植物生长发育是一个有序的过程。地上部叶片是光合作用的场所,合成碳水化合物从而供应果实等产品器官和地下部根系的生长所需,而根系则吸收水分和养分满足地上部生长的需求。同时,地上部与地下部均能感应环境的变化而产生信息物质并通过木质液和韧皮液分别向地上部或地下部运输从而影响其它器官中的相关基因表达、生理代谢和生长发育。研究低温胁迫下植物地上部、地下部的生理变化以及植物激素类信号物质在其中的作用,可以帮助我们深入了解地上部和地下部互作的机制。本试验以温度敏感性不同的瓜类作物为材料,通过研究砧木喜温性和外源喷施细胞分裂素(CTK)对黄瓜光合机构耐冷性的影响,探讨了地上部和地下部对低温响应的差异,所取得的主要结果如下:1.研究黄瓜自身嫁接苗、黑籽南瓜嫁接苗经地上部和地下部低温(12℃)处理后,生长量、气体交换参数、叶绿素荧光参数、抗氧化系统及碳水化合物代谢的变化,结果表明,低温导致各处理植株生长受到明显抑制,饱和光合速率(A_sat)和气孔导度(Gs)显著降低,PSⅡ电子传递量子效率(Φ_psⅡ)、光化学猝灭系数(qP)、暗适应下PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)也均有不同程度的下降;低温导致抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)和碳水化合物含量上调;在各处理中,各参数变化幅度以黑籽南瓜嫁接苗较黄瓜自身嫁接苗小,地下部低温处理植株较地上部低温处理植株变化幅度小。2.根部低温处理10 d后,温度敏感性不同的瓜类植物(耐低温的黑籽南瓜、喜温的黄瓜和耐热的苦瓜)作为砧木嫁接黄瓜地上部生长量形成了明显的差异,以黑籽南瓜嫁接苗(C/Pt)鲜物重最大,黄瓜嫁接苗(C/Ct)次之,苦瓜嫁接苗(C/Kt)最少,且这种差异和各处理地上部叶片的叶绿素含量、光合和呼吸系统响应差异具有一定的相关性.根部低温时,苦瓜嫁接苗表现出最为显著的叶绿素含量和光合作用下降和呼吸作用的上升,黄瓜嫁接苗次之,黑籽南瓜嫁接苗变化最小。这可能是因为苦瓜需要通过呼吸制造更多的能量和一些中间物质,来修补叶片中的光合系统,同时通过韧皮液下运,来缓解根际低温对根系的伤害。3.研究外源CTK对低温诱导光合作用下降的影响。结果表明,而黑籽南瓜作砧木嫁接和叶面喷施6-苄基腺嘌呤(6-BA)均缓解了根部低温导致的地上部和根系的生长量、叶片中叶绿素含量、木质液的渗出速度、饱和光合速率(A_sat)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(和Tr)的降低。此外,喷施6-BA可显著提高胁迫中叶片的叶绿素含量,抑制老叶、新叶中叶绿素a/b的降低;6-BA处理也明显缓解了根际低温对木质液流速的限制,这可能和地上部叶片蒸腾作用的提高有关。