论文导读：黄瓜(CucumissativusL.)，葫芦科双子叶植物，又称胡瓜或王瓜，起源于印度喜马拉雅山，具有喜温、喜湿、耐一定弱光的特点。这一研究成果为以后生物技术在黄瓜耐寒育种上的研究应用起了重要作用，我们相信生物技术必将对黄瓜耐寒性育种方法产生深远的影响，甚至成为黄瓜耐寒性育种过程中不可缺少的一部分。
关键词：黄瓜，耐寒性，耐寒性育种
黄瓜(Cucumis sativus L.) ，葫芦科双子叶植物，又称胡瓜或王瓜，起源于印度喜马拉雅山，具有喜温、喜湿、耐一定弱光的特点。在我国北方保护地蔬菜生产中, 黄瓜是主要的蔬菜种类之一。但黄瓜是喜温蔬菜, 起源于亚热带,对温度反应敏感。因此保护地生产中最大的生产障碍就是抗寒力低,经常出现低温冷害, 对产量影响很大。近年来, 黄瓜的低温冷害问题受到了广泛关注,制定克服保护地中出现低温与弱光等不良天气影响的技术措施及选育耐低温弱光能力强的黄瓜品种,已成为农业部和国家科委攻关课题的重要内容。科技界对这方面的研究力度逐渐增大, 涉及到低温下黄瓜的生理生化反应, 对低温敏感性的变化规律, 以及对低温冷害的化学防护等方面内容。
1.黄瓜耐寒性的生理生化基础研究
低温胁迫对植物生理生化方面的影响，前人进行了较为深入和全面的研究。王永健等研究表明，低温能增加黄瓜体内活性氧含量，降低SOD(超氧化物歧化酶)活性[1]。马德华等研究了低温对黄瓜幼苗膜脂过氧化的影响。结果表明：低温下细胞的膜脂过氧化程度明显加剧，MDA含量显著增加，其与黄瓜幼苗耐低温能力呈极显著负相关[2]。关于黄瓜耐低温性与叶片含水量的报道很少，于贤昌报道，低温下嫁接苗叶片较强的保水力和较高的能量代谢水平是较自根苗抗冷的重要原因。
2.黄瓜耐寒性的形态解剖学研究
目前有关黄瓜低温胁迫下植物生理生化特性的变化，遗传效应，分子生物学，离子效应及耐低温基因的研究工作开展较多，但有关低温胁迫下黄幼苗叶片形态结构和超微结构变化方面的研究报道较少。科技论文。
2.1 低温胁迫对质膜的影响
早在20世纪70年代，Iyons等就提出细胞膜系统是低温冷害的首要部位[3]。冷害的根本原因普遍认为是细胞膜系统受损。细胞膜系统是植物感受外界刺激作出反应的部位；而且膜系统的存在，使细胞内区隔化，使代谢有条不紊地进行。科技论文。膜系统还是许多生理生化反应的场所。因此，膜的完整性对植物生长发育有重要作用。近年来的报道指出，细胞膜系（质膜、叶绿体膜、线粒体及液泡膜等）的稳定性与植物抗寒性正相关。细胞膜系形态和成分的改变，在抗寒机制上起关键作用，特别质膜是人们关注的焦点，被认为是冰冻损伤的最初位点，电镜观察表明，在秋冬低温锻炼中，质膜发生内陷，成波浪状。Kralsch H A和WiseRR(2002)认为叶绿体、线粒体是对低温比较敏感的两个细胞器，质膜是低温受损的首要部位，三者的变化与植物的抗寒性密切相关[4]。大量研究结果表明，膜脂脂肪酸不饱和度和膜流动性与植物抗冷性密切相关。实验证实，抗冷性植物一般具较高的膜脂不饱和度，可在较低温度下保持流动性，维持正常的生理生化功能。张红等人指出，黄瓜品种的抗寒的抗寒程度与它们线粒体膜流动性呈正相关[5]。李明玉研究证明冷胁迫能破坏叶绿体结构，叶绿体双层膜受损甚至完全被破坏，还会破坏细胞膜系统，而且对叶绿体膜和核膜的破坏程度大于对细胞膜的破坏程度[6]。
2.2 黄瓜叶片形态结构与耐寒性关系的研究
植物抗寒性是长期适应低温的一种遗传特性。这种遗传特性不仅与其内部生理生化活动和外界环境条件有关，而且取决于自身形态结构特征（如叶片组织结构、茎的组织结构和花器官的组织结构等）。关于植物的形态结构与抗寒的关系研究, 早在1904 年Blinn就曾指出, 可根据品种之间形态差异的不同来区分不同品种的抗寒性[7]。陈清西等认为, 植物叶片表皮细胞具有的波浪状垂周壁, 是其抗寒能力较强的表现[8]。黄瓜叶子的表皮细胞都是凸突的,不同品种间细胞的大小差异较大。这种差异与其抗寒性仍无相关。冷敏感型品种的毛刺较多, 且较大, 而耐寒型品种的毛刺较少, 且比较短小, 这是不同生态型长期进化适应的结果。王红研究证明黄瓜叶片经抗寒剂处理后叶片厚度增厚，叶肉细胞体积增大，维管束发达，木质部道管管径加粗，韧皮部细胞层数增加，叶绿体中淀粉粒数量减少，片层数目增加[9]。王毅，方秀娟等认为，采用不同的低温处理方式，对黄瓜幼叶细胞结构的影响是明显的[10]。陈青君，王永健等研究表明，叶片表面的气孔对植物的光合、代谢、生长起着举足轻重的作用，气孔的开张度与黄瓜的抗寒性有较好的相关性[11]。
2.3 黄瓜叶片超微结构与耐寒性关系的研究
目前关于逆境胁迫对细胞超微结构造成影响的研究比较少，针对低温胁迫对细胞超微结构所产生影响的研究更少。在1983年，简令成研究认为植物抗寒锻炼中，细胞的某些超微结构会有一些变化，而且有些变化因物种而异。还指出，叶绿体膜对低温很敏感[12]。Guy C. L指出，叶绿体是最容易受低温伤害的器官之一,过度低温还会导致叶绿体的降解[13]。张振贤研究表明，因季节之间光、温条件不同，日光温室黄瓜叶片显微结构和叶绿体超微结构有一定差异[14]。刘洪波指出，叶绿体在低温胁迫下的超微结构是研究植物抗寒性的一个重要的指标[15]。
