1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
随着日光温室面积的扩大和先进栽培术的推广普及，嫁接技术在园艺作物栽培中已得到普遍应用。嫁接在改善作物耐盐性、抗冷性、抗病性等方面具有明显的优势。黄瓜是喜温蔬菜，不耐高温[1]。高温胁迫是影响夏季黄瓜生产的主要环境因子。孙艳等[2]认为黄瓜嫁接苗光合特性和养分吸收均优于自根苗，嫁接黄瓜根系发达，根系活力提高，根、茎、叶等器官和全株的生长势明显增强。随着全球气温的不断变暖，在中国北方夏秋茬黄瓜及南方黄瓜生产中，高温往往是影响其生长发育的主要环境因子。高气温不仅影响植物体内保护酶活性，还对基因表达存在影响，使其生长发育受到抑制，产量、品质急剧下降。有研究表明，嫁接可以增加黄瓜的抗高温能力, 提高夏季黄瓜的产量[3]。
有实验表明，随高温胁迫时间的延长,黄瓜品种幼苗叶片相对电导率升高、MDA含量增加,热敏感品种的膜脂过氧化程度大于耐热品种，SOD活性降低,POD、CAT、APX活性升高,抗坏血酸(AsA)含量升高,类胡萝卜素(Car)含量降低,且随胁迫时间反映出耐热品种抗氧化系统的自我调节能力大于热敏感品种。吕慧娟的实验表明，盐胁迫与黄瓜生长状况 盐胁迫对黄瓜生长具有较明显的影响[3]。在一定浓度盐胁迫下，对黄瓜生长具有一定促进作用；随着土壤盐分浓度的升高，对黄瓜生长则起到了抑制作用。同时，不同土壤盐分浓度的盐胁迫对黄瓜叶片的光合作用有一定影响。[4]李红彦关于番茄盐胁迫的实验研究结果表明，盐胁迫抑制了番茄种子的发芽。随着盐浓度的加大,种子的发芽时间延长,各品种的发芽率均呈现出下降趋势。不同品种或同一品种的发芽率在盐胁迫条件下差异均显著。盐胁迫对番茄苗期植株干重的影响较大,盐浓度越高,其干重越小。相对电导率(EC值)随着盐浓度的增大而上升。赵源等关于盐碱胁迫对不同砧木黄瓜嫁接苗生长影响的实验表明，耐盐碱性强的砧木嫁接苗生长健壮,受盐害程度低,说明嫁接能显著提高黄瓜的耐盐碱性[5];耐盐碱性强的砧木嫁接苗抗性增强与土壤酶活性提高密切相关[6]。
盐胁迫抑制番茄幼苗生长,嫁接处理显著提高盐胁迫下番茄植株地上部干重。盐胁迫显著降低番茄对钾的吸收,增强对钠的吸收。盐胁迫下番茄叶片的相对电解质渗透率和MDA含量显著增加，嫁接苗增加量显著低于自根苗。更多还原陈亮的实验表明，嫁接苗的干物质积累量、叶片数、株高、叶面积、地上部含水量、Pn、Gs和Evap均比同等胁迫处理下的自嫁苗要高,而相对电导率、脯氨酸含量、SOD和POD活性均比同等胁迫处理下的自嫁苗要低[7]。嫁接苗通过大量吸水水分,提高水分向地上部运输的比例,维持相对稳定的细胞质膜透性,维持较高的气孔导度和光合速率,来减弱胁迫对黄瓜造成的伤害,提高了黄瓜的抗逆性[8]。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标:
以苦瓜品种长绿苦瓜为砧木，黄瓜主栽品种津优35号为接穗，进行高温处理，设置常温和不嫁接为对照，测定嫁接黄瓜的生长指标，检测黄瓜嫁接植株叶片中SOD POD CAT APX 等抗氧化系统酶活性以及相关基因的表达。分析嫁接与高温胁迫对黄瓜抗氧化酶活性及相关基因表达的影响，为克服设施蔬菜高温胁迫伤害提供有效途径，促进设施蔬菜的优质高效生产。
研究内容：
3. 研究的方法与方案
研究方法：
