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1、东北农业大学学士学位论文 学号：抗、感枯萎病西瓜不同生长发育期的光合特性和产量相关研究学 生 姓 名：指 导 教 师：所 在 院 系：园艺学院所 学 专 业：园艺专业研 究 方 向：蔬菜学东 北 农 业 大 学中 国哈 尔 滨2009年5月摘 要 本试验以对枯萎病抗性不同的西瓜品种为材料，通过浸根法对6个抗枯萎病性能不同的黄瓜品种根系分泌物进行了收集和测定,采用培养基培养的方法研究其对黄瓜枯萎病病原菌孢子萌发、菌丝生长、病原菌生物量及病原菌产孢量的影响。结果表明：1.抗病品种根系分泌物对病菌孢子萌发有显著的抑制作用，且随着根系分泌物浓度的增加抑制作用愈显著；感病品种有显著的促进作用，随着根系分
2、泌物浓度的增加促进作用愈显著；中抗品种在低浓度时有显著的促进作用，随着根系分泌物浓度的增加促进的显著性愈小，当浓度达到3株/mL时促进作用消失。2.抗病品种根系分泌物对菌丝生长有一定的抑制作用，感病品种有一定的促进作用，同一抗性品种根系分泌物不同浓度之间对病原菌菌丝长度无显著影响。3.抗病品种根系分泌物对病原菌的生长量有显著的抑制作用，且随着根系分泌物浓度的增加抑制作用愈显著；感病品种有显著的促进作用，随着根系分泌物浓度的增加促进作用愈显著；中抗品种低浓度时无明显作用，高浓度时起显著的抑制作用.4.抗病品种根系分泌物除1外均对病原菌产孢量有显著的抑制作用，且随着根系分泌物浓度的增加抑制作用愈显
3、著；感病品种有显著的促进作用，随着根系分泌物浓度的增加促进作用愈显著；中抗品种根系分泌物在低浓度下抑制作用不明显，高浓度下抑制作用显著。关键词: 黄瓜；根系分泌物；枯萎病。1前言1引言西瓜(Citrullus vulgaris Schrad) 为葫芦科西瓜属植物，原产于非洲热带草原，是一种世界性园艺作物，是大众化夏季水果，其栽培面积与总产量在世界十大之列，中国是世界西瓜的第一种植大国。每年我国西瓜种植面积为300多万公顷，西瓜是我国的重要经济蔬菜作物之一。西瓜忌连作，西瓜枯萎病病源在土壤中存活可达10年以上，故轮作周期要长。目前，随着轮作周期的缩短，枯萎病发病率有逐年提高的趋势，产量逐年下将。
4、西瓜一般要求至少6年以上的轮作(丁金城，1989)，但是由于我国耕地面积和现行的土地使用制度的限制，西瓜生产无法实行严格的轮作制度，轮作年限越来越短，而保护地西瓜生产则不可避免地连作重茬。由于西瓜多年连作，地力衰退，生产力降低，病虫害加剧，导致其产量降低，品质下降，产生连作障碍。据上海调查，近几年设施栽培条件下的西瓜枯萎病发病率一般在10%-30%，严重的病棚株率在50%，目前还没有十分有效的方法，农民为了控制病情只好大量使用化学农药，不仅造成土壤环境污染，同时也影响了产品质量和农产品安全，严重威胁生态环境和人们的身体健康 。连作障碍已成为制约一些地区农业生产特别是蔬菜生产可持续发展的重要因素
5、，其发生主要同土壤传染性病害、土壤理化性状劣变以及由根际分泌物和残茬分解物等引起的自毒作用等有关，而这些因子均不同程度地与土壤中的微生物有关。近年来，在一些西瓜产区病害频频发生，并有蔓延趋势，西瓜枯萎病对植株的侵害严重地影响了西瓜产量和品质。目前，对于西瓜连作障碍的研究，土传病虫害一直是国内外西瓜研究的重点，并在病原菌生理小种的分类鉴定，致病机理及西瓜种质资源的筛选、抗病遗传规律、连作土壤微生物种类等多方面进行了较为深入的研究 虽然选用抗病品种是最经济有效的措施，但目前选育抗病品种所需时间长，而目前选用的抗病品种一般在连续种植3 -4年后，其抗病性迅速下降，而失去商品价值。此外，目前选育的抗病
6、品种品质往往商品性差。生产上采取嫁接栽培技术，对克服镰刀菌的危害具有很好的效果(郑高飞，2000 ; 2001 ) 。作物土传病害与土壤性质关系密切，在与病害有关的土壤因子当中，土壤微生物起着极其重要的作用，土传病原菌是土壤微生物群落的组成部分，微生物群落抑制土传病原菌的能力大小与作物病情指数之间存在密切关系.通过各种手段培育出产量高、品质好的西瓜品种，是解决商品瓜标准化、优质化和多样化的根本途径。在西瓜的引种、育种及嫁接的过程中，选择一些生长生理指标作为这些过程的参考指标，是采用的基本手段，可以为研究高产优质西瓜的生长及生理特性能为其育种提供理论依据和科学指导。光合作用是作物产量形成的基础，
