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园艺专业毕业论文

枯萎病不同抗性西瓜品种光合生

理特性和产量的比较

学生姓名：

专业：

指导教师：

中央广播电视大学

2014年10月

摘要……………………………………………………………………2

1前言………………………………………………………………………3

1.1引言……………………………………………………………………3

1.2研究的目的和意义………………………………………………………4

1.3关于本实验国内外相关的研究动态……………………………………4

1.3.1西瓜抗病性研究………………………………………………………4

1.3.2西瓜嫁接研究…………………………………………………………5

1.3.3西瓜生理特性研究……………………………………………………6

2材料与方法……………………………………………………7

2.1供试材料……………………………………………………7

2.1.1试验地点……………………………………………………7

2.1.2试验材料……………………………………………………7

2.1.3试验时间……………………………………………………7

2.1.4供试土壤……………………………………………………8

2.1.5实验药品……………………………………………………8

2.1.6实验仪器……………………………………………………8

2.2试验设计……………………………………………………9

2.3试验方法……………………………………………………9

2.3.1种子处理……………………………………………………9

2.3.2嫁接……………………………………………………9

2.3.3温室定植……………………………………………………10

2.3.4生理指标测定……………………………………………………10

2.4数据处理……………………………………………………10

3结果与分析……………………………………………………10

3.1不同抗性西瓜光合速率变化的比较………………………………………10

3.2不同抗性西瓜蒸腾速率的比较………………………………………11

3.3不同抗性西瓜气孔导度的比较………………………………………11

3.4西瓜枯萎病对产量的影响………………………………………12

4讨论………………………………………13

4.1嫁接对西瓜生理性状影响的探讨………………………………………13

4.2抗性对嫁接西瓜光合特性影响的探讨………………………………………14

4.3抗性对西瓜果实品质形成影响的探讨………………………………………14

4.4抗性对西瓜产量影响的探讨………………………………………14

5结论………………………………………15

参考文献………………………………………16

摘要

随着设施园艺的不断发展，设施内蔬菜栽种面积逐年增加。

西瓜（CitrullusvulgarisSchrad）作为设施内主要栽培种类，其连作问题十分严重，由此产生的连作障碍日趋明显,枯萎病发病率逐年上升。

嫁接西瓜根系发达，改善了嫁接苗根系生长的条件，致使植株生长健壮。

同时，利用不同用途的砧木可以使西瓜在不同的土壤条件下正常生长，如利用具有耐低温、耐旱、耐盐碱、耐瘠薄等特点的砧木。

其次，砧木根系的强吸水吸肥能力,促使嫁接西瓜植株生长旺盛,西瓜果实个大、产量高。

另外，嫁接西瓜幼苗前期生长快,对于早熟栽培和克服无籽西瓜前期生长缓慢的缺陷是极为有利的。

所以选用南瓜做为西瓜的嫁接砧木，可有效提高西瓜抗枯萎病的效果。

为进一步研究西瓜的光合特性、抗病育种和有效防治此类病害提供理论基础和科学依据。

本试验以对枯萎病抗性不同的西瓜品种丰乐甜妞（抗性）、丰乐小天使（感性）、博强一号南瓜（砧木）为材料，系统研究了抗、感枯萎病西瓜不同生长发育期的生理特性的变化。

通过试验得出以下结论：

1.抗病品种对西瓜枯萎病有显著的抵抗作用，且随着西瓜成长抵抗作用愈显著。

2.西瓜嫁接后，抗、感病品种的抗病性都得到一定程度的增强，感病品种尤为显著。

3.嫁接对西瓜生理特性有一定的促进作用，增加光合速率、气孔呼吸导度以及少量产量。

综上所述，嫁接使西瓜生长得到促进、生理特性指标上升。

嫁接抗病西瓜品种（博强一号南瓜为砧木、丰乐甜妞抗性西瓜为接穗）各项指标最优。

关键词:

