黄瓜、番茄幼苗下胚轴徒长制御及作用机理

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针对蔬菜育苗期间下胚轴徒长频发的现象,本研究以黄瓜(Cucumis sativus L. cv.中农203)、番茄(Lycopersicon esculentum Mill . cv.中杂105)为试材,研究了昼夜温度、植物生长延缓剂及高强度营养液浇灌处理对幼苗下胚轴徒长的制御作用。旨在为控制徒长,培育壮苗提供理论依据和技术支持。试验主要结果如下:1.为了探讨温度对矮壮素(CCC)制御黄瓜幼苗及下胚轴徒长效用的影响,试验选择在4种昼夜温度条件下进行种植试验。结果发现:随着昼夜温度降低,同浓度CCC浸种处理的下胚轴长度、株高显著降低,而壮苗指数则显著增加。昼夜温度为35℃/25℃的条件下,不同浓度CCC浸种处理均不能有效的制御下胚轴徒长;昼夜温度为28℃/18℃或25℃/15℃时,随着昼夜温度的降低,制御下胚轴徒长所需的CCC浸种浓度相应降低;昼夜温度为20℃/10℃时,CCC浸种处理显著抑制幼苗的生长,下胚轴短缩,而对照处理的幼苗无徒长迹象。说明高昼夜温度消减了CCC对徒长的制御效用,而低昼夜温度则增强了CCC对徒长的制御效用。为了探讨温度对烯效唑(S3307)制御番茄幼苗下胚轴徒长效用的影响,试验选择在4种昼夜温度条件下进行种植试验。结果发现:4种昼夜温度下,S3307处理均显著抑制了下胚轴伸长,降低了花色素苷含量,促进幼苗矮化生长;随着昼夜温度的降低,同浓度S3307处理的番茄出苗所需时间延长,下胚轴长度显著减小,叶绿素和矿质元素含量降低,花色素苷含量升高,幼苗生长量减少。说明较低的昼夜温度增强了S3307处理对番茄下胚轴徒长的制御效果,在一定程度上消减了S3307处理对幼苗叶绿素积累及矿质元素吸收的促进作用,促进番茄幼苗矮化加粗。2.为了探讨植物生长延缓剂制御蔬菜幼苗下胚轴徒长的机制,试验选择以3000 mg·L-1的CCC对黄瓜进行浸种处理,去离子水为对照。结果发现:与对照相比,CCC处理后的黄瓜幼苗细胞壁较厚,细胞质致密度较高,中央液泡较小,叶绿体含量丰富,基粒数目较多并且彼此聚集堆叠,淀粉粒含量丰富。CCC浸种处理通过改变下胚轴细胞超微结构,抑制细胞延伸生长,从而制御黄瓜幼苗下胚轴徒长。3.在日光温室条件下,通过浇灌不同强度Hoagland营养液(0.5×、2.5×、5.0×、7.5×、10.0×和12.5×),使幼苗根际EC值呈线性升高。随着根际EC值升高,黄瓜、番茄幼苗下胚轴干物质密度增加,含水量和绝对生长速率下降,皮层薄壁细胞长度缩短,随之下胚轴矮化。根际高EC值,显著提高了子叶、下胚轴、根系内源ABA含量,降低了内源GA3、ZR含量。幼苗下胚轴长度与内源ABA含量呈极显著负相关,下胚轴中IAA/ABA、ZR/ABA和GA3/ABA与下胚轴长度呈显著或极显著正相关。说明通过浇施高强度营养液提高了根际EC值,促进了内源ABA的合成和积累,抵消了GA3、ZR和IAA对细胞伸长的促进作用,抑制了下胚轴细胞伸长生长,从而促使下胚轴矮化加粗。在采用0.5×Hoagland营养液对黄瓜、番茄幼苗进行恢复处理后,5×处理的幼苗茎叶和根系的生长均能恢复正常,根冠比显著高于其它处理,壮苗效果最好。因此,在黄瓜、番茄育苗过程中,可以通过适度浇施高强度营养液(5×Hoagland营养液)来制御下胚轴徒长,并且采用0.5×Hoagland营养液进行恢复处理的方式达到调控株型,培育壮苗的目的。
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