7、提高西瓜产量的主要途径是提高它的光合产量。但在已有的研究中，采用施肥和田间栽培技术来提高西瓜产量的报道较多，而对西瓜的光合强度和产量关系的研究报道较少。西瓜在伸蔓期和座瓜期，主侧蔓叶片的光合产物主要用于本蔓的生长，在果实生长盛期，光合产物主要是供给果实。因此，对西瓜进行光合强度测定的研究，可以为生产者选择品种、合理密植和科学地进行田间管理提供理论依据。1.1西瓜嫁接栽培技术的研究进展我国是西瓜栽培大国，具有悠久的栽培历史，但是近年来，西瓜病害（尤其是枯萎病）成为威胁我国西瓜生产的主要病害。对于西瓜枯萎病的防治一是靠轮作倒茬，但由于土地面积的限制，难以实现；二是采用化学药剂处理土壤，价格昂贵，污
8、染环境，效果甚微，至今无理想药剂；三是选用抗枯萎病的西瓜品种，由于育种技术的限制和西瓜枯萎病菌生理小种的多样性致使育种难度很大。据近年实践证明，选择适合的砧木品种，采用嫁接技术是生产中解决西瓜枯萎病发生的有效途径。因此，对西瓜砧木资源的收集、研究和利用显得尤为重要。1.1.1我国西瓜嫁接栽培历史及栽培现状人工嫁接是一项世界性的园艺技术。西瓜嫁接研究起始于1925年的日本和朝鲜2，最初主要是利用葫芦砧木防治西瓜保护地生产中的连作障碍，但是由于嫁接技术不够完善，当时未能在生产上推广应用3。直至20世纪50年代建立了子叶苗嫁接体系，简化了嫁接技术，提高了效率，加之日本西瓜枯萎病严重发生，使得这一技术
9、得以迅速发展。西瓜的嫁接栽培主要集中于砧木材料的收集、研究和利用，以及嫁接方法的探讨、嫁接苗的管理等，力求抗病增产。上世纪80年代以来，西瓜嫁接栽培已遍及日本、中国及欧美各国。中国的嫁接技术起源于自然接木现象的启示、插条繁殖技术的发展和自然界中半寄生植物种间关系的启示4。其中瓜类嫁接在我国至少有3000年历史，根据文献记载，中国嫁接技术的起源至少可以追溯到周秦时代，其后代有演进。最早关于葫芦科植物嫁接的记载是西汉的氾胜之书，“下瓠子十颗，既生，长二尺余，便总聚十茎一处，以布缠之五寸许，复用泥泥之，不过数日，缠处便合为一茎。留强者，余悉掐去。引蔓结子。子外之条亦掐去之。勿令蔓延。”51.1.2嫁
10、接亲和性研究两个不同的植株嫁接在一起，产生成功的结合部，同时发育成完整的植株，这种嫁接是亲和的，否则就是不亲和的。因此，嫁接亲和力的探讨很有价值。目前对嫁接愈合过程比较明确，Jeffree认为嫁接成活过程首先是使穗、砧断面的形成层互相密接，之后两者分别产生愈伤组织。愈伤组织相结合后，经细胞分裂、分化而使形成层连接起来，完全形成愈合组织8。Moore等用电镜详细观察了嫁接愈合过程的细胞学变化，并将其分为5个阶段：(1)切断面形成坏死层；(2)由细胞质活化而导致高尔基体的累积和砧穗间的密接；(3)砧穗愈伤组织形成和坏死层消失；(4)砧穗间维管束的分化；(5)嫁接愈合和成活9。1.1.3嫁接抗病性研
11、究西瓜易感染枯萎病，因此目前瓜类嫁接的砧木大多抗枯萎病，但其抗病机理尚不明了。周宝利等人研究嫁接茄子对枯萎病的抗性表明，嫁接茄子的抗病效果与POD同工酶的变化有密切关系。抗病性越强的砧木，其同工酶谱带的变化越大，表现为“抗病”特征带的出现与“感病”带的消失和减弱12。在感病条件下，嫁接植株的电导率、脯氨酸含量的增加程度极显著低于自根苗，说明嫁接可有效阻止病原菌的侵染及在体内的扩展，致使积累脯氨酸来缓解病菌侵害的作用减弱。嫁接后植株体内PAL活性明显升高，并保持较高的活性水平(郑群，2000)13。也有人认为在砧木根系中可能有抗病物质的合成，这种物质能运至地上部，但还需进一步研究。1.2嫁接对产
12、量和品质的影响砧木根系发达，改善了嫁接苗根系生长的条件,致使植株生长健壮。同时，利用不同用途的砧木可以使西瓜在不同的土壤条件下正常生长，如利用具有耐低温、耐旱、耐盐碱、耐瘠薄等特点的砧木。其次，砧木根系的强吸水吸肥能力,促使嫁接西瓜植株生长旺盛,西瓜果实个大、产量高。另外，嫁接西瓜幼苗前期生长快,对于早熟栽培和克服无籽西瓜前期生长缓慢的缺陷是极为有利的16。1.2.1嫁接瓜类的光合特性与果实品质品质是指产品的质量，即产品能满足一定需要的特性、特征总和(EOQE,1976)。主要指产品的外观、风味和营养价值的优越程度17。西瓜的品质性状包括以下几个方面18：1.外观包括果实形状、皮色、大小及果实
