不同R/FR比值对双断根西瓜嫁接苗生理及光合荧光特性的影响王芽芽.pdf

中国农业大学学报 2024 29 3 87 98 Journal of China Agricultural University http 不同R FR比值对双断根西瓜嫁接苗生理及 光合荧光特性的影响 王芽芽 1 2 张 帆 1 石 玉 1 鲍恩财 2 曹 凯 2 吴 雪 2 张 毅 1 1 山西农业大学 园艺学院 山西 太谷 030801 2 江苏省农业科学院 农业设施与装备研究所 农业农村部长江中下游设施农业工程重点实验室 南京 210014 摘 要 为探究不同红光 远红光 R FR 比值对双断根西瓜嫁接苗生理及光合荧光特性的影响 提高西瓜嫁接苗 种苗品质 对双断根西瓜嫁接苗进行不同光质处理 共设置4种光质组合 黑暗 D 白光 W 高比值R FR R FR 3 H 和低比值R FR R FR 0 3 L 以黑暗为对照 分析西瓜嫁接苗幼苗形态 渗透调节物质 抗氧化酶系 统和光合荧光特性 结果表明 与对照相比 L处理显著提高了西瓜嫁接苗的成活率和生长指标 显著提高接穗叶 片中的抗氧化酶活性 SOD和POD 可溶性糖和可溶性蛋白质量分数 同时显著降低了O 2 H 2 O 2 和MDA的积累 L处理对西瓜嫁接苗光合系统也有一定影响 处理8 d时 嫁接苗光合特性指标 Fv Fm Fv Fm 和 PSII显著升 高 NPQ显著下降 而长时间处理 20 d 会导致叶绿素质量分数以及光合特性指标降低 Fv Fm Fv Fm PSII 和qP下降 NPQ显著升高 综上 低比值R FR处理能够通过增强西瓜嫁接苗抗氧化能力并影响光合作用的过 程 最终促进双断根西瓜嫁接苗的成活及生长 关键词 双断根嫁接 西瓜 红光 远红光 抗氧化系统 光合系统 中图分类号 S651 文章编号 1007 4333 2024 03 0087 12 文献标志码 A Effects of different R FR ratios on physiological and photosynthetic fluorescence characteristics of double root cutting grafted watermelon seedlings WANG Yaya 1 2 ZHANG Fan 1 SHI Yu 1 BAO Encai 2 CAO Kai 2 WU Xue 2 ZHANG Yi 1 1 College of Horticulture Shanxi Agricultural University Taigu 030801 China 2 Institute of Agricultural Facilities and Equipment Jiangsu Academy of Agricultural Sciences Key Laboratory of Facility Agricultural Engineering in the Middle and Lower reaches of Yangtze River Ministry of Agriculture and Rural Affairs Nanjing 210014 China Abstract To investigate the effects of different R FR ratios on the growth and physiological indices and improve the quality of seedlings different lights were used to illuminate double root cutting grafted watermelon seedlings Four light quality combinations were set as follows Dark D White light W High ratio R FR R FR 3 H and Low ratio R FR R FR 0 3 L The morphology osmoregulatory substances antioxidant enzyme system and photosynthetic fluorescence characteristics of watermelon grafted seedlings 王芽芽 