第一章 对低温弱光的研究（文献综述）
1.1 前言
1.1.1 低温弱光对设施园艺的危害
作物在正常生长和发育过程中，需要适宜的温度和光照，这也是其在生长和地理分布中所受限制的重要原因。在作物的生产实践中，往往会遇到低温、弱光或者低温弱光的影响，在这种不利的环境下，不仅会影响到作物内在的许多生理代谢过程，也会影响作物体内的物质扩散，这样会大大降低作物的产量以及品质。人们往往把作物的生长发育时期安排在最适宜的季节，这样才能应对环境条件的自然变化，从而获得高产优质的作物产品。
反季节蔬菜生产过程中也常常会遇到低温弱光的影响。当反季节蔬菜在遇到低温、弱光或者低温弱光的影响时，蔬菜作物的同化作用会慢慢减弱，根系的吸收能力也会下降，并伴随着一些生理生化代谢紊乱的现象出现，从而导致蔬菜作物出现发育不良、早衰、生长停滞和间歇性结果等现象，这样蔬菜作物就很难达到人们需要的要求。低温弱光等逆境严重限制了人们在蔬菜作物生产中改善品质、增加产量、提高效益的步伐。因此，研究蔬菜作物在逆境条件下应对低温弱光的生理机制，有助于人为的调节设施的光照和温度，而且可以探索提高作物的抗逆性和耐逆性，以减轻甚至避免低温弱光环境在反季节蔬菜生产中带来的不利影响。
在我国北方地区蔬菜反季节生产过程中，由于长时间的较低的温度和较弱的光照以及短的临界低温，对蔬菜的生长、碳氮代谢、光合、干物质积累以及酶活性都会产生不同程度的影响。其中，长时间的低温会使其生理活动失调，化瓜、落果严重，产量下降；短时间的临界低温会使植株生长停滞、沤根、叶片反卷，严重时可能会造成绝产。
近年来，在全国内尤其是北方地区的设施蔬菜产业有了迅猛的发展，尤其日光温室的数量更是翻倍增加，但是这些温室大多都是结构比较简陋，对环境的调控能力比较差，管理也很粗放，一旦在冬春季，低温弱光的出现，严重影响蔬菜的产量与品质，也是制约蔬菜生长发育以及提高产量，提高效率的重要因素。
1.2 国内外研究进展
关于蔬菜在低温弱光逆境下的研究，国内外的研究者们很早就在研究。对主要的蔬菜作物在低温弱光逆境下的适应性研究也十分的多。早在上世纪的初就有学者研究了光合作用在低温条件下受到的影响。到目前为止，已经有非常丰富的资料来报道蔬菜作物在低温以及弱光逆境下的生理变化。但是大部分的研究者都集中研究了蔬菜作物在单一低温或者单一弱光的胁迫下受到的影响，很少有研究者研究低温弱光相互作用对蔬菜作物的影响。前人在低温弱光的研究中，主要集中在西瓜、黄瓜、茄子以及辣椒上，主要研究低温弱光对植物的生理生化指标的影响，比如对酶活性的研究，对其冷害指数、膜透性、叶片主脉结构伤害程度、光合速率在低温弱光胁迫下的影响，以及对植物的光合作用影响，都是研究低温弱光的重要因素。
现就前人在低温弱光对蔬菜作物影响方面所做的工作做一简要的综述。
1.2.1 低温弱光对植物的形态指标的影响
温度是植物生长以及发育的必要条件之一，当植物的需要达到适宜的温度事才能完成生育期的发育，光照条件同样也是植物生长发育的必要条件之一，当植物达到正常的温度时才能保证植物的正常生长。低温和弱光一直是农业生产过程中影响植物生长发育的两个重要因素，如果温度和光照达不到植物正常生长的要求，那么其生长发育就不会正常，植物的形态也会受到一定的影响，因此在生产过程中选择耐低温弱光性强的品种能够减少低温以及弱光所带来的伤害，形态指标也是最能直观的反映出植物对低温弱光的耐受性的。
对于低温胁迫的研究，不同的品种再低温胁迫下的影响会表现出不一样的变化。马德华等提出了在低温胁迫下黄瓜的叶面积、植株的干物重以及叶干重可以作为黄瓜抗冷性的鉴定指标，而朱其杰等也认为叶面积可以作为黄瓜冷害的耐受性鉴定指标。魏瑕等对甜瓜经 5℃低温处理 3d 后，发现幼苗叶面积会减少。郑东虎等对番茄幼苗进行了低温冻害实验并对其恢复生长，发现其冷害指数以及受冻害后的恢复指数可以用来进行番茄苗期的耐寒性鉴定。毛爱军和耿三省对辣椒幼苗进行了低温处理研究，发现在处理 10d 后发现其株高、落叶数、节间长和叶片数的相对减少量可以鉴定辣椒的耐低温性。
第二章 低温弱光对西葫芦形态指标的影响
西葫芦在幼苗期是对温度和光照的敏感时期，也是处于可塑性大且生长速度快的时期，加上西葫芦花芽分化较早，温度和光照既影响其生长和器官形成，也是影响其生殖生长的重要因素。西葫芦幼苗长至三片真叶时营养生长和生殖生长一起快速的进行，幼苗对温度和光照的变化十分敏感，其对西葫芦的前期的产量有着明显的影响。
本试验采用人工控制温度和光照条件的方法，研究了低温弱光胁迫对 6 种不同种类的西葫芦幼苗生长的影响，找出低温弱光对 6 种西葫芦形态指标影响的差异性，筛选可靠的鉴定指标。
2.1 试验材料与方法
2.1.1 试验材料的处理