13、的整齐度等。其中果形、皮色、大小等要根据消费市场的喜好和需求而定，并无统一的标准，但各地均有一定的倾向；而果实外观整齐一致，果面光滑，畸形瓜少，商品率高，则是育种目标的共同要求。2.化学成份对西瓜而言最重要的营养化学成分是含糖量及糖分的组成和分布（中心糖、边糖和糖含量梯度）。美国、日本、韩国及中国台湾均将折光糖不低于11.5%12.0%作为西瓜育种的品质目标。在含糖量相同的情况下，糖的组成及其所占比率对甜味的口感也有一定的影响。其中最甜的糖是果糖，其次是蔗糖，再次是葡萄糖。3.果肉的色泽、质地对于红肉品种而言，肉色越深越受消费者的欢迎。近年来一些城市市场也要求一定数量的黄肉品种，因为这种色调给
14、人以清新的感觉。此外，黄肉品种一般肉质细嫩爽口，甚至带有清香的风味。内质包括可溶性固形物含量、各种糖含量、含水量、纤维含量等性状17。纤维含量高则果肉较粗。4.种子的色泽、大小及数量种子的颜色以黑色或深褐色为好，这样的西瓜剖面美观；白色或淡黄色的种子，易使消费者产生果实未充分成熟的误会，因而不受欢迎。综合育种目标，种子的大小、多少与产量、品质、抗病性比较并非主要性状。5.风味包括口味和气味。新鲜果蔬最重要的口味感觉有4种，即酸、甜、苦、涩。它们分别是由糖、有机酸、苦味物质和鞣酸物质产生的，其中酸味和甜味的组合是构成某些水果和蔬菜风味的重要因素19。其中，甜味是影响西瓜口味最重要的因子，主要是由
15、西瓜中的果糖、葡萄糖与蔗糖等物质决定。在生产中一般用可溶性固形物含量代表果实中的含糖量。1.2.2嫁接瓜类养分吸收特性与果实品质砧木吸收养分的种类和数量，依砧木的性质而定。但它吸收的养分向接穗的运输却受到接穗性质的影响，即砧木中养分的成份及含量，在一定程度上又取决于接穗。不同砧木吸收矿质元素的种类不同。葫芦比西瓜吸收镁少，因此以葫芦为砧木的嫁接西瓜，后期易出现缺镁症。葫芦科植物互相嫁接，以黄瓜为砧木，嫁接西瓜接穗中钾的含量高;以南瓜、冬瓜为砧木则钾和镁含量高。不同砧木对养分的吸收量不同，茎叶部需要的养分量与砧木供给的养分量不能保持平衡，将造成生长不良。如南瓜与黄瓜嫁接，南瓜茎叶的养分要求不黄瓜
16、大，因而用南瓜为砧木的黄瓜不共砧的黄瓜吸收的养分多;而用黄瓜作砧木的南瓜不共砧的南瓜吸收养分少。稻田典司研究不同营养液浓度的西瓜/葫芦、黄瓜/葫芦嫁接苗矿物质元素吸收情况，S吸收比自根苗高，二者Fe、P、Ca吸收差异不大。而黄瓜嫁接苗K、P、S比黄瓜自根苗低，Ca比自根苗高，二者Fe、P、Ca吸收差异不大。他认为嫁接苗对矿物质元素吸收的差异是受砧木和接穗种类影响，是由于吸收的矿物质供给接穗的量与接穗同化产生向根部供给量有差异引起的。而伤流是植物在没有蒸腾拉力时，在根压的作用下植物汁液沿木质部向上移动，由作物地上部伤口流出的一种现象。伤流液中含有大量营养物质，探讨伤流的发生规律以及伤流液中主要矿
17、质成份的变化规律，无论在理论上还是在实践上均有一定的义。伤流液除受土壤水分、温度、通气状况等外部因素影响外，还与根系的发达程度和生活动强弱等内部因素有密切关系。因此，伤流量及其成分表征了植物生长势的强弱，反映根系生理活性的大小，表达了外界条件的协调情况。因此，伤流液的数量和成分可作为根活动能力强弱的指标。据报道，蔬菜嫁接换根后，嫁接植株根系生长旺盛，吸收能力增强，具有与自根植株不同的生理生态反应20，211。黄瓜嫁接植株根系伤流速率、伤流液中各种营养元素含量与自根黄瓜显著不同。王玉彦22认为黄瓜嫁接苗伤流液中氮、磷、钾的含量高于自根苗，而钙、镁的含量低于自根苗。此外矿物质营养的吸收与果实硬度及
18、品质有关，据甲田倡南研究，南瓜砧木上所结西瓜果实含Ca量比葫芦砧和西瓜自根的高，引起果实硬度增加，品质下降23。但目前对嫁接西瓜尚缺乏伤流量与伤流液中养分数量的变化以及这些变化与植株吸收养分的关系这方面的系统研究。1.2.3嫁接与瓜类果实的营养品质瓜类果实的生长发育，必须供应给它由叶片合成的光合产物和由根系吸收来的各种物质作为养分，这些养分构成了果实的营养成分。随着果实的生长，这些各种各样的化学成分西瓜果实内不断变化，或积累或减少或消失，到果实成熟时构成了瓜类作物果实的营养品质。1.2.3.1嫁接与瓜类果实糖分积累糖分是决定瓜类作物品质的一项最重要因素，果实内所含糖的种类和数量对品质都有很大程
