目前在探讨植物抗盐机制方面已取得了长足进展，但多以NaCl处理作为研究手段。温室土壤次生盐渍化的阴离子类型以NO3-为主，而温室土壤中NO3-积累造成蔬菜伤害的内部机理尚缺乏深入系统的研究。 本课题在已有研究基础上，采用水培技术，设定营养液中不同NO3-浓度处理7d，进一步探讨土壤中NO3-过量积累对黄瓜的伤害机理，以及在NO3-胁迫条件下，NO3-在黄瓜器官内的分布，对黄瓜幼苗生理生化特性、离子跨膜运输功能蛋白活性及对细胞内Ca2+水平变化的影响，为改良根际环境，减轻盐渍化危害奠定理论基础。主要结果如下：1.利用15N示踪技术研究黄瓜对氮素的吸收、分配及利用特性： 土壤盆栽黄瓜幼苗在4叶1心和6叶1心期，在一定程度上，随NO3-浓度的增加，有利于幼苗生长，故干物质积累量有所增加，叶片中N含量增加。随生育期的延长(抽蔓期和结果期)，黄瓜根系积聚大量N，植株长势明显受抑，甚至出现萎蔫枯死现象。NO3-胁迫下，4个生育期黄瓜植株对15N的利用率均比对照显著降低，但N2(900Kg·hm-2)处理下，整株从肥料中吸收的N量均高于对照，这说明随NO3-浓度的增加，植株对氮的吸收仍呈上升趋势，适宜氮肥用量(对照)下，并不能满足黄瓜对氮肥的吸收。黄瓜吸收的氮素在各器官中的分配差异显著，叶片中的分配率在各个生育期均最高。 2.NO3-胁迫对黄瓜幼苗生理生化特性的影响：(1)采用水培技术，设定营养液中不同NO3-浓度处理7d，NO3-浓度为56mmol·L-1处理区，株高和叶面积绝对增加量显著高于对照，说明在低浓度NO3-处理区，稍微增加NO3-有利于植株的生长。但若NO3-浓度高于140mmol·L-1，开始出现萎蔫和干枯现象。所有处理下，叶片和根系含水量均比对照降低，但差异不显著；地上部和地下部干物重也均低于对照，随处理浓度的增加差异达极显著水平。说明NO3-对植株的胁迫效应随处理浓度的增加而增大。根冠比均极显著高于对照，是因为地下部的下降幅度明显小于地上部的缘故。 (2)采用水培技术，设定营养液中不同NO3-浓度处理7d，当NO3-处理浓度在56～98mmol·L-1范围内，叶片中膜脂过氧化产物MDA含量和电解质相对渗漏率逐渐升高，保护酶除CAT外，其它酶(SOD、POD及APX)活性均比对照有所降低；NO3-浓度高于140mmol·L-1时，MDA含量和电解质相对渗透率有所降低，保护酶SOD和POD活性升高。而根中变化规律与叶中相反。 (3)采用水培技术，设定营养液中不同NO3-浓度处理7d，叶片中NR活性随NO3-处理浓度的增加呈下降趋势，而根中NR活性均比对照明显提高，但与叶中相比，数值较小。其原因可能是NR是受光诱导的酶，叶片中光合产物的积累为NR提供了充足能量，而根中则不然。叶片和根中硝酸盐含量均随NO3-处理浓度的增加而增加。在56～98mmol·L-1NO3-处理浓度范围内，GS活性呈逐渐降低趋势，当NO3-浓度高于140mmol·L-1时，其活性开始有所回升，但在所有处理浓度下，叶片中GS活性均比对照有所降低。根中其变化趋势较复杂，但所有处理也均显著低于对照。叶中SS和SPS活性变化规律基本相反，当NO3-浓度达98mmol·L-1时，SS活性降到最低值，而SPS活性却达到最大值，其它处理浓度下，两者活性均比对照有所下降。 (4)采用水培技术，设定营养液中不同NO3-浓度处理7d，黄瓜幼苗在56～98mmol·L-1NO3-浓度范围内，根中ZR、GA和IAA含量均比对照显著升高，ABA含量降低，说明在此浓度范围内，根系有关酶活性首先被激活，从而引起ZR、GA和IAA等促进生长的激素合成加速，而ABA等促进衰老的激素合成受抑，黄瓜生长势的增加，就是这一结果的表现。而叶片中ZR和GA含量明显降低，ABA含量稍有增加，说明主导黄瓜幼苗生长的关键激素是根中相关激素的变化，叶中激素变化规律与根中正好相反。当NO3-浓度达140mmol·L-1时，叶片中ZR、GA、ABA和IAA含量比对照极显著升高，而根中ZR、GA和IAA含量开始降低，ABA含量开始升高，严重抑制了幼苗的生长，从而加速了幼苗的衰老，这也是黄瓜幼苗出现NO3-盐害的又一因素。 