（1）生物量测定 每个处理随机采取10株，测量株高（子叶节到生长点的高度）、茎粗（用游标卡尺测量与子叶展开方向平行的子叶节或子叶节下1cm处的粗度）、叶片数（完全展开叶及叶片长度超过3cm为准）、最大叶长/叶宽（最大叶的叶长/叶宽），根长（根茎结合处到整株最长根根尖的长度）。
(2)超氧化物歧化酶（SOD）活性测定 氮蓝四唑光化还原法测定SOD
(3)过氧化物酶（POD）活性测定 愈创木酚法测定POD
(4)过氧化氢酶（CAT）活性测定根据CAT催化2H2O22H2O＋O2的原理，利用分光光度法测定CAT
(5)抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性测定AsA-POD催化抗坏血酸(AsA)与H2O2反应，使AsA氧化成单脱氢抗坏血酸（MDAsA）。随着AsA被氧化，溶液的OD290值下降，根据单位时间内OD290的减少值，计算AsA-POD活性。AsA氧化量按消光系数2.8/(mmol/L)cm（ε＝2.8mM-1.cm-1）计算
（6）通过实时荧光定量PCR技术检测相关酶基因表达根据TAKARA公司提供的试剂盒中的方法，反转录RT-PCR合成cDNA模板，RT-PCR程序结束后，用1.2%琼脂糖凝胶电泳检测cDNA扩增情况。
实验方案：
（1）实验材料 砧木: 苦瓜品种长绿苦瓜， 接穗: 黄瓜主栽品种津优35号，黄瓜采用穴盘育苗，2017年2月育苗。于2017年3月采样，分析黄瓜的生物学指标和抗氧化酶活性及相关基因表达。
（2）实验设计 采用劈接法嫁接，在常温28/18℃两个温度，高温42/32℃两个温度条件下，对嫁接与不嫁接黄瓜进行对照实验，处理如表1。
表1试验处理设置表
处理组 | 温度 | 材料 |
a | 42/32℃ | 嫁接生长黄瓜 |
b | 42/32℃ | 不嫁接生长黄瓜 |
c | 28/18℃ | 嫁接生长黄瓜 |
d | 28/18℃ | 不嫁接生长黄瓜 |
可行性分析：
（1）客观条件（栽培条件，实验室条件，仪器设备条件等）：
设施实验中心的栽培实验室设施完备，可以保证黄瓜正成长；分光光度计等必备的仪器设施齐全；各类基本药品、试剂均可直接从实验室获取。
（2）主观条件（指导老师，项目成员基础）：
由长期从事研究的专业导师指导，并且指导老师在设施作物嫁接栽培方面已有深入研究。本人是设施农业专业学生，学过设施作物栽培学、无土栽培学、生物化学以及植物生理学等课程，有一定的理论基础；同时也做过相关的课程实验，仪器使用熟练，动手能力较强；在实验开始之前，阅读过大量的相关文献，制定了完备、可靠的实验方案，准备工作充足。
综上所述，本实验可行。
4. 研究创新点
特色或创新之处
目前关于设施作物的抗胁迫研究已涉及外源激素、嫁接等方式对逆境胁迫下作物生长、生殖等多方面影响，而关于砧木嫁接黄瓜在高温胁迫下对叶片抗氧化酶活性及相关基因表达等的影响尚未见报道。为此本实验采用穴盘育苗的方式，研究高温胁迫下苦瓜砧木对黄瓜生长的影响，为设施作物栽培生产中黄瓜栽培方式中砧木的合理选用提供理论依据。
5. 研究计划与进展
研究计划及预期进展：
本研究预期在7个月内完成：2016年11月-2017年5月
2016年11月-2017年1月：进行前期工作，查找文献资料，完成研究方案的设计。
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