19、度的影响124，25，这是由健实繁茂的营养体与果实之间的复杂的源库关系调节控制的。果实中积累糖的种类、含量和比率是决定果实品质和商品价值的重要因子。蔗糖是高等植物光合作用的主要产物，是碳水化合物运输的主要形式，也是库代谢的主要基质。蔗糖也是许多果实中糖积累的主要形式，是果实品质形成的重要因子126。刘慧英等对嫁接西瓜果实中碳素代谢中糖的积累进行了一定的研究。植物叶片产生的光合同化产物，很大部分最终是以蔗糖/或山梨醇的形式，经韧皮部长途运输后卸载到发育过程中的果实内;进入果实过程中或之后在有关酶的作用下，进行一系列的代谢及跨膜运输，最终以原形式磷糖/山梨醇，更多地以其它形式，如果糖、葡萄糖等积累
20、在果实中，产生不同的风味27.301。1.2.4.2嫁接与瓜类果实中的维生素维生素C是一种重要的营养物质，其含量对西瓜果实的营养价值有着重要的影响。砧木对嫁接瓜类果实发育过程中维生素C含量的影响均是发育初期较高，在果实膨大期含量急剧下降，这可能与果实迅速生长有关，到果实生长中期，维生素C含量的增加，推测与此期间的气温较低有关，气温低有利于维生素c的合成43461。到成熟期维生素c的变化比较稳定，可能是维生素C合成增加与果实迅速生长综合作用的结果。目前对于维生素C的形成积累代谢机制研究较少，需进行深入研究。2.1西瓜光合生理特性的研究2.1.1研究光合生理的意义碳素营养是植物的生命基础，而植物体
21、就是通过光合作用将空气中的二氧化碳同化为有机物质的。绿色植物吸收阳光的能量，同化二氧化碳和水，制造有机物质并释放氧气的过程，称为光合作用（photosynthesis）。光合作用的重要性表现为：（1）把无机物变成有机物。这些有机物质不仅是组成植物本身和进行各种生理活动的物质基础，也直接或间接地作为人类或全部动物界赖以生存的食物，人类所需要的食物和某些工业原料如粮食、油料、棉、麻、木材、糖、水果、蔬菜以及烟、茶等，无不来自于光合作用；（2）蓄积太阳能量。光合作用在同化无机物质的同时，把太阳投射到地球表面的一部分辐射能转换为化学能，贮藏在形成的有机物中。据计算绿色植物每年贮存的太阳能量为7.121
22、018kJ，约为全人类日常生活、工业等方面所需能量的100倍；（3）环境保护。在光合作用中，绿色植物每年大约向大气释放4.61011t氧，它是地球上一切需氧生物生存所必需的氧源。此外，由于O2的释放和积累，一部分氧气转化为臭氧，在大气上层形成一个屏障，它能吸收太阳光中对生物有害的强紫外辐射，对生物起很好的保护作用。光合作用是地球上生命存在、繁荣和发展的根本源泉8。植物干物质90%95%来自于光合作用，光合作用是作物产量形成的基础。提高光合作用光能利用效率乃是加作物单产的必由之路。光合作用的研究无论在理论上和生产实践中都具有十分重大的意义。光合作用是目前自然科学领域中重大基本理论课题之一，各国植
23、物生理学家对光合作用的能量转换机理、CO2的同化、氧的释放、叶绿体结构功能及其调节控制和遗传特性方面，正在利用现代科学技术进行深入研究，并取得一些可喜的进展。人们一旦全面提示光合作用过程的全部细节，就有可能人工模拟光合作用，利用CO2和H2O及日光能合成人们生活所需要的有机物质，实现农业生产工厂化。这将是人类认识自然和改造自然的巨大飞跃。随着中国加入WTO后国际贸易的深入开展、西部大开发战略的实施、农业产业结构调整和西部地区农业生产由规模效益型向质量效益型转变。充分发挥西北地区光照丰富，作物生长期热量充足，大气干燥，病虫害较少等自然资源优势，因地制宜，扬长避短，扩大特色经济作物种植面积以优化种