　西瓜；枯萎病；生育期；生理特性

两个不同的植株嫁接在一起，产生成功的结合部，同时发育成完整的植株，这种嫁接是亲和的，否则就是不亲和的。

因此，嫁接亲和力的探讨很有价值。

目前对嫁接愈合过程比较明确，Jeffree认为嫁接成活过程首先是使穗、砧断面的形成层互相密接，之后两者分别产生愈伤组织。

愈伤组织相结合后，经细胞分裂、分化而使形成层连接起来，完全形成愈合组织。

Moore等用电镜详细观察了嫁接愈合过程的细胞学变化，并将其分为5个阶段：

（1）切断面形成坏死层；

（2）由细胞质活化而导致高尔基体的累积和砧穗间的密接；（3）砧穗愈伤组织形成和坏死层消失；（4）砧穗间维管束的分化；（5）嫁接愈合和成活。

对嫁接亲和性机制，虽然作了大量的研究工作，但目前仍不清楚。

Jeffree等注意到嫁接后细胞膜有变薄的现象，推测愈合过程可能涉及细胞识别机制。

Moore认为愈合过程与愈伤组织和细胞壁形成的前体物质的聚合有关，但这种前体物质是什么尚不清楚。

有关嫁接不亲和的机理，提出了很多假说。

Jeffree认为嫁接不亲和的主要原因是接穗和砧木接合面的组织形态不同，从而阻碍了养分、水分从根部向茎叶运输和同化产物从茎叶向根部运输。

同时认为，砧木对养分的供给力同茎叶部的养分要求度，在质或量上产生过量或者不足；砧木对同化产物的要求度同接穗的供给力不平衡时，也产生不亲和。

Moore等认为伤害和木质化是不亲和的机理之一。

此外，植物生长调节剂和不亲和毒物是控制亲和力的重要因素。

嫁接成活后砧木与接穗间也是相互影响的。

如矮化砧可以促进植株提早结果、增强抗逆性、提高果实品质；接穗也会在生长势和抗寒性上影响砧木。

砧木与接穗之间相互影响的可能机制有：

（1）砧木与接穗间基因型的差异；

（2）对营养物质吸收和利用的不同；（3）光合产物的形成与养分运输的不同。

但是亲和性机理到目前为止尚不清楚。

1.3.3西瓜生理特性研究

光合速率以单位时间、单位光合机构（干重、面积或叶绿素）固定的二氧化碳或释放的氧气或积累的干物质的数量来表示。

从表面上看，光合速率不是一个效率指标。

但是，实际上它是一个重要的光合效率指标。

它是光合作用不受光能供应限制即光饱和条件下表明光合效率高低的重要指标。

在其它条件都相同的情况下，高光合速率总是导致高产量、高光能利用率。

因此，人们常常把高光合速率说成高光合效率。

现在的绝大多数文献报告的光合速率都是以单位叶面积表示的。

因此，用单位叶面积表示的光合速率和有关参数，例如叶片的叶绿素、光合产物等含量和酶活性等，不仅便于不同文献资料之间的相互比较，而且也便于综合分析各个参数之间的相互关系，包括它们变化的因果关系和数量关系。

用单位叶鲜重表示各种有关参数是最不可取的做法，因为用这种单位表示的各种参数很容易受叶片含水量变化的影响，特别是在涉及不同水分处理的情况下，不确定性和不可比性就更大。

植物总是生活在外界环境中，由于影响净光合速率的主要环境因子－光照、温度等在一天呈现出明显的日变化，因此，植物光合作用也呈现出日变化规律。

在自然条件下，植物光合作用的日程有两种典型的方式。

一种是单峰型，净光合速率在上午随着太阳光强的增加而升高，中午达到最大值，然后在下午随着太阳光强的减弱而逐步降低。

另一种是双峰型，在净光合速率变化日进程好中有两个高峰，一个在上午的晚一些时候，另一个在下午的晚一些时候，它往往比上午的第一个峰低一些，在这两个峰之间有一个中午的低谷，即所谓的中午降低或“午睡”现象。

对于光合“午睡”现象来说，强太阳光、低空气湿度和低土壤水势可能是主要的环境因子，气孔导度的降低可能是重要的生理因子，而ABA合成的增加和光系统Ⅱ光化学效率的降低可能是重要的生化因子。