张帆 石玉 鲍恩财 曹凯 吴雪 张毅 不同R FR比值对双断根西瓜嫁接苗生理及光合荧光特性的影响 J 中国农业大学学报 2024 29 03 87 98 WANG Yaya ZHANG Fan SHI Yu BAO Encai CAO Kai WU Xue ZHANG Yi Effects of different R FR ratios on physiological and photosynthetic fluorescence characteristics of double root cutting grafted watermelon seedlings J Journal of China Agricultural University 2024 29 03 87 98 DOI 10 11841 j issn 1007 4333 2024 03 08 收稿日期 2023 07 06 基金项目 江苏省重点研发现代农业项目 BE2021379 青海省重点研发与转化计划项目 2022NK121 山西省重点研发计划项目 202102140601013 山西省基础研 究计划项目 202203021211263 第一作者 王芽芽 ORCID 0009 0007 1509 1303 硕士研究生 E mail z20213217 stu sxau edu cn 通讯作者 张毅 ORCID 0000 0002 3086 6644 教授 主要从事设施农业研究 E mail harmony1228 163 com 吴雪 ORCID 0009 0006 4548 6501 副研究员 主要从事蔬菜工厂化育苗研究 E mail 20230004 jaas ac cn 中 国 农 业 大 学 学 报 2024 年 第 29 卷 were analyzed using darkness as a control The results showed that compared with the controlL treatmentcould significantly improve the survival rate and growth indicators of grafted seedlings significantly increasethe antioxidant enzyme activities SOD and POD soluble sugar and soluble protein mass fractions in the scion leaves and significantly reduce the accumulation of O 2 H 2 O 2 and MDA L treatment also had certain effects on the photosynthetic system of watermelon grafted seedlings After 8 d of treatment the photosynthetic characteristic indicators Fv Fm Fv Fm and PSII of grafted seedlings were significantly increased and NPQ was significantly decreased However long term treatment 20 d can lead to a decrease inchlorophyll mass fraction and photosynthetic characteristic indicators including Fv Fm Fv Fm PSII and qP while NPQ was significantly increased In summary low ratio R FR treatment can enhance the antioxidant capacity of watermelon grafted seedlings and affect the process of photosynthesis ultimately promoting the survival and growth of double root cutting grafted watermelon seedlings