24、植业结构、提高经济作物生产效益以促进农业生产整体效益的增长是西部农业产业化发展的必由之路。2.1.2西瓜光合生理特性的研究现状1.1.2.1光合速率光合速率以单位时间、单位光合机构（干重、面积或叶绿素）固定的CO2或释放的O2或积累的干物质的数量来表示。从表面上看，光合速率不是一个效率指标。但是，实际上它是一个重要的光合效率指标。它是光合作用不受光能供应限制即光饱和条件下表明光合效率高低的重要指标。在其它条件都相同的情况下，高光合速率总是导致高产量、高光能利用率。因此，人们常常把高光合速率说成高光合效率9。现在的绝大多数文献报告的光合速率都是以单位叶面积表示的。因此，用单位叶面积表示的光合速率
25、和有关参数，例如叶片的叶绿素、光合产物等含量和酶活性等，不仅便于不同文献资料之间的相互比较，而且也便于综合分析各个参数之间的相互关系，包括它们变化的因果关系和数量关系。用单位叶鲜重表示各种有关参数是最不可取的做法，因为用这种单位表示的各种参数很容易受叶片含水量变化的影响，特别是在涉及不同水分处理的情况下，不确定性和不可比性就更大。植物总是生活在外界环境中，由于影响净光合速率的主要环境因子光照、温度等在一天呈现出明显的日变化，因此，植物光合作用也呈现出日变化规律。1.1.2.2光合“午休”现象在自然条件下，植物光合作用的日程有两种典型的方式13。一种是单峰型，净光合速率在上午随着太阳光强的增加而
26、升高，中午达到最大值，然后在下午随着太阳光强的减弱而逐步降低。另一种是双峰型，在净光合速率变化日进程好中有两个高峰，一个在上午的晚一些时候，另一个在下午的晚一些时候，它往往比上午的第一个峰低一些，在这两个峰之间有一个中午的低谷，即所谓的中午降低或“午睡”现象。对于光合“午睡”现象来说，强太阳光、低空气湿度和低土壤水势可能是主要的环境因子，气孔导度的降低可能是重要的生理因子，而ABA合成的增加和光系统光化学效率的降低可能是重要的生化因子。这些因子相互密切联系引起生理和生化的变化。陈年来等14在日光温室条件下研究了“宝冠”和“新金兰”两个品种西瓜冠层光合作用日变化特性。结果表明，日光温室两个西瓜品
27、种间冠层光照分布和单叶光合作用日变化模式存在明显的差异，冠层光照条件影响个叶层的光合强度及其日变化趋势。两品种冠层整体光合速率日动态呈单峰型，“宝冠”西瓜单叶净光合速率较高，光效光合时间较长，但表现出午休特征。“新金兰”西瓜单叶光合速率低，光效光合时间较短，未表现出明显午休特征。1.1.2.3光合光响应曲线光是光合作用的能量来源，光照强度对光合速度影响很大，在一定范围内光合速率与光强几乎呈直线关系，超过一定范围后，光合速率增加转慢，当到达某一光照强度时，光合速率就不再增加，这种现象称为光饱和现象(light saturation)，开始出现光饱和现象时的光照强度称为光饱和点（light sat
28、uration point)。产生光饱和现象的原因很多，归纳起来有两个方面：一方面可能是光合作用的色素系统和光化学反应系统来不及吸收和利用那么多的光能；另一方面则是光合作用中暗反应系统在光反应加快的情况下，不能发生相应的配合，还来不及利用那么多的光反应产物。张建农等15对黄化西瓜的光合速率等指标的测定结果表明，黄化西瓜叶绿素含量低，黄化西瓜光合速率较低，对光合作用测定相关参数的分析认为黄化西瓜叶绿素含量低是光合速率低的惟一原因；黄化西瓜的光补偿点较高，表明尽管其单位叶面积光合速率较低，但消耗仍然维持了相当的水平。2材料与方法2.1试验材料：供试西瓜品种2个：丰乐甜妞（高抗，R1），丰乐小天使（
29、感病，S2）（合肥丰乐种业股份有限公司）。果型中小型。供试砧木品种：博强一号南瓜（P）（天津德瑞特种业有限公司）。2.2试验地点试验在东北农业大学园艺试验站1号大棚和园艺学院蔬菜生理生态研究室进行。2.3试验时间本实验于2008年3月开始至2008年7月结束2.4供试土壤：试验土壤为黑土2.4.1 供试土壤基本理化性质Basic physicochemical properties of tested soil电导率（mScm-1）ECpH有机质（%）Organic matter碱解氮（mgkg-1）Alkali-hydrolyzable N有效磷（mgkg-1）Available P速效钾（