这些因子相互密切联系引起生理和生化的变化。

陈年来等在日光温室条件下研究了“宝冠”和“新金兰”两个品种西瓜冠层光合作用日变化特性。

结果表明，日光温室两个西瓜品种间冠层光照分布和单叶光合作用日变化模式存在明显的差异，冠层光照条件影响个叶层的光合强度及其日变化趋势。

两品种冠层整体光合速率日动态呈单峰型，“宝冠”西瓜单叶净光合速率较高，光效光合时间较长，但表现出午休特征。

“新金兰”西瓜单叶光合速率低，光效光合时间较短，未表现出明显午休特征。

2材料与方法

本实验于2006年11月开始至2008年1月结束，实验于东北农业大学蔬菜栽培实验室完成

2.1供试材料

2.1.1试验地点

试验在东北农业大学园艺试验站1号大棚和园艺学院蔬菜生理生态研究室进行。

2.1.2试验材料

供试西瓜品种2个：

丰乐甜妞（高抗，R1），丰乐小天使（感病，S2）（合肥丰乐种业股份有限公司）。

果型中小型。

供试砧木品种：

博强一号南瓜（P）（天津德瑞特种业有限公司）。

2.1.3试验时间

本实验于2014年3月开始至2014年8月结束。

2.1.4供试土壤

试验土壤为黑土，前茬黄瓜。

表2-1-4供试土壤基本理化性质：

Tab.2-1-4Basicphysicochemicalpropertiesoftestedsoil

电导率

（mS·cm-1）

有机质

（%）

Organicmatter

碱解氮

（mg·kg-1）

Alkali-hydrolyzableN

有效磷

（mg·kg-1）

AvailableP

速效钾

（mg·kg-1）

AvailableK

0.96

7.21

4.66

296.51

275.00

372.05

2.1.5实验药品

甲醇、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、浓硫酸；丙酮、石英砂；氢氧化钠、硼酸、甲基红-溴甲酚绿指示剂；碳酸氢钠、无磷活性炭粉、钼锑贮备液、钼锑抗显色剂；乙酸铵、氯化钾；重铬酸钾、邻菲啰啉指示剂；葡萄糖。

2.1.6实验仪器

表2-1-6实验仪器

Tab.2-1-6Laboratoryapparatus

仪器名称

Apparatusdenomination

型号

Version

生产厂家

Fabricant

电子天平

PL303

梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司

实验室pH计

FE20

梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司

实验室电导率仪

FE30

梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司

超纯水装置

MILLIPOREB.P.307

法国

恒温摇床

ZHWY-2120C

上海智城分析仪器制造有限公司

光照培养箱

LRH-250G-I智能型

广东省医疗器械厂

医用型洁净工作台

DL-CJ-2ND

北京东联哈尔仪器制造有限公司

电热鼓风干燥箱

101-3A

天津市泰斯特仪器有限公司

可调式电砂浴

DK-2

北京永光明医疗仪器厂

旋转蒸发仪

N-1000

上海爱朗仪器有限公司

水浴锅

SB-2000

上海爱朗仪器有限公司

水流抽气机

A-3S

上海爱朗仪器有限公司

分光光度计

WFJ722

上海光谱仪器有限公司

便携式光合仪

LI-6400

美国Li-COR

火焰光度计

FP6410

北京

高压蒸汽灭菌锅

DSX-280B

上海申安医疗器械厂

电热恒温水浴锅

HW-SY21-K-4C

北京市长风仪器仪表公司

高速冷冻离心机

AllegraX-22R

BeckmanCoulter.Inc.

PCR仪

PTC-200

美国Bio-Rad

电泳仪

DYY-6C

北京市六一仪器厂

变性梯度凝胶电泳系统

DcodeTMUniversal

MutationDetectionSystem

美国Bio-Rad

紫外成像仪

AlphalmagerHP

AlphaInnotechCorp.

电子天平

PL303

梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司

实验室pH计

FE20

梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司

2.2试验设计

采用下面的处理编号，见表。

表2-2实验中不同处理西瓜品种的编号

Table2-2Thenumberofdifferentresistancecucumbervariety

品种

Species

丰乐甜妞

fengtianheiniu

丰乐小天使

fenglexiaotianshi

博强一号南瓜

Boqiangnangua1hao

序号

2.3试验方法

2.3.1种子处理

西瓜和砧木种子在0.1%高锰酸钾溶液中浸泡10min.,然后在55℃的温水中搅拌至恒温。

南瓜浸种6h，投洗干净,在30℃恒温箱内催芽，待胚根长约0.5cm时，播种于营养钵中,接穗种子播于灭菌蛭石穴盘中。

2.3.2嫁接

采用顶插法。

嫁接时，砧木苗以真叶出现时为宜，接穗西瓜苗以子叶充分开展为宜，为此砧木提前5d播种，直接播入钵中，同时播种催芽的西瓜种子，7d后嫁接。

刚嫁接时，白天保持26℃-28℃，夜间18℃-20℃，放在遮阴保湿的塑料棚内。

后随通风增加逐步降温，1周后白天23℃-24℃，夜间18℃-20℃。

嫁接前2天应充分浇水，嫁接后密封，使空气湿度达到饱和状态，不必换气。

5-6d后进入融合期，在清早、傍晚空气湿度高时换气，并逐渐增加通风时间与通风量。

在苗床盖遮阳网遮光，避免高温和直射光引起接穗凋萎，5-6d后在早上，傍晚除去覆盖物，接受散射光，并渐增见光时间，10d后只在中午遮光，12-15d后恢复到一般苗床管理。