Keywords double root cutting grafting watermelon R FR antioxidant system photosystem 西瓜 Citrulus lanatus L 系葫芦科西瓜属一年 生蔓性草本植物 1 我国是世界第一西瓜生产大 国 占世界西瓜总产量的比重基本维持在67 以 上 2 育苗是西瓜生产的重要环节 幼苗的健壮程 度将直接影响西瓜的生长发育 并与西瓜的产量和 品质密切相关 3 由于我国人均耕地资源非常有 限 绝大多数瓜农在固定地块栽培西瓜 因此生产 中常因连作障碍和土传病害等问题造成西瓜品质 和产量的下降 这些问题已成为制约西瓜产业实现 可持续发展的瓶颈 4 采用抗性砧木嫁接可以提高 西瓜对枯萎病等土传病害的抗性 提高植株对逆境 的抵抗能力 增加产量 5 双断根 Double root cutting DRC 嫁接是一种新兴的嫁接方法 即同时 切除接穗和砧木的根 与其他传统嫁接相比 DRC 嫁接更适宜工厂化育苗的生产 且具有更高的成活 率 伤口愈合所需的时间更短 还可以增强嫁接后 作物的活力和产量 6 光是维持植物生长发育所必须的环境因子 越 来越多研究表明 光环境是影响嫁接苗成活和幼苗 质量的一个重要环境因素 7 与传统光源相比 发 光二极管 LED 具有低散热 低耗能 使用寿命长 和可调控性强等特点 8 目前有研究发现 适当增 加光照强度并补充绿光可以通过促进砧木根系的 再生 改善DRC番茄和黄瓜嫁接苗嫁接口愈合组织 的形成和嫁接幼苗品质 9 10 然而 关于光环境调 控对DRC西瓜嫁接苗生长的影响鲜有报道 近年 来 关于远红光 Far red light FR 对蔬菜作物生 长 品质和抗逆性影响的研究日益增多 FR会导 致植物株高增高 节间增长 叶面积增加和叶绿素 含量降低 11 在LED白光和红蓝光中添加FR均 能显著提高水培生菜的株高 叶面积 根系长度与 干鲜质量 12 13 可见FR对植物幼苗的生长及形态均 有显著影响 此外 FR还可以影响植物的生理及 代谢活动 研究发现降低红光 R 与FR比值 可显 著增加番茄叶片和根中渗透调节物质的含量和抗 氧化酶活性 并显著降低叶片和根系中活性氧含 量 增强番茄的抗氧化能力 14 窦海杰等 15 研究发 现 FR处理显著提高了罗勒叶片和整株的花青素 总酚和类黄酮的含量 在辣椒中 补充6 FR可减 轻干旱胁迫引起的PSII光抑制和膜脂过氧化 提高 辣椒幼苗的耐旱性 16 目前 尽管已有研究揭示 FR对植株的生物量 生理和代谢活动的调控作用 但FR对DRC西瓜嫁接苗生长及生理的影响尚未 有研究报道 因此 阐明光环境调控对DRC嫁接苗 生长发育的影响 将有助于嫁接苗苗期管理的集约 化和高效化 提高嫁接苗存活率及品质 为嫁接苗 后期的生长及高产奠定基础 本研究以DRC西瓜嫁接苗为试验材料 采用 LED灯精确调制光谱波长和光照强度 研究不同 R FR比值对DRC西瓜嫁接苗生理及光合荧光特 性的影响 筛选出适宜的光照模式 以期为提高西 瓜嫁接苗成活率 育苗质量以及工厂化育苗领域光 环境调控技术的选择提供科学依据和技术支持 1 材料与方法 1 1 试验地点及材料 本试验开展时间为2021年7月 2023年4月 试验地点为江苏省农业科学院农业农村部长江中 下游设施农业工程重点实验室 人工气候室为南 京恒裕仪器 智能型人工气候室 采用计算机控制系 88 第 3 期 王芽芽等 不同R FR比值对双断根西瓜嫁接苗生理及光合荧光特性的影响 统对设施环境进行精确控制 栽培架共3组 每组 尺寸为140 cm 240 cm 长 高 栽培架分为4 层 每层高度为60 cm 采用LED顶光模组智能全 光谱植物生长灯 灯珠矩阵分布均匀 无极调节 以 早佳 8424 西瓜 Citrulus lanatus L cv 8424 为接穗材料 抗病先锋 南瓜 Cucurbita moschata L cv Kangbingxianfeng 为砧木材料 种子均由 江苏省农业科学院农业设施与装备研究所设施种 植环境工程及装备创新团队提供 1 2 试验处理 挑选籽粒饱满 大小均一的接穗和砧木种子 消毒后置25 黑暗环境下浸泡5 h 然后用纱布包 裹在恒温培养箱中催芽 西瓜接穗较砧木催芽晚 2 d 种子露白后将接穗和砧木种子分别播种于装 有瓜果类专用型育苗基质 柴河米 的72孔塑料穴 盘中 54 cm 28 cm 放置于人工气候室中常规管 理 