不同倍性西瓜原生质体制备及低温耐受性分析

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1、不同倍性西瓜原生质体制备及低温耐受性分析摘要：以同源二倍体、四倍体西瓜为试验材料，对其叶片及叶片制备的原生质体进行低温处理，分别测定叶片电解质外渗率、原生质体细胞膜导水系数，分析不同倍性西瓜对亚低温的耐受能力。结果表明：(1)将2.7%纤维素酶+0.78%离析酶R-10溶于0.4mol/L甘露醇中，于80r/min下酶解120min,西瓜叶片原生质体产率最高，制备效果最好；(2)四倍体西瓜原生质体直径为11.26&mu；m,比二倍体直径为10.41&mu；m的高8.2%；(3)用电导法测西瓜叶片电解质外渗率发现，-20、0°C处理时，二倍体西瓜的抗寒性略高于四倍体，但10〜20£的亚低

2、温范围内没有检出差异；(4)15〜25£的亚低温处理原生质体，测定细胞膜导水系数发现，二倍体导水系数的增幅极显著小于四倍体，说明二倍体西瓜对亚低温的耐受能力明显高于四倍体。研究结果为植物种质资源低温抗性鉴定及多层次评价提供了新的研究思路和技术参考。关键词：西瓜；多倍体；低温胁迫；原生质体；导水系数中图分类号：S651.034文献标志码：A文章编号：1002-1302(2015)10-0206-04西瓜(Citrulluslanatus)起源于热带，为喜温作物，极不耐寒，遇霜即死，属于冷敏感植物，尤其在冬春反季节栽培的西瓜常会遇到低温天气导致其产量、品质的下降［1］。近年来，随着日光温室

3、、塑料大棚的大面积应用，设施栽培西瓜几乎很少出现0£以下低温冻害，偶尔会遭遇极端低温冷害（0〜8匸左右），但最常见的低温逆境其实是亚低温冷害。所谓亚低温（也称亚适温或偏低温）是指仅使作物生长缓慢但不使作物受到较大伤害而导致其生长停滞的温度条件［2］。植物对亚低温的耐受能力被称为低温耐受性，它与植物对冷害的抵抗能力即耐冷性之间既有联系又相互区别［3-4］o大多起源于热带、亚热带的喜温耐热植物的亚低温范围在10〜23°C［5-7］o目前关于亚低温对蔬菜的影响研究报道不多，袁伟、白洁发现，长时间亚低温下，黄瓜表现出生长缓慢或停滞、花打顶、黄化、萎薦、坐果率低、畸形瓜多、产量下降等［5,81；

4、王丽娟等研究得出，长期夜间亚低温（15°C）改变了西红柿光合产物分配方向［7］；Ventura等发现，只要设置适当的亚低温，果实质量不但不会下降，反而会得到改良［6］。有关同源多倍体西瓜抗性也已有多方面的研究［9-12］o郭启高等试验发现，四倍体西瓜耐热能力明显高于同源二倍体［12］o但亚低温能否对西瓜产生影响，如果产生影响，会是什么样的影响；不同倍性西瓜经短时间亚低温处理后，其低温耐受性有何区别，这些都尚未见报道。Lyons早就提出细胞膜系是低温冷害发生的首要部位[13],本研究以不同倍性西瓜叶片制备原生质体，对其进行短时间的亚低温处理，通过测定原生质体的细胞膜导水系数、细胞电解质外

5、渗率分析不同倍性西瓜的低温耐受能力，以期为西瓜多倍体抗性形成机制和抗性育种精确鉴定等方面提供技术参考。1材料与方法1.1试验材料以同源二倍体（FR-32-lB-2n）.四倍体（FR-32-lB-4n）西瓜为试验材料，其中四倍体由同源二倍体通过秋水仙素诱导获得。试验材料由中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所提供。1.2试验方法1.2.1试验设计原生质体制备方法的优化：以二倍体和同源四倍体西瓜叶片为材料，设置2种酶液组合：酶1（2.7%纤维素酶+0.78%离析酶R-10）、酶2（2.7%纤维素酶+0.78%离析酶R-10+0.155%果胶酶），2种酶液组合均溶解在0.40mol/L的甘

6、露醇中；设置5个酶解时间：30、75、120、165、210min；设置5个甘露醇浓度：0.30、0.35、0.40、0.45、0.50mol/L,通过测定不同处理原生质体产出率等综合筛选最佳制备方法。不同倍性西瓜叶片细胞大小的比较：以制备好的原生质体为试验材料，采用显微照相，AxioVisionRel.4.8软件测量原生质体直径，比较不同倍性西瓜细胞直径的差异。不同倍性西瓜低温耐受性比较：（1）以制备好的原生质体为试验材料，对其进行短时间的亚低温处理，处理温度分别设为15、20、25°C（25°C为对照，CK）,处理时间为15min,通过测定并计算细胞膜导水系数（Lp）评价不同倍性西

7、瓜低温耐受性。（2）以西瓜叶片为试验材料，对其进行低温处理，处理温度设为-20、0、10、15、20、25°C（25°C为对照，CK）,处理时间为30min,通过电导法测定其相对电解质外渗率，评价不同倍性西瓜低温耐受性。试验均设3次重复。1.2.2试验方法原生质体的制备：取西瓜完全展开的叶片,切成5mm2左右的块状，称取1g叶片，加入5mL酶解液混匀，于25°C.80r/min摇床上振荡酶解。酶解后的溶液用160目的尼龙网过滤，收集滤液。用0.