叶片中Spm和Spd及根中Spm含量在一定浓度范围内，均随NO3-浓度的增加而升高，若NO3-浓度高于140mmol·L-1，其含量反而开始降低；叶片中Put含量均明显低于对照。根中Spd和Put含量均在NO3-浓度为56mmol·L-1时最高，随后一直呈降低趋势，而叶片和根中(Spd+Spm)/Put比值却显著高于对照。 以上结果表明，当营养液中NO3-浓度高达140mmol·L-1时，黄瓜幼苗生理生化特性均表现出受NO3-胁迫症状。 3.NO3-胁迫对黄瓜幼苗质膜液泡膜ATPase及焦磷酸酶活性和蛋白组分的影响(1)采用水培技术，设定营养液中不同NO3-浓度处理7d，在56～182mmol·L-1NO3-浓度范围内，叶片质膜中H+-ATPase和Ca2+-ATPase活性随处理浓度的增加而升高，但质膜H+-ATPase活性只有在NO3-浓度达182mmol·L-1时显著高出对照30.79％，其它处理均低于对照；而质膜Ca2+-ATPase活性只有在NO3-浓度为56mmol·L-1时显著比对照下降23.48％外，其它处理均极显著高于对照。根质膜中H+-ATPase和Ca2+-ATPase活性随处理浓度的增加比对照显著降低。在NO3-处理浓度56～98mmol·L-1范围内，叶片和根液泡膜中H+-ATPase及Ca2+-ATPase和叶片液泡膜H+-PPase活性随处理浓度的增加而升高，均极显著高于对照，根中H+-PPase活性随处理浓度的增加随之下降，且均显著低于对照。当NO3-浓度高于140mmol·L-1时，其活性均有降低趋势，但ATPase活性仍高于对照。 (2)采用水培技术，设定营养液中不同NO3-浓度处理7d，高浓度NO3-182mmol·L-1处理下，叶片质膜其蛋白质条带数明显增加，且部分蛋白质条带表达量明显增加。根系质膜在正常生长条件下，未见有蛋白质条带出现。NO3-处理浓度在56～140mmol·L-1范围内，均出现2条新的蛋白质条带。当NO3-处理浓度高达182mmol·L-1时，分子量为58KD的蛋白质条带消失。叶片液泡膜在56mmol·L-1NO3-浓度处理下，仅有一条分子量为53KD的蛋白质条带出现，但表达较微弱。98～140mmol·L-1NO3-浓度处理下，未见有蛋白质条带出现，当NO3-处理浓度高达182mmol·L-1时，有一条分子量为58KD的新蛋白质条带出现，但表达量较微弱。根系液泡膜蛋白质图谱上均未见有蛋白质条带出现，出现这一现象的原因可能是由于根系液泡膜的提取量较小，在此试验条件下，其量的表达较微弱，不能在图谱上显示出来。 4.NO3-胁迫对黄瓜幼苗细胞内Ca2+分布变化的影响(1)采用水培技术，设定营养液中不同NO3-浓度处理7d，在对照NO3-浓度条件下，黄瓜幼叶细胞Ca2+主要分布于细胞间隙、细胞壁和叶绿体内，细胞膜和线粒体内有极少量钙沉淀。而在56～140mmol·L-1NO3-浓度范围内，Ca2+有进一步向细胞间隙、液泡及液泡膜分布的趋势，胞质内Ca2+变化不大。 而当NO3-浓度达182mmol·L-1时，从定位图片可以看出，此时幼苗叶片各细胞器及膜系统遭到严重破坏，钙沉淀颗粒分布较密集。ATPase活性也大幅增加，这是黄瓜幼苗遭严重破坏的结果。 (2)采用水培技术，设定营养液中不同NO3-浓度处理7d，在对照NO3-浓度条件下，根系分生区和伸长区细胞内钙沉淀颗粒主要分布在作为钙库的小液泡内，线粒体和细胞质内钙沉淀颗粒较少。56mmol·L-1NO3-浓度下，根系分生区细胞的细胞间隙、细胞质和线粒体中也出现大量钙沉淀颗粒，其后随处理浓度的增加而明显减少；而根系伸长区细胞小液泡、线粒体、细胞膜和细胞质内钙沉淀颗粒比对照明显增大，但98mmol·L-1和140mmol·L-1NO3-浓度下差异不显著，细胞核及核仁内钙沉淀颗粒一直在减少，直至消失。当NO3-处理浓度高达182mmol·L-1时，各细胞器膜系统遭到相当程度的破坏，根系分生区和伸长区细胞内钙沉淀颗粒与140mmol·L-1NO3-浓度下相比差别不大。