育苗期间光照强度为300 mol m 2 s 昼夜温 度均为25 光周期为12 h 12 h 相对湿度保持在 60 当砧木的第1片真叶长至硬币大小 西瓜接 穗子叶展平时进行嫁接 采用双断根嫁接法 将砧 木根在距子叶下方4 6 cm处斜切断 为避免相互 遮阴去除砧木生长点基部和子叶的一半 用刀片在 接穗子叶节基部以下1 2 cm处斜切 V 字形切面 用嫁接针将砧木上方切口处刺0 5 1 0 cm深的孔 将接穗插入 并用塑料嫁接夹固定在一起 将嫁接 苗扦插于72孔塑料穴盘基质中 为避免嫁接苗之间 相互遮阴采取隔行扦插 每个穴盘共36株嫁接苗 并立即用配套的托盘盖覆盖 用保鲜膜密封以保持 湿度 愈合期间的昼夜温度为27 18 光周期 为12 h 12 h 为防止叶片脱水 在嫁接后0 3 4 6和7 10 d 相对湿度分别保持在90 80 和 70 嫁接后第11天将幼苗在气候室内进行常规 管理 每隔2 d浇灌1 2 Hoagland营养液 为使嫁接苗在适宜的光照环境下生长 本研究 采用逐渐增加光照强度的模式 在试验0 3 d应用 50 mol m 2 s 的相对低光强 在4 6和7 10 d光 强分别增加到100和200 mol m 2 s 共设置4个 光质处理 以黑暗 D 作为对照 D处理在双断根嫁 接3 d后转移到正常的白光下保持生长 在白光 W 处理中添加不同强度的远红光设置成高比值 红光 远红光 R FR 3 H 和低比值红光 远红光 R FR 0 3 L 每个处理6盘嫁接苗 共使用 864株DRC西瓜嫁接苗 栽培架四周使用锡纸及 遮光布遮光 LED灯光高度控制在40 cm 采用光谱 辐射计 PS 300 Apogee Instruments Inc Logan UT USA 检测波普分布 图1 1 3 测定指标及方法 1 3 1 生长指标测定 光质处理10 d时 测定嫁接苗成活率 成活率 光处理后嫁接苗成活数 嫁接苗总数 100 每 处理3次重复 每次重复24株嫁接苗 光质处理8 和20 d时测定生长指标 处理8 d时每个处理4次 重复 每次重复取5株嫁接苗 处理20 d时每个处理 3次重复 每次重复5株嫁接苗 将光质处理8和 20 d嫁接苗清洗干净吸干水分 用直尺 精确度 1 mm 和游标卡尺 精确度0 02 mm 测定株高 茎 粗和根长 用剪刀分割接穗 砧木和根三部分 使用 电子天平 精确度0 000 1 g 测定鲜重后 将样品放 入烘箱 105 杀青15 min 于60 烘干48 h后测定 干重 1 3 2 生理指标测定 光质处理8和20 d时 叶绿素质量分数采用 96 乙醇提取法 17 光质处理后0 2 4 6 8 10和 20 d对嫁接苗接穗进行取样测定生理指标 过氧化 氢 H 2 O 2 含量测定采用索莱宝试剂盒 超氧阴离子 O 2 超氧化物歧化酶 SOD 和过氧化物酶 POD 活性分别用羟胺氧化法 氮蓝四唑 NBT 法 和愈创木酚法测定 18 丙二醛 MDA 可溶性糖和 可溶性蛋白质含量分别采用硫代巴比妥酸 TBA 法 蒽酮 硫酸法和G 250法测定 17 每处理3次重 W 白光 H 高比值R FR R FR 3 L 低比值R FR R FR 0 3 W White light H High ratio R FR R FR 3 L Low ratio R FR R FR 0 3 图1 光处理的光谱分布图 Fig 1 Spectral distribution of light processing 89 中 国 农 业 大 学 学 报 2024 年 第 29 卷 复 每次重复6株嫁接苗 1 3 3 光合特性及叶绿素荧光参数的测定 光质处理8和20 d时 使用Li 6800便携式光 合仪 LI COR Inc Lincoln USA 测定嫁接苗植 株叶片净光合速率 Pn 胞间CO 2 浓度 Ci 蒸腾 速率 Tr 和气孔导度 Gs 从每个处理中随机选 择5个植物样本 参数设置为压力0 1 kPa 空气流 速 500 mol s 湿度60 温度25 风扇速度 10 000 r min和CO 2 浓度400 mol m 2 s 照射光强 在8和20 d时分别设定为200和300 mol m 2 s 测定叶绿素荧光参数时 先将嫁接苗置于黑暗条件 30 min 充分适应光环境变化后 检测在暗适应下每 个处理叶片的最大荧光 Fm 和初始荧光 Fo 随 后将嫁接苗置于光下 活化1 h后检测叶片在目标 