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缓解蔬菜高温胁迫伤害技术的研究进展
摘 要:该文从物理途径、化学途径和生物学途径等3个方面系统总结了国内外缓解蔬菜高温胁迫伤害技术的研究进展,并对今后的研究方向进行了展望,以期为进一步揭示外源物质缓解蔬菜作物高温胁迫的机理提供参考。
关键词:缓解机理;蔬菜;高温胁迫伤害
中图分类号 S63 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2017)01-0042-05
Abstract:This paper systematically summarized the research achievements of alleviating heat stress injury in vegetables including physical method,chemical method and biological method,and also suggested some future directions which could provide valuable reference for the research of alleviating mechanism of heat stress injury in vegetables.
Key words:Alleviating mechanism;Vegetables;Heat stress injury
高温严重影响作物的产量[1],温度的细微变化能极大地影响植物的生长和发育等行为[2],已成为影响农业生产的主要问题之一。高温在引起蛋白质变性和生物膜结构破损后,导致植物体内生理生化代谢紊乱,同时使得植物的叶绿素失活,光合作用暗反应受阻,降低了光合效率[3-4],造成叶片萎蔫或灼伤,叶色变褐、变黄,抑制根系生长[5-7]。本文从物理途径、化学途径和生物学途径等3个方面系统总结了国内外缓解蔬菜高温胁迫伤害技术的研究进展,并对今后的研究方向进行了展望,以期为进一步揭示外源物质缓解蔬菜作物高温胁迫的机理提供参考。
1 物理途径
1.1 应用降温设施 生产上常用一些设施设备辅助夏秋季降温,最常用的降温方法是遮阳网降温,有内遮阳网和外遮阳网,以及在遮阳网上喷雾利用汽化吸热降温;其次还有自然通风降温以及湿帘风机降温系统、高压冷雾降温系统、细雾风机降温系统、空调等降温设备[8]。研究发现遮阳网覆盖不同程度地削弱了夏季的强光,在夏季最高气温超过35℃,平均可使地表温度下降9~13℃,最高降幅达19.9℃,叶温下降2~5℃,改善了植株生长的小气候环境,缓解了白菜的高温生长障碍[9-10]。王吉庆等[11]通过降温来改善根系生长环境及提高根系生理活性,能有效提高地上部细胞分裂素类物质(iPA)及赤霉素(GAs)含量、GAs/ABA比值升高、内源多胺维持高水平,叶绿体结构完整性及膜的稳定性提高,有效地缓解了高温对地上部造成的伤害。
1.2 增加空气湿度 增加空气相对湿度,有利于澳洲坚果的生长发育[12]。研究发现[13]在夏季高温时段(10:00―16:00),温室番茄栽培中增加空气湿度至80%~90%,能够促进番茄植株的营养生长和生殖生长,并且高湿度可以帮助番茄植株更好地进行自身体内代谢的调节,来缓解逆境伤害,就叶片温度变化来说,中湿度处理更有利。
1.3 冷激 温度逆境锻炼是提高植物交叉适应,使其获得抗逆性的一种有效手段[14-16]。冷激锻炼后番茄幼苗叶绿体和线粒体等细胞器排列有序、膜结构完整、基粒片层和类囊体片层结构清晰,而未经冷激处理的叶肉细胞结构则受到较大的损伤。同时,冷激还有利于早期花芽分化进程的提前,提高番茄坐果数和坐果率[17]。
1.4 CO2加富 在设施生产中,CO2加富技术广泛应用的同时,也经常会伴随着高温现象的发生,关于CO2加富在植物响应高温胁迫中的作用,目前还未形成定论。研究发现CO2加富处理能显著缓解高温胁迫(42℃)下番茄生长、PSII有效光化学效率的下降、叶片相对电导率的上升、内源NO及H2O2含量也显著上升,不依赖于ABA途径而是通过细胞内redox动态平衡有效调控,减少氧化胁迫[18]。有研究表明高温和CO2浓度升高对植物生长发育具有协同促进作用,李慧霞报道[19]在高温CO2加富条件下,茄子叶片可以维持较高的光合速率,氮素含量下降,硝酸还原酶无显著变化,而随处理时间的延长保护酶活性和非酶抗氧化剂的含量则表现为升高的趋势,一定程度上缓解了高温对叶片的损害。
1.5 嫁接 嫁接是提高蔬菜抗逆性的有效措施,研究发现以“黑籽南瓜”嫁接,能增强黄瓜幼苗耐低温能力,但减弱了耐高温能力,采用断根嫁接后黄瓜幼苗的根系活力强,提高了叶片中渗透调节物质的含量,POD、SOD活性增高,增强了抵
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