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为了探讨外源氢气(H2)对黄瓜耐冷性的调控机理,以‘津优35号’黄瓜为试材,采用富氢水(HRW,H2供体)浸种和浸种结合叶面喷施两种方法进行处理,以去离子水处理为对照(CK),研究H2对低温下黄瓜光合作用、抗氧化系统、渗透调节、氮代谢及产量的影响。主要结果如下:1.低温下100%HRW处理黄瓜幼苗日增株高、日增叶面积、日增鲜重、日增干物质量和根系生长量均显著高于CK,HRW处理日光温室秋冬茬黄瓜的生长量也显著高于CK。说明HRW能缓解低温对黄瓜生长的抑制作用。2.低温胁迫可使黄瓜幼苗叶片的电解质渗漏率(EL)、冷害指数、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量及超氧阴离子()产生速率持续升高,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和谷氨酸半胱氨酸合成酶(GCS)活性,以及还原型谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(AsA)含量先升高后降低。HRW处理的EL、冷害指数、H2O2和MDA含量及产生速率显著低于CK,SOD、POD、CAT、APX、GR、DHAR和GCS活性及GSH和AsA含量明显高于CK,日光温室秋冬茬黄瓜的变化趋势与幼苗期一致。可见,HRW可通过提高抗氧化酶活性和抗氧化物质的含量清除过量ROS,减轻低温对黄瓜细胞膜的伤害。3.低温下黄瓜叶片的相对含水量和渗透势持续降低,脯氨酸和可溶性糖含量先升高后降低。与CK相比,HRW处理的相对含水量和渗透势的降低幅度较小,脯氨酸和可溶性糖含量较高。说明HRW处理能增强细胞的吸水和保水能力,提高叶片的渗透调节能力,增强黄瓜幼苗的耐冷性。4.低温下黄瓜叶片的光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、光下实际光化学效率(ΦPSΠ)、暗下光系统Π最大光化学效率(Fv/Fm)、光下最大天线转换效率(Fv′/Fm′)均逐渐降低,而胞间CO2(Ci)和初始荧光(F0)趋于升高。HRW处理的黄瓜叶片的Pn、Gs、Tr、ΦPSΠ、Fv/Fm、Fv′/Fm′和核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase)活性均显著高于CK,Ci和F0明显低于对照。可见,HRW处理能减轻低温对黄瓜叶片光合机构的破坏程度,维持黄瓜较高的碳同化能力。5.低温下黄瓜的总氮和氨态氮含量及硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)及谷氨酸脱氢酶(GDH)活性先升高后降低,硝态氮含量略有升高。HRW处理的黄瓜幼苗总氮、氨态氮含量及NR、GOGAT和GDH活性高于CK,硝态氮含量和GS活性与CK无明显差别。6.育苗前先用100%HRW浸种,冬季寒流前再进行叶面喷施,可提高黄瓜植株耐冷性,增强抗氧化能力和光合活性,促进植株生长发育,产量比CK增加10.6%。