设施栽培业已成为我国现代农业中的重要组成部分，但是由于设施栽培复种指数高、作物种类单一等特点，随着栽培年限的增加，连作障碍的发生十分普遍，严重影响了农作物的产量和品质，成为设施栽培生产中亟待解决的瓶颈问题之一。自毒现象是连作障碍的主要成因之一，在蔬菜作物，特别是瓜类作物中普遍存在。因此，探究自毒现象的产生机理并寻求有效的缓解机制对连作障碍的研究有着非常重要的理论和实践意义。本文以黄瓜（Cucumis sativus L．）为试材，研究了自毒物质对黄瓜种子萌发后胚根生长过程中细胞分裂、核内复制、细胞伸长、细胞氧化还原状态及贮藏物质代谢的影响，并在此基础上，研究了蔗糖和抗坏血酸对黄瓜自毒现象的缓解效应。所取得的主要研究结果如下：1．黄瓜根系浸提液和根系分泌物均能显著抑制黄瓜胚根生长。细胞周期相关基因表达的分析结果表明，根系浸提液显著抑制了CDKB、CycA、CycB、CycD3；2基因的表达，但对CDKA和CycD3；1基因的表达没有产生显著影响；根系分泌物对上述6个细胞周期相关基因的表达都产生了显著的抑制效果。同时，根系浸提液和根系分泌物均造成黄瓜细胞核DNA相对含量发生改变，其中2C比对照显著降低，8C显著增加，造成平均倍性（MCV）增加。因此，根系浸提液和根系分泌物对黄瓜胚根生长所产生的抑制作用可能与细胞周期相关基因表达的下调有关，而核内复制现象的加剧可能是植物对逆境响应的一种保护机制。2．苯基羧酸类化合物（苯甲酸和肉桂酸类衍生物）不同程度地抑制了黄瓜胚根的生长，其中，肉桂酸的抑制效果最为显著，其抑制效果随着浓度的增加而提高。苯基羧酸类化合物处理后6小时即引起细胞周期相关基因表达量下降，其中有丝分裂的标志性基因CycB的变化最为显著。从细胞周期相关基因的表达对肉桂酸处理响应的时间变化可以看出，主要作用于G₂／M期的基因（CDKB，CycA和CycB）在肉桂酸处理后48小时内表达量都处于较低的水平，而CDKA，CycD3；1和CycD3；2基因的表达量仅在处理都较早的时间段（3-12小时）受到显著抑制，随后逐渐接近对照水平。同时，苯基羧酸类化合物也引起了核内复制过程的加剧，并且黄瓜根尖细胞的平均倍性在肉桂酸处理后6小时即显著高于对照。因此，黄瓜根系生长受抑主要是由于细胞周期相关基因，特别是负责调控有丝分裂的基因，在转录水平上的表达受到自毒物质的严重抑制所造成的。另外，自毒物质造成的有丝分裂受阻可能也是导致核内复制水平提高的主要原因之一。3．黄瓜种子萌发及萌发后的生长过程中，种子内贮藏的油脂逐步转化为蔗糖供种子萌发后至光合自养前的生长所需。受自毒物质肉桂酸影响，在黄瓜胚根生长受抑的同时，可溶性糖、蔗糖、己糖含量也显著降低，由此导致总呼吸速率显著降低；在肉桂酸处理的同时添加蔗糖后，可溶性糖含量与呼吸速率与对照无显著差异。肉桂酸造成的糖含量降低是由于油脂运输分解过程中关键基因表达量显著下降造成的，而添加蔗糖后这些基因表达量提高至对照水平。可见，外源添加蔗糖一方面弥补了肉桂酸导致的糖含量亏缺，另一方面有可能作为信号分子调控植物的生长代谢过程。4．肉桂酸显著抑制了expansin基因的表达，说明肉桂酸不仅阻碍了细胞分裂的进行，也抑制了细胞伸长生长过程。同时，肉桂酸处理后，AsA／DHA和GSH／GSSG比值显著降低，即细胞氧化还原状态受到了严重影响。外源添加蔗糖能缓解多种苯基羧酸类化合物对黄瓜胚根长度造成的抑制现象，这可能与细胞周期相关基因和expansin基因的表达量提高有关。此外，蔗糖也可能通过调节AsA-GSH循环相关基因的表达和AsA-GSH氧化还原状态对细胞生长产生积极的作用，保护细胞免遭自毒物质毒害。5．0．5 mM抗坏血酸对肉桂酸的毒性有很好的缓解效果，同时还能有效缓解多种苯基羧酸类化合物对黄瓜胚根长度造成的抑制现象。在肉桂酸处理的同时添加抗坏血酸后能够提高细胞周期相关基因和抗氧化基因的表达量，还能显著提高expansin基因和AO基因的表达量，抑制POD基因的表达。说明外源添加抗坏血酸一方面能促进细胞周期的进行、抵御细胞氧化胁迫，另一方面能促进细胞壁松弛、延伸，延缓细胞壁硬化，提高植物细胞对自毒物质的抗性。