光强下的最小荧光 Fo 最大荧光 Fm 和稳态荧 光 Fs 计算出不同处理下西瓜接穗叶片的各项 荧光参数 包括 PS 反应中心实际光化学效率 PS 实际光化学量子产量 Fv Fm PS 最 大光化学效率 Fv Fm 光化学淬灭系数 qP 和非 光化学淬灭系数 NPQ 19 1 4 数据处理与分析 利用Excel 2019软件对数据进行整理与作图 采用 SPSS 20 0统计软件进行方差和显著性 分析 2 结果与分析 2 1 不同R FR比值对双断根西瓜嫁接苗成活率 及生长的影响 对嫁接苗进行10 d光质处理 W H和L处理西 瓜嫁接苗成活率要显著高于对照 D 处理 其中 L 处理下嫁接苗的成活率较高 为95 83 W和H处 理下西瓜嫁接苗的成活率分别为 86 11 和 87 50 图2 a 为进一步确定不同比值R FR 对双断根西瓜嫁接苗生长情况的影响 对光质处理 8和20 d的西瓜嫁接苗生长指标进行测定 结果表 明 与对照相比 在L处理下 光质处理8 d时 显著 增加了DRC嫁接苗的株高和根系生长指标 且显著 诱导了DRC嫁接苗不定根的形成 图2 b 光质 处理20 d时 西瓜嫁接苗株高 接穗干鲜质量 砧木 茎粗 根长和根干鲜质量显著增加 67 51 383 49 273 73 22 36 35 78 107 69 和56 25 表1 综上 L处理能够显著促进DRC 西瓜嫁接苗幼苗的生长及诱导嫁接苗不定根的 形成 2 2 不同R FR比值对双断根西瓜嫁接苗接穗活 性氧含量的影响 不同R FR比值对西瓜嫁接苗接穗活性氧含量的 影响见图3 在L处理下 光质处理2 20 d时嫁接苗 接穗叶片中O 2 产生速率和H 2 O 2 含量始终低于D W 和H处理 其中 在L处理0 8 d时 嫁接苗接穗叶片 中O 2 产生速率呈现出降 升 降的变化趋势 而H 2 O 2 含 量则呈现出快速下降趋势 但接穗叶片中O 2 产生速率 和H 2 O 2 含量均在L处理8 d时达到较低水平 比对照 分别显著降低29 68 和43 80 综上 L处理可降 低DRC西瓜嫁接苗接穗因嫁接损伤而产生的活性氧 ROS 含量 促进嫁接苗的生长发育 D 黑暗 W 白光 H 高比值R FR R FR 3 L 低比值R FR R FR 0 3 同列数据不同字母表示差异显著 P 0 05 下同 D Dark W White light H High ratio R FR R FR 3 L Low ratio R FR R FR 0 3 Within the same column different letters represent significant differences P 0 05 The same below 图2 不同R FR比值对西瓜嫁接苗成活率 a 和生长情况 b 的影响 Fig 2 Effect of different R FR ratios on the survival a and growth b of grafted watermelon seedlings 90 第 3 期 王芽芽等 不同R FR比值对双断根西瓜嫁接苗生理及光合荧光特性的影响 图3 不同R FR比值对西瓜嫁接苗接穗O 2 产生速率 a 和H 2 O 2 含量 b 的影响 Fig 3 Effect of different R FR ratios on O 2 production rate a and H 2 O 2 contents b of grafted watermelon seedlings 表1 不同 R FR比值对西瓜嫁接苗生长指标的影响 Table 1 Effect of different R FR ratios on the growth index of grafted watermelon seedlings 光处理天数 d Light treatment days 8 20 部位 Parts 接穗 砧木 根 接穗 砧木 根 指标 Index 株高 cm 茎粗 mm 鲜质量 g 干质量 g 茎粗 mm 鲜质量 g 干质量 g 根长 cm 鲜质量 g 干质量 g 株高 cm 茎粗 mm 鲜质量 g 干质量 g 茎粗 mm 鲜质量 g 干质量 g 根长 cm 鲜质量 g 干质量 g 处理 Treatment D 10 18 0 73 b 1 45 0 08 a 1 16 0 16 a 0 101 0 009 