30、mgkg-1）Available K0.967.214.66296.51275.00372.052.5实验药品甲醇、连二亚硫酸钠、氯化三苯基四氮唑、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、浓硫酸；丙酮、石英砂；氢氧化钠、硼酸、甲基红-溴甲酚绿指示剂、碱法甘油、硫酸亚铁、盐酸；碳酸氢钠、无磷活性炭粉、钼锑贮备液、钼锑抗显色剂；乙酸铵、氯化钾；重铬酸钾、邻菲啰啉指示剂；无水乙醇、葡萄糖、蒽酮；正丁醇、无水氯化钙。2.6 实验仪器表2-2 实验仪器Tab.2-2 Laboratory apparatus仪器名称Apparatus denomination型号Version生产厂家Fabricant电子天平PL303
31、梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司实验室pH计FE20梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司实验室电导率仪FE30梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司超纯水装置MILLIPORE B.P.307法国光照培养箱LRH-250G-I智能型广东省医疗器械厂医用型洁净工作台DL-CJ-2ND北京东联哈尔仪器制造有限公司旋转蒸发仪N-1000上海爱朗仪器有限公司水浴锅SB-2000上海爱朗仪器有限公司水流抽气机A-3S上海爱朗仪器有限公司分光光度计WFJ722上海光谱仪器有限公司便携式光合仪LI-6400美国Li-COR火焰光度计FP6410北京高压蒸汽灭菌锅DSX-280B上海申安医疗器械厂电热恒温水浴锅H
32、W-SY21-K-4C北京市长风仪器仪表公司高速冷冻离心机Allegra X-22RBeckman Coulter. Inc.电泳仪DYY-6C北京市六一仪器厂紫外成像仪Alphalmager HPAlpha Innotech Corp.2.7试验方法（1）种子处理西瓜和砧木种子在0.1%高锰酸钾溶液中浸泡10min., 然后在55的温水中搅拌至恒温。葫芦浸种24h，南瓜浸种6h，投洗干净, 在30恒温箱内催芽，葫芦催芽前嗑开种子脐部，待胚根长约0.5cm时，播种于营养钵中,接穗种子播于灭菌蛭石穴盘中。（2）嫁接采用顶插法。嫁接时，砧木苗以真叶出现时为宜，接穗西瓜苗以子叶充分开展为宜，为此砧木
33、提前5d播种，直接播入钵中，同时播种催芽的西瓜种子，7d后嫁接。刚嫁接时，白天保持26-28，夜间18-20，放在遮阴保湿的塑料棚内。后随通风增加逐步降温，1周后白天23-24，夜间18-20。嫁接前2天应充分浇水，嫁接后密封，使空气湿度达到饱和状态，不必换气。5-6d后进入融合期，在清早、傍晚空气湿度高时换气，并逐渐增加通风时间与通风量。在苗床盖遮阳网遮光，避免高温和直射光引起接穗凋萎，5-6d后在早上，傍晚除去覆盖物，接受散射光，并渐增见光时间，10d后只在中午遮光，12-15d后恢复到一般苗床管理。（3）温室定植垄作，垄距为60cm, 株距40cm.每个小区面积为4.32m2（0.6 m
34、1.2m6m），每个处理设3次重复，随机排列。每行16株，每小区32株。定植前施入有机肥，实验过程中不施加任何肥料。常规管理。（4）生理指标测定选择晴好天气用美国Li-COR公司生产的LI-6400便携式光合仪在上午10.00-12：00，选择各品种（系）中长势基本一致的植株，取其叶龄、叶位基本一致的成熟无病害叶片，对西瓜功能叶片进行净光合速率及影响因子，包括光和有效辐射、气孔导度及蒸腾速率的测定。每个处理随机取3株， 3次重复，取9次测定结果的平均值。 待西瓜果实成熟时，在田间分别测出各品种单瓜重量，最后计算其产量。3结果与分析 3.1不同抗性西瓜光合速率变化的比较坐果期时，西瓜为了维持较高
35、的净光合速率（Pn），其蒸腾速率保持在较高的水平上，一方面叶片进行较强的光合作用，体内和外界的物质和气体交换的速度较快；另一方面，西瓜进行蒸腾作用可以将体内的热量带出体外，降低自身的温度，避免受到高温伤害，这也是其自我防御的一种体现。从一天的光合效率比较，伸蔓期时，四个品种（系）西瓜的净光合速率（Pn）为R1S2PR1PS2。在坐果期时其净光合速率（Pn）为R1S2PR1PS2。嫁接抗性无籽西瓜种皮厚，从而致使小苗生长弱而缓慢。但是PR1既是嫁接又是抗性西瓜，所以其生长比较旺盛，光合速率也较高。由此可知7月4日时，PR1已经开始显现出抗性嫁接的优势。前期R1抗枯萎病的品种，净光合速率在试验品种