选取籽粒饱满、大小一致的杂交种京葫 1、京葫33以及自交系的08-13 父本、侯5父本、纤一百12以及赛玉母本的种子浸种催芽，出芽后播种于小碎石培养盆中，期间保持水分充足。当幼苗子叶展平将苗移至配有营养液的水培箱中继续育苗，期间按照常规管理进行育苗。当西葫芦幼苗长到 3 叶 1 心的时候，将其移入人工智能气候箱进行培养。光周期各个处理均设为12h/12h，保持空气相对湿度在75-80%之间。各参试材料在每处理中均为 5 株，重复 3 次，试验处理时间为 7 天。
2.2 试验的结果与分析
2.2.1 下胚轴生长量和第二片功能叶面积的变化
对表2-2进行分析表明，西葫芦幼苗在T1正常温度正常光照下，两组西葫芦下胚轴生长量变化差异并不显著。而在 T2 处理组单一弱光影响下，6 种西葫芦幼苗下胚轴生长量均有所减少，其中不耐低温弱光组的侯5父本生长量下降66.7%，说明弱光环境对其抑制作用明显；在T3处理组单一低温影响下，西葫芦幼苗下胚轴生长量均大幅减少，不耐低温弱光组的侯 5父本变化量下降了77.8%，耐低温弱光组的纤一百 12 变化量也下降了 66.7%，说明相对于弱光环境，低温对西葫芦幼苗下胚轴生长更加显著，耐低温弱光组西葫芦幼苗下胚轴生长量下降明显低于不耐低温弱光组西葫芦。在 T4处理组低温弱光双重胁迫下，西葫芦幼苗下胚轴生长缓慢，其中不耐低温弱光组的西葫芦幼苗生长量几乎为0，受到低温弱光胁迫十分明显，品种间差异显著。
西葫芦幼苗第二片功能叶面积在正常光照和温度下，差异并不明显。但在 T2的逆境下，西葫芦幼苗第二片功能叶面积变化量减少，说明弱光影响了叶的生长，其中侯 5 父本变化量下降了 38.1%，赛玉母本变化量下降了 29.5%。在 T3 处理组单一低温影响下，侯 5 父本变化量下降了 27.9%，赛玉母本变化量下降了 4.0%。说明单一弱光更影响西葫芦幼苗叶片的生长，这可能与弱光更能抑制叶片的光合左右有关。在低温弱光下，西葫芦幼苗的第二片功能叶叶面积变化量大幅减少，叶片生长受到明显的也只，其中。耐低温弱光组和不耐低温弱光组的西葫芦幼苗第二片功能叶面积变化量差异显著。
第三章 低温弱光对西葫芦生理指标的影响....................14
3.1 试验的材料与方法..................15
3.1.1 试验材料处理................15
3.1.2 测定指标与测定方法....................15
第四章 西葫芦低温弱光耐受性的鉴定指标..............30
4.1 西葫芦三种逆境下的韦恩示意图.............30
4.2 分析 ................31
4.3 讨论 ...........32
第四章 西葫芦低温弱光耐受性的鉴定指标
由于对低温弱光耐受性的测定方法比较复杂，同时需要的药品和用到的器材种类也较多，因此植物苗期低温弱光通常是用形态指标来鉴定的。
本试验主要通过用韦恩示意图来结合低温弱光对耐低温弱光组和不耐低温弱光组的西葫芦形态指标影响的差异性以及生理指标影响的差异性，来找出可用于鉴定西葫芦低温弱光耐受性的鉴定指标。
4.1 西葫芦三种逆境下的韦恩示意图
韦恩示意图，也叫文氏示意图，是用来显示元素集合重叠区域的图示。在三种逆境下，各形态指标与生理指标进行综合分析，将差异显著的指标标注在同一个显示区域。重叠区域的指标就是筛选出来的可以代表西葫芦低温弱光耐受性的鉴定指标。
结论
1、低温弱光使西葫芦幼苗下胚轴长度变化量变小，第二片功能叶的面积变化量减少以及地上部分干鲜重下降，生长受到显著抑制；其中，在低温下，耐低温弱光组西葫芦与不耐低温弱光组西葫芦的下胚轴长度和地上部分干鲜重差异显著；在弱光下，两组西葫芦的下胚轴长度，地上部分干鲜重和第二片功能叶面积差异显著；在低温弱光逆境胁迫下，两组西葫芦的形态指标的变化量都差异显著。
2、随着低温弱光逆境程度加剧和持续时间延长，西葫芦叶片内游离脯氨酸含量一开始增加随后降低，而可溶性蛋白质的含量持续减少，根系活力逐步减弱，叶片光合色素含量随处理时间持续下降；其中，在低温下，耐低温弱光组西葫芦和不耐低温弱光组西葫芦的脯氨酸含量、可溶性蛋白质含量差异显著；在弱光下，两组西葫芦的叶绿素含量差异显著；低温弱光下，两组西葫芦的根系活力差异显著。
3、低温弱光造成了西葫芦幼苗 SOD、CAT 活性下降，POD 活性显著升高，MDA 含量急剧上升，从而导致西葫芦幼苗的细胞膜受到伤害；其中，在低温下，两组西葫芦SOD活性和POD 活性差异显著；弱光下，两组西葫芦的MDA 含量差异显著；在低温弱光下，两组西葫芦CAT活性差异显著。
4、在低温、弱光以及低温弱光三种逆境下，两组西葫芦的下胚轴长度和地上部分的鲜重和干重这3项指标的变化率差异均显著，所以这三项指标可以作为耐低温弱光的鉴定指标，在低温弱光胁迫与常温常光越小，其低温弱光耐受性越强。
参考文献（略）