3 .黄瓜的抗寒性栽培育种研究
3.1 抗寒性栽培
植物可以通过抗寒锻炼提高其抗寒能力。首先需要合理规划种植制度, 适时播种。冬前培育壮苗是提高作物抗寒性的基础, 适时播种形成壮苗, 才具有较高的抗寒力。另外, 合理配方施肥是保证顺利进行抗寒锻炼的重要条件, 应使土壤的氮、磷、钾含量维持适当的比例, 某些微量元素和稀土微肥对作物抗寒性有促进提高作用, 育苗温度对黄瓜幼苗抗冷性有显著影响.近年来一些研究表明,在掌握适宜煅炼强度的条件下,低温锻炼能够提高黄瓜抗冷能力[16]。
3.2 耐寒性育种研究
抗寒育种是防寒抗冻的根本途径,长期以来也育成了不少抗寒的新品种, 对避免和减少寒害损失起了重要作用。采用传统的育种方法选育耐冷品种,是十分有效的提高黄瓜耐冷性的方法, 而且在生产上已经发挥了一定的作用。但是由于可利用的能稳定遗传的耐冷资源缺乏, 加之基因型差异难以确定, 新的外源植物耐冷基因引入表达困难, 人们开始注意应用生物技术进行耐低温育种,但是, 在黄瓜上还没有成功的报道。生物技术在黄瓜育种上的应用方面的研究很多，天津科润黄瓜研究所的“利用生物技术创造黄瓜育种新材料方法研究”是利用生物技术的手段为黄瓜传统的育种方法提供新的材料和方法。科技论文。它主要包括2项重要技术，即黄瓜的单倍体诱导技术和体细胞再生与转基因技术。这一研究成果为以后生物技术在黄瓜耐寒育种上的研究应用起了重要作用，我们相信生物技术必将对黄瓜耐寒性育种方法产生深远的影响，甚至成为黄瓜耐寒性育种过程中不可缺少的一部分。
【参考文献】
[1]王永健, 姜亦巍, 曹宛虹等. 1995.低温对不同品种黄瓜种子萌发、过氧化物酶及同工酶的影响[J].华北农学报, 10 (2) : 72-76
[2]马德华,卢于华,庞金安. 1998.低温对黄瓜幼苗膜脂过氧化的影响.园艺学报,25（1）：61-64.
[3]Lyons,J.M.etal.1970.Qxidative activity of mitochondria isolated from Plant tissne sensitiveand resistant to Chilling injury. Piant Physiol, 45:386-389
[4]Kratsch H A,Wise R R. 2002.The ultrastructure of chilling stress.Plant, Cell andEnvironment, 23：337-350
[5]张红，简令成等. 1994.植物抗寒剂提高黄瓜幼苗抗寒力及细胞膜系统冷稳定性的研究.植物学通报， 11，特刊：154-162
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[7]Blinn P K.1911. A lfalfa, the relation of type to hardiness[M ]. Co lo,A gr. Exp t. Sta.Bull, 181
[8]陈清西, 廖镜思, 王明双, 等. 1992.食用蕉若干品种类型叶片组织结构的比较观察[J ]. 福建农学院学报, 21(4) : 406-412
[9]王红，简令成等. 1994.抗寒剂对植物叶片组织细胞结构生长发育的促进与冷稳定作用.植物学通报， 11，特刊：163-167
[10]王毅，方秀娟等. 1995.黄瓜幼苗低温锻炼对叶片细胞叶绿体结构的影响.园艺学报， 22（3）：299-300
[11]陈青君，王永健等.2005.黄瓜低温弱光耐受性研究进展.中国蔬菜,（5）：31-34
[12]简令成. 1983.生物膜与植物寒害和抗寒性关系.植物学通报，（1）：17-23
[13]Guy C. L. 1990.Cold acclimation and freezing stress tolerance: Role of p rotein metabolism.Annu Rev[ J ]. Plant Physiol. PlantMol Biol, 41: 187-223
[14]张振贤，郭延奎等.日光温室光温因子对黄瓜叶绿体超微结构及其功能的影响.应用生态学报，2003，14（8）：1287-1290
[15]刘洪波,林思祖等. 2005.不同低温处理对3 种相思树种叶片细胞超微结构影响的比较.江西农业大学学报， 27（5）：735-739
[16]杨阿明,沈征言. 低温锻炼提高黄瓜幼苗耐寒性效应[J ] . 园艺学报,1992 ,19(1) :61269.
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