36、中明显为最高速率，其他品种虽有差距但不显著，后期S2品种多染病，致使净光合速率显著下降。整体看来 R1为净光合速率最高的品种，嫁接的PR1、PS2中嫁接抗病品种PR1较PS2净光合速率略高。表 不同西瓜处理对西瓜净光合速率的影响/molm-2s-1Table Effects of different treament on pHotosynthetic rate of watermelon/mol m-2s-1处理R1S2PR1PS2P5.2515.6314.111.9311.8117.210.301.200.840.450.54BbCcDdDdAa6.1415.6314.0111.9311.
37、8117.210.301.20.840.450.54BbCcDdDdAa7.414.9010.3010.108.4511.600.950.200.103.050.26AaBbcBbcBcAbb7.245.343.776.896.434.510.810.850.331.040.39BCbcDdAaABabDCdc3.2不同抗性西瓜蒸腾速率的比较 四个品种西瓜叶片的蒸腾速率变化曲线均成明显的单峰型。R1、S2、P三种品种西瓜叶片的蒸腾速率均逐渐下降；而PR1、PS2的蒸腾速率为先下降后增长的趋势，而其中的PR1特性表现最为明显。10：0014：00期间，四个品种（系）西瓜有较快的蒸腾速率，这是因为
38、这期间叶片保持较高的温度，叶片将体内水分蒸发以降低自身温度，防止光合器官受到高温伤害。表 不同西瓜处理对西瓜蒸腾速率的影响/ molm-2s-1Table Effects of different treament on transpiration rate of watermelon / mol.m-2s-1处理R1S2PR1PS2P5.255.346.054.634.375.810.270.150.160.130.69ABbAaBCcCcAab6.144.864.263.843.744.80.090.270.760.450.24AaABabBbBbAa7.41.981.212.641.65
39、2.660.170.040.030.460.02BbCcAaBCbAa7.240.841.263.333.542.430.850.531.651.430.42BbABbAaAaABab3.3不同抗性西瓜气孔导度的比较气孔是陆生植物叶片上的一个重要结构，它是植物体与外界进行气体交换的重要门户。气孔导度（Cond）则是指植物通过气孔传导二氧化碳和水蒸气的能力，是反映气孔行为的最为重要的生理指标之一。如表所示，四个时期西瓜品种（系）西瓜叶片的气孔导度变化是一条下滑曲线。10：00以后，光强不断增大，叶温升高，气孔开始关闭，气孔导度下降以减少蒸腾失水；下午光强减弱，叶温降低，光合速率也达到第二个峰值，
40、但气孔导度却并没有增加，这可能是因为这个时期西瓜的叶片还没有完全发育成熟，光合器官受到损伤后不容易恢复。四个时期品种（系）西瓜坐果期植株叶片胞间CO2浓度在上午08：00时最高，随着光合速率的不断升高，CO2的同化量也不断增加，胞间CO2浓度不断降低。12：00时，除R1和S2的蒸腾速率保持下降趋势外，其它品种（系）西瓜叶片的蒸腾速率降到最低并随后开始升高，14：00时PR1、PS2的蒸腾速率降到最低并随后开始升高。16：00以后，四个品种（系）西瓜的蒸腾速率全部下降，但除P的其它品种（系）西瓜的蒸腾速率的下降幅度较小。表 不同处理对西瓜气孔导度的影响/mmolm-2s-1Table Effe
41、cts of different treatment on stomata conductance of watermelon处理R1S2PR1PS2P5.250.150.160.140.120.150.0060.0090.0060.0110.025ABabAabABbcBcABab6.140.110.090.080.080.110.0020.0070.1770.0060.003AaABbBbcBcAa7.40.040.030.060.030.060.00490.00030.00030.00780.0002BbCdAaBCcAa7.240.040.030.080.080.050.0160.01