2.3.3温室定植

垄作，垄距为60cm,株距40cm.每个小区面积为4.32m2（0.6m×1.2m×6m），每个处理设3次重复，随机排列。

每行16株，每小区32株。

定植前施入有机肥，实验过程中不施加任何肥料。

常规管理。

2.3.4生理指标测定

选择晴好天气用美国Li-COR公司生产的LI-6400便携式光合仪在上午10.00-12：

00，选择各品种（系）中长势基本一致的植株，取其叶龄、叶位基本一致的成熟无病害叶片，对西瓜功能叶片进行净光合速率及影响因子，包括光和有效辐射、气孔导度及蒸腾速率的测定。

每个处理随机取3株，3次重复，取9次测定结果的平均值。

待西瓜果实成熟时，在田间分别测出各品种单瓜重量，最后计算其产量。

2.4数据处理

数据的整理采用Excel软件完成，差异显著性测验采用SAS（V6.12）软件完成。

3结果与分析

3.1不同抗性西瓜光合速率变化的比较

从一天的光合效率比较，伸蔓期时，四个品种（系）西瓜的净光合速率（Pn）为R1>S2>PR1>PS2。

在坐果期时其净光合速率（Pn）为R1>S2>PR1>PS2。

嫁接抗性无籽西瓜种皮厚，从而致使小苗生长弱而缓慢。

但是PR1既是嫁接又是抗性西瓜，所以其生长比较旺盛，光合速率也较高。

由此可知7月4日时，PR1已经开始显现出抗性嫁接的优势。

前期R1抗枯萎病的品种，净光合速率在试验品种中明显为最高速率，其他品种虽有差距但不显著，后期S2品种多染病，致使净光合速率显著下降。

整体看来R1为净光合速率最高的品种，嫁接的PR1、PS2中嫁接抗病品种PR1较PS2净光合速率略高。

表3-1不同西瓜处理对西瓜净光合速率的影响/µmol·m-2·s-1

TableEffectsofdifferenttreamentonpHotosyntheticrateofwatermelon/µmol·m-2·s-1

处理

PR1

PS2

5.25

15.63

14.1

11.93

11.81

17.21

±0.30

±1.20

±0.84

±0.45

±0.54

6.14

15.63

14.01

11.93

11.81

17.21

±0.30

±1.2

±0.84

±0.45

±0.54

7.4

14.90

10.30

10.10

8.45

11.60

±0.95

±0.20

±0.10

±3.05

±0.26

Bbc

Abb

7.24

5.34

3.77

6.89

6.43

4.51

±0.81

±0.85

±0.33

±1.04

±0.39

BCbc

ABab

DCdc

3.2不同抗性西瓜蒸腾速率的比较

四个品种西瓜叶片的蒸腾速率变化曲线均成明显的单峰型。

R1、S2、P三种品种西瓜叶片的蒸腾速率均逐渐下降；而PR1、PS2的蒸腾速率为先下降后增长的趋势，而其中的PR1特性表现最为明显。

10：

00～14：

00期间，四个品种（系）西瓜有较快的蒸腾速率，前期感病自根苗S2蒸腾速率极显著，中期抗病自根苗R1蒸腾速率显著，结果期嫁接抗病PR1。

TableEffectsofdifferenttreamentontranspirationrateofwatermelon/mol·.m-2·s-1

处理

PR1

PS2

5.25

5.34

6.05

4.63

4.37

5.81

±0.27

±0.15

±0.16

±0.13

±0.69

ABb

BCc

Aab

6.14

4.86

4.26

3.84

3.74

4.8

±0.09

±0.27

±0.76

±0.45

±0.24

ABab

7.4

1.98

1.21

2.64

1.65

2.66

±0.17

±0.04

±0.03

±0.46

±0.02

BCb

7.24

0.84

1.26

3.33

3.54

2.43

±0.85

±0.53

±1.65

±1.43

±0.42

ABb

Abab

3.3不同抗性西瓜气孔导度的比较

表所示，四个时期西瓜品种（系）西瓜叶片的气孔导度变化是一条下滑曲线。

10：

00以后，光强不断增大，叶温升高，气孔开始关闭，气孔导度下降以减少蒸腾失水；下午光强减弱，叶温降低，光合速率也达到第二个峰值，但气孔导度却并没有增加。

四个时期品种（系）西瓜坐果期植株叶片胞间二氧化碳浓度在上午08：