a 2 38 0 26 a 5 77 0 15 a 0 244 0 015 a 2 09 0 53 c 0 51 0 03 c 0 018 0 001 b 25 83 1 75 c 2 38 0 47 b 1 03 0 37 c 0 099 0 036 c 4 27 0 47 b 2 24 0 26 a 0 151 0 030 a 14 31 1 49 c 0 65 0 21 c 0 028 0 010 c W 10 60 1 16 b 1 44 0 03 a 1 19 0 16 a 0 101 0 007 a 2 53 0 34 a 5 73 0 12 a 0 246 0 017 a 4 06 0 68 b 0 72 0 06 ab 0 019 0 001 b 32 41 4 57 b 3 31 0 33 a 3 49 0 26 b 0 249 0 054 b 4 58 0 47 b 2 48 0 37 a 0 159 0 032 a 17 23 3 36 ab 1 09 0 21 b 0 049 0 008 b H 10 32 0 65 b 1 47 0 06 a 1 23 0 09 a 0 100 0 009 a 2 33 0 47 a 5 79 0 20 a 0 231 0 022 a 3 87 0 56 b 0 69 0 07 b 0 020 0 001 b 27 30 5 28 c 3 34 0 25 a 3 06 0 76 b 0 249 0 067 b 4 51 0 58 b 2 28 0 31 a 0 140 0 021 a 15 63 2 60 b 0 94 0 25 b 0 045 0 010 b L 11 47 0 66 a 1 48 0 06 a 1 39 0 12 a 0 102 0 009 a 2 62 0 76 a 5 86 0 09 a 0 237 0 013 a 4 64 0 60 a 0 79 0 01 a 0 026 0 002 a 43 27 5 56 a 3 47 0 49 a 4 98 0 91 a 0 371 0 064 a 5 50 0 72 a 2 52 0 31 a 0 165 0 024 a 19 43 3 60 a 1 35 0 38 a 0 064 0 012 a 注 D 黑暗 W 白光 H 高比值R FR R FR 3 L 低比值R FR R FR 0 3 同列数据不同字母表示差异显著 P 0 05 下同 Note D Dark W White light H High ratio R FR R FR 3 L Low ratio R FR R FR 0 3 Within the same column different letters represent significant differences P 0 05 The same below 91 中 国 农 业 大 学 学 报 2024 年 第 29 卷 2 3 不同R FR比值对双断根西瓜嫁接苗接穗丙 二醛 MDA 质量摩尔浓度的影响 不同R FR比值对西瓜嫁接苗接穗MDA质量 摩尔浓度的影响见图4 在L处理下 光质处理2 20 d时 嫁接苗接穗叶片中MDA质量摩尔浓度始 终低于D W和H处理 其中 在L处理4 10 d时 嫁接苗接穗叶片中MDA质量摩尔浓度呈逐渐下降 趋势 并且在L处理10 d时 嫁接苗接穗叶片中MDA 质量摩尔浓度达到较低水平 比对照显著降低 37 20 综上 L处理可显著降低接穗叶片中MDA 质量摩尔浓度 从而减轻DRC西瓜嫁接苗在嫁接过 程中所产生的机械损伤 促进嫁接苗生长发育 2 4 不同R FR比值对双断根西瓜嫁接苗接穗抗 氧化酶活性的影响 不同R FR比值对西瓜嫁接苗接穗抗氧化酶活 性影响的结果见图5 在L处理下 光质处理2 20 d时嫁接苗接穗叶片中SOD和POD酶活性始终 高于D W和H处理 在L处理8 d时 嫁接苗接穗 叶片中SOD和POD酶活性均达到峰值 比对照分 别显著提高了44 68 和62 00 光质处理20 d 时 L处理下嫁接苗接穗叶片中SOD和POD酶活 性仍高于同时期D W和H处理 综上 L处理可显 著促进嫁接苗接穗叶片中SOD和POD活性的增 加 加快活性氧的清除并减轻嫁接给植株膜结构和 功能带来的破坏 2 5 不同R FR比值对双断根西瓜嫁接苗接穗渗 透调节物质含量的影响 不同R FR比值对西瓜嫁接苗接穗叶片渗透调 