42、20.0420.0350.009AabAbAaAaAab注：小写字母表示差异显著水平 (p0.05) .大写字母表示差异显著水平 (p0.01)Note: The values with small letters are significant difference (p0.05).The values with big letters are significant difference (p0.01)3.4产量大棚产量由图表看出嫁接的西瓜品种PR1、PS2的抗性较感病S2品种产量要高，而未嫁接的西瓜抗病品种R1产量最为稳定，对于PS2来说，虽然为感病品种但由于嫁接对枯萎病的抵抗能力由所上
43、升，所以产量仍然可观。所以，可以得到结论嫁接可有效并显著提升西瓜果实产量。4讨论 4.1抗性对西瓜农艺性状影响的探讨西瓜从播种到果实成熟，整个生育周期植株生长均表现为慢一快一慢的节奏性。但不同抗性对西瓜嫁接后生长发育影响差异显著。西瓜砧木主要是同科的葫芦属、南瓜属、冬瓜属的不同种、变种和品种，研究认为西瓜与各种瓜类砧木的亲和性关系依次为西瓜(共砧或称本砧)、葫芦、冬瓜、南瓜、甜瓜、黄瓜，但同一种的不同变种和品种表现差异很大。用西瓜作接穗，其他瓜类作砧木，除黄瓜砧外，都表现很强的共生亲和力。而且嫁接是两个系统融合成一个系统的生理生化过程。融合的难易表现为接触面的愈合速度，对温湿度条件、营养条件要
44、求的高低，病菌病毒的侵染也是影响嫁接成活的重要因素。试验中还发现，嫁接能够显著促进植株生长，但定植初期株高则小于自根苗，这可能是嫁接苗存在成活缓苗阶段而造成的。定植缓苗后，由于嫁接苗具有较发达的根系，地上部迅速生长。可见西瓜嫁接栽培，首先是砧木具有庞大的根系，根系的旺盛生长和活跃的生理活动又促进了地上部的生长，根系和地上部相互促进，形成了协调的地上部与地下部关系。这与前人报道相一致。4.2抗性对嫁接西瓜光合特性影响的探讨本次试验表明嫁接植株光合速率著升高说嫁接能够提高的光反应及暗应活性。这可能是嫁接苗具有较高的光合色素含量，即具有较高的转化光能的效率。植物的光合作用主要取决于三个生理过程，即光
45、合底物的传导、光反应和暗反应。叶片具有较强的二氧化碳传导能力，较高的光反应和暗反应活性是叶片取得较高的光合速率的重要的生理基础。而叶片又是光合作用的主要器官，叶龄、叶位、叶绿素含量、叶片的显微及亚显微结构、叶绿体的光化学活性等自身内部特征均影响光合作用。结果表明，不同抗性间光合速率日变化显著:嫁接苗的光合速率一直高于自根苗，嫁接抗病苗光合速率高于嫁接感病根苗，差异达到显著水平。表明嫁接苗在生长前期形成了较强的光合系统和生殖生长的基础，为嫁接西瓜高产稳产奠定了物质基础。西瓜在伸蔓期与座瓜期的光合强度无显著差异，在生产上，该时期主要通过一系列有利于叶面积迅速增加，达到合理的叶面积指数的技术措施，达
46、到提高产量和品质的生产目的。4.3抗性对西瓜果实品质形成影响的探讨糖的积累是果实品质形成的关键，西瓜果实在其发育过程中可溶性糖含量是逐渐升高的。果实中主要糖的变化规律可能跟果实的增长速度有关，发育初期，果实增长速度快，光合产物主要为果实生长提供物质基础，而发育后期糖积累速度增加可能是蔗糖代谢相关酶共同作用的结果。与蔗糖代谢和积累密切相关的酶主要有酸性转化酶，中性转化酶、蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶。转化酶将蔗糖分解为果糖和葡萄糖，蔗糖合成酶既能催化蔗糖合成又能催化蔗糖的分解，但也有人认它为它主要起分解蔗糖的作用，蔗糖磷酸合成酶被认为是催化蔗糖合成的主要的酶，已有大量报道显示上述酶类在糖的运输、代谢和积累中起重要作用。4.4抗性对西瓜产量影响的探讨大棚产量看出嫁接的西瓜品种PR1、PS2的抗性较感病S2品种产量要高，单果重也要略高，果实饱满口感适宜。而子根苗的西瓜抗病品种R1产量最
