3)2为佳。草酸在植物体内以 CaC2O4的形式存在，而 CaC2O4的合成与分解调节着植物细胞中 Ca2+的平衡， 因此， 外源草酸可间接调控 Ca2+提高植物的耐低温性。研究表明喷施 10 或 15 mmol L-1草酸可提高厚皮甜瓜的抗寒性（武雁军， 2007） 。其他渗透调节物质，如 50 mmol L-1蔗糖溶液（曹燕燕， 2014）和 40 mmol L-1甜菜碱（李阳  等， 2015）均可减轻低温对黄瓜幼苗的伤害。  （ 2）激素类物质：外源 ABA 可通过上调内源赤霉素（ GA4）和 SA 来提升甜瓜的耐低温能力，适宜 ABA 喷施浓度为 3 mol L-1或 20 mg L-1（苗永美  等， 2013； Kim et al.， 2016） ，无籽西瓜的 ABA 适宜浓度为 1.5 mmol L-1（孔新宇  等， 2015） ，黄瓜为 0.1 mmol L-1（杨楠  等， 2012） 。250 和 350 mg L-1的 SA 可分别有效缓解 5 和 15 的低温对西葫芦幼苗的伤害（徐伟慧  等，2013） 。而 1 3 mmol L-1SA 能够提高甜瓜的耐低温性（苗永美  等， 2013） 。 SA 对黄瓜的有效浓度为 1 mmol L-1（杨楠  等， 2012） ，西瓜为 10 mol L-1（高敏， 2016） 。武雁军（ 2007）指出喷施5 mmol L-1SA 可提高厚皮甜瓜的抗寒性，而 7.5 mmol L-1SA 和 0.75 mmol L-1 ABA 适用于抗寒性强的品种， 0.5 mmol L-1ABA 适用于抗寒性弱的品种。受低温影响的甜瓜果实中腐胺、精胺以及亚精胺含量显著下降（李天来  等， 2009） 。而外源亚精胺可提高甜瓜幼苗细胞膜结构的稳定性，增强抗低温能力，但亚精胺缓解甜瓜幼苗低温胁迫伤害具有剂量效应，以 0.25 mg L-1或 1 mmol L-1效果最佳（ Ghaziantafrishi et al.， 2017；张永平  等， 2017） 。外源多胺同样可缓解黄瓜冷害，且精胺效果优于亚精胺。此外，外源尸胺可通过提高黄瓜叶片可溶性物质和保护酶活性增强黄瓜幼苗的耐低温性（曹玉杰， 2014） 。 0.1 mg L-1和 0.1 mol L-1油菜素甾醇可分别提高西瓜和黄瓜幼苗的耐低温性 （范小玉， 2012； 徐晓昀  等， 2016） ； 6-BA 可提高丝瓜和西瓜幼苗的耐低温性， 分别以 30 mg L-1（方基建， 2010）和 25 mg L-1（刘晓辉， 2014）效果最佳。  （ 3）非酶促抗氧化物质：非酶促抗氧化剂是指具有抗氧化作用的小分子化合物，如抗坏血酸和褪黑素。刘晓辉（ 2014）指出外源喷施抗坏血酸可降低低温对西瓜幼苗的伤害，以 50 mg L-1效果最佳。外源喷施 200 mmol L-1褪黑素可通过降低甜瓜叶片铵态氮含量和促进渗透调节物质的积累，降低膜质过氧化水平，从而增加对亚低温的适应性（高青海  等， 2016a） ；同时褪黑素亦通过调控 AsA-GSH 和光合电子传递链提高甜瓜叶片光合作用和抗氧化能力， 加速恢复冷胁迫的伤害 （ Zhao et al.， 2016； Zhang et al.， 2017b） 。  （ 4）其他外源物质：黄瓜叶面喷施 1 mmol L-1NaHS 可促进 H2S 合成，减轻低温对光合机构李   猛，吕亭辉，邢巧娟，齐红岩 . 瓜类蔬菜耐低温性评价与调控研究进展 . 园艺学报， 2018， 45 (9)： 1761 1777.                                                                                  1767 的伤害，提高抗氧化酶活性，从而提高耐低温性（周超凡  等， 2016， 2018） 。黄瓜、苦瓜和南瓜喷施一氧化氮供体（ SNP） 0.2 mmol L-1（张政委  等， 2018） 、 0.5 mmol L-1（杜卓涛  等， 2016b）和 0.1 mmol L-1（吴旭红  等， 2016）可提高抗氧化酶活性，促进渗透调节物质的合成，从而提高抗低温胁迫能力。以 0.6%壳聚糖溶液、 150 mg L-1乙酰水杨酸和富氢水（ H2）浸种分别可提高西瓜、甜瓜和黄瓜苗期的耐低温性（梁明珠和郭尚， 2009；张红， 2013；刘丰娇  等， 2017） 。  3.3  农艺措施  3.3.1  低温锻炼 植物通过短期暴露在非结冰温度下完成冷驯化可提高其自身的抗冷性（ John et al.， 2016） 。如西瓜苗期 10 处理 4 d 即可获得最大耐低温性（刘文革  等， 2004） ；甜瓜幼苗定植前经昼 /夜温度25 30 /10 处理 7 10 d 可提升其抗逆性（杨立泽， 2004） ，其主要的生理机制是：一方面经过低温锻炼，甜瓜幼苗中 SOD、 POD 活性升高，抑制了丙二醛的生成和电解质渗透率的上升，使得幼苗对低温的敏感程度降低，从而获得较高的抗寒能力（李建明  等， 2007） 。