节物质含量的影响见图6 在L处理下 光质处理 2 20 d时 嫁接苗接穗叶片中可溶性糖和可溶性蛋 白质量分数的积累始终显著高于D W和H处理 在L处理8 d时 嫁接苗接穗叶片中可溶性糖和可溶 性蛋白质量分数达到较高水平 比对照分别显著提 高了35 65 和48 36 综上 L处理可以显著促 进西瓜嫁接苗接穗叶片可溶性糖和可溶性蛋白的 积累 进而缓解DRC嫁接过程对植株造成的损伤 2 6 不同R FR比值对双断根西瓜嫁接苗叶绿素 质量分数的影响 不同R FR比值对西瓜嫁接苗叶绿素质量分数的 影响见表2 不同光质处理8 d时 各处理间叶绿素a 叶 绿素b 总叶绿素与类胡萝卜素质量分数无显著性差异 但在光质处理20 d时 H和L处理均使得嫁接苗叶绿素 质量分数降低 其中 在L处理下叶绿素a 叶绿素b 总 叶绿素与类胡萝卜素质量分数分别较对照显著降低了 25 31 28 45 25 88 和41 63 综上 远红光 处理时间过长会导致嫁接苗接穗叶片叶绿素质量分数 显著下降 图4 不同R FR比值对西瓜嫁接苗接穗丙二醛质量摩尔浓 度的影响 Fig 4 Effect of different R FR ratios on the malondialdehyde molality of grafted watermelon seedling scions 0 20 40 60 80 100 120 140 0 2 4 6 8 10 20 过氧化物酶 活性 U g m i n P O D a c t i v i t y 光处理天数 d Light treatment days D W H L b a a a a a a a b a b bc c a a a a c b b b b b b b b c c c 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 2 4 6 8 10 20 超氧化物 歧化物酶 活性 U g m i n S O D a c t i v i t y 光处理天数 d Light treatment days D W H L a a a a c bb a c b b a c b b a a a a a a a b b c b b c c 图5 不同R FR比值对西瓜嫁接苗接穗SOD a 和POD b 活性的影响 Fig 5 Effect of different R FR ratios on SOD a and POD b activities of grafted watermelon seedling scions 92 第 3 期 王芽芽等 不同R FR比值对双断根西瓜嫁接苗生理及光合荧光特性的影响 2 7 不同R FR比值对双断根西瓜嫁接苗光合特 性和叶绿素荧光的影响 不同光质处理8 d时 与对照相比 L处理使得 嫁接苗接穗叶片的Pn Tr Ci和Gs分别显著提高了 18 68 48 71 15 44 和42 35 但在光质 处理20 d时 与对照相比 H和L处理使得Pn Tr Ci和Gs均显著降低 其中L处理较对照分别显著降 低27 92 27 91 6 51 和28 36 表3 不同光质处理8 d时 与对照相比 L处理使得 Fv Fm PSII和qP分别显著升高2 59 20 81 和16 72 NPQ显著降低17 23 Fv Fm 与对 照差异不显著 但在光质处理20 d时 与对照相 比 L处理使得Fv Fm Fv Fm PSII和qP参数 分别降低3 21 5 15 2 48 和0 92 NPQ 显著升高38 24 表4 综上 L处理8 d时 提高 了嫁接苗光合特性指标 Fv Fm PSII和qP参数 提高了光能利用率 但光质处理20 d时会导致光合 特性及PS 反应中心光化学效率降低 而非光化学 猝灭系数的升高保护了嫁接苗叶片正常进行 光合 3 讨论 3 1 不同R FR比值对双断根西瓜嫁接苗成活率 及生长的影响 近年来 关于添加远红光从而改变红光与远红 光比值对蔬菜作物生长 品质和抗逆性产生影响的 研究日益增多 FR能够促进西瓜嫁接苗的茎粗 叶片数及产量 20 FR可以通过促进茎的伸长和改 图6 不同R FR比值对西瓜嫁接苗接穗可溶性糖 a 和可溶性蛋白 b 质量分数的影响 Fig 6 Effect of different R FR ratios on soluble sugar a and soluble protein