【摘 要】
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自毒和土壤盐碱化是造成甜瓜连作障碍的主要原因,常同时发生,并随着栽培年限的延长而加剧。褪黑素在提高植物抗逆性方面具有广阔的应用前景。本文以甜瓜（Cucumis melo L.）品种‘新银辉’为实验材料,以肉桂酸处理模拟自毒胁迫、NaCl和NaHCO3混合溶液处理模拟盐碱胁迫,通过添加不同浓度褪黑素,从形态学、生理生化和基因表达等不同水平上探讨了褪黑素对胁迫条件下甜瓜种子和幼苗生长的影响,初步揭示了
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自毒和土壤盐碱化是造成甜瓜连作障碍的主要原因,常同时发生,并随着栽培年限的延长而加剧。褪黑素在提高植物抗逆性方面具有广阔的应用前景。本文以甜瓜（Cucumis melo L.）品种‘新银辉’为实验材料,以肉桂酸处理模拟自毒胁迫、NaCl和NaHCO3混合溶液处理模拟盐碱胁迫,通过添加不同浓度褪黑素,从形态学、生理生化和基因表达等不同水平上探讨了褪黑素对胁迫条件下甜瓜种子和幼苗生长的影响,初步揭示了褪黑素对甜瓜自毒盐碱复合胁迫的缓解效应及其作用机制。主要结论如下。1、褪黑素可有效缓解自毒盐碱复合胁迫对甜瓜种子萌发的不利影响外源褪黑素在较低浓度（4-16 μM）下对胁迫有明显缓解作用,此范围内随浓度增加缓解作用逐渐增强,但在较高浓度（20-24μM）下产生抑制效应。16 μM是较为理想的缓解浓度。复合胁迫导致种子发芽率、发芽势、发芽指数和种子活力指数下降,胚根和鲜重的增长受到抑制;延缓了种子胚根突破种皮进程,显著降低根长、根表面积;根体积和根尖数也有不同程度的下降。褪黑素促进了胁迫条件下种子萌发,改善了上述指标。复合胁迫抑制了 POD、CAT和SOD活性;添加褪黑素后在一定程度上增强了上酶活性。胁迫下种子萌发前期MDA含量升高,但72 h后不同处理之间已无显著差异。复合胁迫对淀粉代谢的影响没有明显规律,添加褪黑素诱导了淀粉酶基因表达量上升,尤其是处理后期这种增幅更加明显。上述多数指标在24 h出现明显转折性变化节点。2、褪黑素可有效缓解自毒盐碱复合胁迫对甜瓜幼苗生长的不利影响复合胁迫显著抑制了幼苗干鲜重、株高、叶面积;根长、表面积、总体积和根尖数,添加褪黑素对上述不良影响均有明显缓解效应,幼苗茎粗在不同处理之间变化不显著。复合胁迫使根系和叶片中的POD、CAT和SOD活性增强,大多数观测点均高于对照和褪黑素添加组。不同处理和观测点间MDA含量变化无明显规律。复合胁迫使幼苗根系活性氧累积显著增加,褪黑素缓解了这类有害物质的累积。叶片中活性氧含量的变化没有表现出和根系类似的趋势。复合胁迫处理前期叶片光合色素含量增加,高于对照组和褪黑素添加组,叶绿素荧光参数变化剧烈,后期相关参数出现了明显恶化。胁迫后期褪黑素添加显著增加了光合色素的含量,叶绿素荧光参数变化相对稳定。3、复合胁迫与外源褪黑素处理均诱导了褪黑素合成基因的差异表达筛选出14个胁迫条件下差异表达的褪黑素合成基因,主要编码亲水性蛋白。在种子萌发初期复合胁迫诱导了 CmTDC1和CmCOMT4基因上调,CmSNAT下调;48-72 h褪黑素诱导TDC、SNAT和COMT表达量显著上调。胁迫处理前期幼苗CmCYP1、CmCYP5、CmCOMT3显著上调,后期回落到正常水平。外源褪黑素的添加,在胁迫处理前期显著上调了大多数相关基因。
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