另一方面甜瓜叶片膜结构对低温产生了适应，同时叶片中可溶性糖及可溶性蛋白等代谢产物含量升高，增强了耐低温性（ Shang et al.， 2015） 。但是不同程度的低温锻炼对瓜类蔬菜幼苗耐低温能力的提升程度不同，需要对适宜的锻炼温度和时间进行筛选。  3.3.2  嫁接 通过嫁接能显著提高瓜类蔬菜的耐低温性（ Justus & Kubota， 2010；周芝君， 2016） 。相关研究主要集中在耐低温砧木的筛选和机理研究两方面。瓜类蔬菜嫁接砧木以南瓜为主，如黑籽南瓜和白籽南瓜（孙世君  等， 2017） 、 圣砧 1 号 （张燕  等， 2016）等，少量为葫芦等（王朋成  等， 2017） 。瓜类蔬菜耐低温砧木的筛选方法与耐低温评价的方法类似，如甜瓜（吕星光  等， 2016） 、黄瓜（ Xu et al.， 2017） 、苦瓜（杜卓涛  等， 2016a） 、西瓜（王萍  等， 2017）等。嫁接主要通过提高根系统活力，改善水分和养分的吸收，调节光合效率和水分的关系，强化抗氧化防御系统，增强激素信号以及促进大量 mRNA、小分子 RNAs 和蛋白质的长距离运输以提高抗逆性（ Rouphael et al.， 2018） 。嫁接后， 甜瓜接穗叶片中渗透调节物质 （可溶性糖、 可溶性蛋白、 游离脯氨酸） 含量和抗氧化酶 （ SOD、CAT、 POD）活性显著高于自根苗，较好地保持了细胞膜的完整性；同时与耐冷相关的基因（ CAT、APX、 GolS1、 ERF1、 DREB1、 NAC、 bZIP2）的相对表达量上调，从而提高了甜瓜的耐低温性（李瑶， 2014） 。  3.3.3  增施磷钾肥、微量元素和CO2气肥 研究表明增施磷（ P） 、钾（ K） 、钼（ Mo） 、硼（ B）等肥料对提高作物耐低温性效果显著（ Evans et al.， 2015； Nie et al.， 2015） 。适宜浓度的 NH4H2PO4（ 9 mmol L-1）和 KNO3（ 1.5 mmol L-1）可显著提高丝瓜壮苗指数，降低冷害指数（方基建， 2010） 。西瓜增施 B 肥和 P 肥可显著提高苗期的耐低温性，其中 B 在降低丙二醛含量，提升游离脯氨酸含量和 POD 活性方面效果更佳，而 P 在降低电解质渗透率和提升可溶性糖含量方面效果更好（谭斯坦， 2007） 。施 Mo 可提高黄瓜幼苗的渗透调节能力，增强耐低温性（蔡欢， 2014） ；此外提高营养液中 Mg2+浓度可缓解黄瓜幼苗亚低温胁迫（黄红荣  等， 2017） 。在设施栽培中，增施 CO2（ 1 200 L L-1）气肥可减弱甜瓜幼苗在低温下膜脂过氧化程度，提高 POD、 CAT 等保护酶活性，进而提升耐低温能力（赵冠艳， 2006） 。  3.3.4  添加益生菌群 研究表明低温胁迫下黄瓜接种泡囊丛枝菌根（ Vesicular-arbuscularmycorrhizae， VA M）和丛枝菌根真菌 （ Arbuscular mycorrhizal fungi， AMF） 可通过提升磷的吸收增加耐低温性 （ Ma et al.， 2015） 。Li Meng， L Tinghui， Xing Qiaojuan， Qi Hongyan. Research progress on evaluation and regulation of chilling tolerance in Cucurbitaceous vegetables. 1768                                                                     Acta Horticulturae Sinica， 2018， 45 (9)： 1761 1777. 西瓜幼苗 接种 AMF 可 提高根系活力，降低根系膜透性和丙二醛含量 ，同时激活保护酶活性，提高耐低温性（陈可  等， 2013） 。黄瓜幼苗接种 VA M 可显著促进生长；接种 AMF 可调节光合作用系统、抗氧化系统、内源激素水平和矿质元素吸收以及次级代谢产物合成等生理作用，进而提升对低温的适应能力（ Chen et al.， 2013；马俊， 2016） 。  4  展望  关于瓜类蔬菜耐低温评价体系的研究相对较少，在建立体系时，应注意以下问题：瓜类蔬菜种质资源丰富，例如甜瓜，包含 5 个亚种， 8 个变种，存在上万种种质资源（中国农业科学院郑州果树研究所， 2000） ，应收集代表性种质，样本覆盖范围要足够全面；切忌以单一指标进行定论，同时也要避免引入过多指标，避免功能冗余、增大试验误差。目前，缺少关于成株期或全生育期内耐低温评价的研究，