b mass fraction of grafted watermelon seedling scions 表2 不同R FR比值对西瓜嫁接苗叶绿素质量分数的影响 Table 2 Effect of different R FR ratios on the Chlorophyll mass fraction of grafted watermelon seedling mg g 光处理天数 d Light treatment days 8 20 处理 Treatment D W H L D W H L 叶绿素a质量分数 Chlorophyll a mass fraction 1 124 0 003 a 1 164 0 179 a 1 082 0 082 a 1 103 0 088 a 1 205 0 102 a 1 130 0 039 a 0 987 0 016 b 0 900 0 030 b 叶绿素b质量分数 Chlorophyll b mass fraction 0 607 0 095 a 0 576 0 075 a 0 551 0 052 a 0 597 0 060 a 0 239 0 019 a 0 223 0 048 ab 0 217 0 008 ab 0 171 0 018 c 总叶绿素质量分数 Chlorophyll mass fraction 1 731 0 096 a 1 740 0 115 a 1 633 0 048 a 1 701 0 027 a 1 445 0 083 a 1 353 0 029 a 1 205 0 022 b 1 071 0 048 c 类胡萝卜素质量分数 Carotenoid mass fraction 0 101 0 019 a 0 101 0 010 a 0 108 0 014 a 0 101 0 015 a 0 233 0 010 a 0 216 0 067 ab 0 158 0 016 bc 0 136 0 012 c 93 中 国 农 业 大 学 学 报 2024 年 第 29 卷 变叶片形态 使番茄叶片的长宽比及叶面积显著提 高 从而促进番茄的生长 21 Tan等 22 指出 降低 R FR比值会引发植物的庇荫反应 加速茎中的细 胞分裂和细胞伸长从而增加株高 本试验中 与对 照相比 在R FR比值为0 3处理8 d时显著促进了 DRC西瓜嫁接苗不定根的形成及生长 处理20 d 时 DRC嫁接苗株高 接穗干鲜重 砧木茎粗 根长 及根干鲜重等形态指标显著升高 说明低比值R FR能够显著提高DRC西瓜嫁接苗的成活率及幼苗 形态指标 诱导不定根的再生 这与前人研究结果 类似 23 24 相关研究表明 R FR比值为0 1时可通 过诱导光敏色素互作因子 Phytochrome interacting factors PIFs 与下游生长素生物合成等基因相结 合 调节拟南芥根系发育的相关机制 促进不定根 的形成 25 但关于FR诱导DRC西瓜嫁接苗不定 根的再生相关机制却鲜有研究报道 表3 不同R FR比值对西瓜嫁接苗光合特性的影响 Table 3 Effect of different R FR ratios on photosynthetic characteristics of grafted watermelon seedling 光处理天数 d Light treatment days 8 20 处理 Treatment D W H L D W H L 净光合速率 mol m 2 s Pn 5 691 0 936 b 6 123 0 367 b 5 914 0 790 b 6 998 0 228 a 14 477 1 125 a 13 978 0 713 a 10 798 0 676 b 10 431 1 356 b 蒸腾速率 mol m 2 s Tr 0 004 0 0 000 4 d 0 006 1 0 000 7 b 0 004 9 0 000 7 c 0 007 8 0 000 4 a 0 008 6 0 000 2 a 0 007 0 0 000 4 b 0 006 8 0 001 4 bc 0 006 2 0 001 3 c 胞间CO 2 浓度 mol mol Ci 317 577 24 624 b 330 602 29 143 b 367 223 16 567 a 375 567 19 022 a 353 606 3 841