00时最高，随着光合速率的不断升高，二氧化碳的同化量也不断增加，胞间二氧化碳浓度不断降低。

12：

00时，除R1和S2的蒸腾速率保持下降趋势外，其它品种（系）西瓜叶片的蒸腾速率降到最低并随后开始升高，14：

00时PR1、PS2的蒸腾速率降到最低并随后开始升高。

16：

00以后，四个品种（系）西瓜的蒸腾速率全部下降，但除P的其它品种（系）西瓜的蒸腾速率的下降幅度较小。

5月25日时，感病自根苗S2气孔导度显著；6月14日时，抗病自根苗R1气孔导度显著；结果期嫁接抗病PR1气孔导度极显著、结果期将近结束时嫁接感病PS2气孔导度与PR1相同。

表3-3不同处理对西瓜气孔导度的影响/mmol·m-2·s-1

TableEffectsofdifferenttreatmentonstomataconductanceofwatermelon

处理

PR1

PS2

5.25

0.15

0.16

0.14

0.12

0.15

±0.006

±0.009

±0.006

±0.011

±0.025

ABab

Aab

ABbc

ABab

6.14

0.11

0.09

0.08

0.11

±0.002

±0.007

±0.177

±0.006

±0.003

ABb

Bbc

7.4

0.04

0.03

0.06

0.03

0.06

±0.0049

±0.0003

±0.0078

±0.0002

BCc

7.24

0.04

0.03

0.08

0.05

±0.016

±0.012

±0.042

±0.035

±0.009

Aab

注：

小写字母表示差异显著水平（p<0.05）.大写字母表示差异显著水平（p<0.01）

Note:

Thevalueswithsmalllettersaresignificantdifference（p<0.05）.Thevalueswithbiglettersaresignificantdifference（p<0.01）

3.4西瓜枯萎病对产量的影响

图为不同抗性西产量的差异显著性方差分析。

大棚产量由表看出嫁接的西瓜品种PR1、PS2的抗性较感病S2品种产量要高，而未嫁接的西瓜抗病品种R1产量最为稳定，对于PS2来说，虽然为感病品种但由于嫁接对枯萎病的抵抗能力由所上升，产量仍然可观，所以其产量较感病自根苗显著。

在发病试验区内，抗病品种R1与嫁接后的PR1，PS2差异不显著，但均与感病品种S2差异达到极显著。

而在不发病的对照区内，则四个处理之间差异不显著。

图3.4西瓜枯萎病对西瓜产量的影响

FigEffectsofFuariumwiltonthewatermelonyieldperplant

4讨论

4.1嫁接对西瓜生理性状影响的探讨

西瓜从播种到果实成熟，整个生育周期植株生长均表现为慢一快一慢的节奏性。

但不同抗性对西瓜嫁接后生长发育影响差异显著。

西瓜砧木主要是同科的葫芦属、南瓜属、冬瓜属的不同种、变种和品种，研究认为西瓜与各种瓜类砧木的亲和性关系依次为西瓜（共砧或称本砧）、葫芦、冬瓜、南瓜、甜瓜、黄瓜，但同一种的不同变种和品种表现差异很大。

用西瓜作接穗，其他瓜类作砧木，除黄瓜砧外，都表现很强的共生亲和力。

而且嫁接是两个系统融合成一个系统的生理生化过程。

融合的难易表现为接触面的愈合速度，对温湿度条件、营养条件要求的高低，病菌病毒的侵染也是影响嫁接成活的重要因素。

试验中还发现，嫁接能够显著促进植株生长，但定植初期株高则小于自根苗，这可能是嫁接苗存在成活缓苗阶段而造成的。

定植缓苗后，由于嫁接苗具有较发达的根系，地上部迅速生长。

可见西瓜嫁接栽培，首先是砧木具有庞大的根系，根系的旺盛生长和活跃的生理活动又促进了地上部的生长，根系和地上部相互促进，形成了协调的地上部与地下部关系。

这与前人报道相一致。

4.2抗性对嫁接西瓜光合特性影响的探讨

本次试验表明嫁接植株光合速率著升高说嫁接能够提高的光反应及暗应活性。

这可能是嫁接苗具有较高的光合色素含量，即具有较高的转化光能的效率。

坐果期时，西瓜为了维持较高的净光合速率（Pn），其蒸腾速率保持在较高的水平上，一方面叶片进行较强的光合作用，体内和外界的物质和气体交换的速度较快；另一方面，西瓜进行蒸腾作用可以将体内的热量带出体外，降

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