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甜瓜是一种经济效益较高的喜温性作物,在我国早春和秋冬季节生产中经常遭遇冷害,严重影响其正常生长发育,降低了产量和品质。因此,探究缓解甜瓜低温逆境伤害的途径,对实现甜瓜安全生产尤为重要。海藻糖(Tre)被认为是一种绿色无毒,具有“生命之糖”美誉的植物生长调节物质,能提高作物的多种抗逆性,但其在调节作物耐冷方面的报道较少,具体的调节机制尚不清楚。因此,本文以薄皮甜瓜耐冷品种(IVF571)和冷敏感品种(IVF004)为试材,研究了‘IVF571’和‘IVF004’甜瓜幼苗的耐冷性,并分析了植株内源过氧化氢(H2O2)和一氧化氮(NO)水平。在此基础上,研究了外源Tre对甜瓜耐冷性的调控作用,以及外源Tre诱导的内源H2O2和NO和脱落酸(ABA)是否参与甜瓜耐冷性,并明确了相关的作用路径。主要结果如下:1.以‘IVF571’和‘IVF004’甜瓜为试材,待第3片真叶完全展开时,进行常温处理(28℃/18℃,昼/夜)或冷胁迫处理(15℃/6℃,昼/夜),温度处理24 h后取样测定相关指标。结果表明,冷胁迫下,‘IVF571’幼苗膜脂过氧化损伤显著小于‘IVF004’,而内源H2O2和NO水平则显著高于‘IVF004’。‘IVF571’甜瓜品种耐冷性高于‘IVF004’品种与内源H2O2和NO水平正相关。2.以‘IVF004’甜瓜为试材,待第3片真叶完全展开时,整株预喷施10 m M Tre、50 m M蔗糖(Suc)、20 m M葡萄糖(Glu)或蒸馏水,12 h后,开始常温处理(28℃/18℃,昼/夜)或冷胁迫处理(15℃/6℃,昼/夜),并于不同时间点取样测定相关指标。结果表明,与Suc和Glu相比,外施Tre更有效地增加冷胁迫下甜瓜叶片的PSII最大光化学效率(Fv/Fm),降低了相对电导率;提高了超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽还原酶(GR)、抗坏血酸盐过氧化物酶(APX)活性和还原型谷胱甘肽与氧化型谷胱甘肽比率(GSH/GSSG)。外源Tre能显著提高甜瓜幼苗耐冷性。3.以‘IVF004’甜瓜为试材,待第3片真叶完全展开时,用10 m M Tre或蒸馏水预处理,于处理后不同时间点取样测定相关指标。结果表明,外源Tre处理可上调甜瓜叶片中呼吸爆发氧化酶基因(Cm RBOHD)、硝酸还原酶基因2(Cm NR2)、一氧化氮合酶基因1(Cm NOS1)和9-顺式-环氧类胡萝卜素加双氧酶基因3(Cm NCED3)和质膜内在蛋白基因(Cm PIP2-1/Cm PIP2-2)表达,提高了内源H2O2、NO和ABA水平。外源Tre能诱导甜瓜幼苗内源H2O2、NO和ABA产生。4.以‘IVF004’甜瓜为试材,待第3片真叶完全展开时,使用200μM的2-(4-羧基)-4,4,5,5-四甲基咪唑啉-1-羟-3-氧化物(c PTIO,一种NO清除剂)和5 m M的二甲基硫脲(DMTU,一种O2-和H2O2清除剂)或水喷施甜瓜叶片,8 h后,再用10 m M Tre或水外源喷施,12 h后,开始常温处理(28℃/18℃,昼/夜)或冷胁迫处理(15℃/6℃,昼/夜),并于不同时间点取样测定相关指标。结果表明,采用DMTU清除甜瓜内源H2O2削弱了外源Tre缓解甜瓜耐冷性的作用,而采用c PTIO清除NO,则几乎消除了外源Tre和H2O2缓解甜瓜耐冷性的作用。H2O2和NO参与Tre调控甜瓜幼苗耐冷性。5.以‘IVF004’甜瓜为试材,待第3片真叶完全展开时,用50μM的正二氢愈创木酸(NCED生物合成抑制剂,NDGA)或蒸馏水预处理。8 h后,用10m M的Tre或蒸馏水喷施处理。12 h后,开始常温处理(28℃/18℃,昼/夜)和冷胁迫处理(15℃/6℃,昼/夜),并于不同时间点取样测定相关指标。结果表明,与单独冷胁迫处理相比,用NDGA抑制内源ABA的合成进一步加重了甜瓜幼苗冷胁迫损伤、降低了叶片相对含水量(RWC)。外源Tre处理缓解了冷胁迫和NDGA的抑制作用,提高了叶片RWC,维持了相对正常的细胞形态结构和植株光合作用。同时,采用病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术沉默Cm NCED3基因,较单纯冷胁迫处理加重了甜瓜幼苗冷胁迫损伤,而外施Tre则显著缓解。ABA参与Tre调控甜瓜幼苗耐冷性。综上所述,‘IVF571’甜瓜幼苗耐冷性显著高于‘IVF004’,其可能与冷胁迫诱导的不同品种幼苗H2O2和NO水平高低有关。外源Tre较Suc和Glu明显提高了甜瓜耐冷性,推测Tre可能具有自身独特的抗逆功能,而非等同于其他二糖(例如Suc)或直接分解产物(Glu)起作用。外源Tre可提高甜瓜内源H2O2、NO和ABA水平,刺激甜瓜的冷响应和抵御系统,提高抗氧化酶活性,最终缓解了冷胁迫下甜瓜幼苗膜脂过氧化损伤。在此过程中,H2O2,NO和ABA参与了Tre的调控作用,NO可能位于H2O2和ABA的下游发挥作用,最终维持了细胞结构的完整性,提高了甜瓜幼苗光合作用和耐冷性。