付玉婧，邢乃林，张蕾琛，严蕾艳，黄芸萍，王毓洪

(宁波市农业科学研究院，浙江 宁波 315040)

葫芦，属葫芦科、葫芦属，一年生攀缘草本植物，是农业生产中的常用嫁接材料。西瓜对低温敏感，容易遭受低温冷害。而葫芦具有较好的低温耐性，嫁接亲和性较南瓜和野生西瓜高，对西瓜品质影响较小，连作障碍及病虫害抗性较强，常被用作西瓜嫁接的砧木[1-2]。早春的低温弱光环境是目前作物设施生产的主要障碍之一，提高作物耐低温弱光的能力已成为当前农业研究中亟待解决的重要课题[3-4]。选育耐低温弱光的葫芦类型西瓜砧木对优良砧木品种选育及西瓜生产的良好发展具有重要意义[5]，可采用形态指标、生理指标等评价低温弱光对其的影响，并逐步建立完善的鉴定体系[6]。本实验以24份不同类型葫芦砧木为研究对象，通过对其下胚轴长、茎粗、相对叶绿素含量等10项指标的考察，采用相关性分析和R型因子聚类分析方法筛选出具有代表性的性状，从而分析低温弱光对葫芦苗期生长发育的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本实验所用24份葫芦砧木材料均由宁波市农业科学研究院提供。材料编号及来源等信息见表1。实验于2017年12月—2018年1月在宁波市农业科学研究院瓜菜育种重点实验室进行。

表1 24份葫芦材料信息

1.2 方法

每份葫芦材料均取成熟、饱满、完整的种子，室温浸种18 h后捞出，用湿毛巾包裹放入28 ℃恒温培养箱中催芽48 h，出芽后每份材料的处理和对照均按3次重复播种，每重复5～6粒，采用随机区组设计播入32孔穴盘内，基质为杭州康成农业科技有限公司生产的瓜菜育苗基质。材料培养基处理均在RDN型人工气候箱(宁波东邦电器有限公司生产)进行。白天温度24 ℃，时长16 h，光照强度24 000 lx，相对湿度60%；夜晚温度16 ℃，时长8 h，相对湿度70%。1叶1心期时开始进行低温弱光处理，共处理10 d。处理条件为白天温度8 ℃，时长16 h，光照为6 000 lx，相对湿度60%；夜晚温度6 ℃，时长8 h，相对湿度70%。对照条件不变。处理完成后，考察处理和对照的相对叶绿素含量、茎粗、叶厚、下胚轴长、子叶长、子叶宽、地上部鲜重、相对电导率、含水量、保水力十项指标。相对叶绿素含量使用SPAD-502叶绿素含量测定仪测定，相对电导率、叶片含水量与叶片保水力的测定参照潘华等[7]的方法。去掉异常值后，分3次重复计算平均值。

1.3 数据分析

采用Excel 2016对实验数据进行相关分析和处理，方差分析采用单因素方差分析；采用DPS数据处理系统V 16.05进行R型因子聚类分析(类平均法)。

2 结果与分析

2.1 性状表现

对24份葫芦材料的性状表现进行分析，结果表明，处理后24份材料总体表现为茎粗、下胚轴长、子叶长、子叶宽、叶片含水量、地上部鲜重等6个性状降低，叶厚、相对叶绿素含量、叶片保水力、相对电导率等4个性状升高(表2)。与对照相比，处理材料的10个性状中茎粗、叶厚等6个性状的变异系数降低，相对电导率、叶片含水量等4个性状的变异系数提高。对照中变异系数最大的为地上部鲜重，为29.1%，其变异范围为1.74～5.48 g；最小的为叶片含水量，为1.3%，其变异范围为89.86%～94.08%。处理材料中变异系数最大的为相对电导率，为26.6%，变异范围为16.71%～40.39%；叶片含水量的变异系数最小，为1.4%，变异范围为86.09%～90.77%。总体表明，叶厚、子叶长、相对叶绿素含量、叶片含水量及相对电导率性状的变异较小；而茎粗、下胚轴长、叶片保水力、地上部鲜重等性状的变异则较大。

2.2 相关分析

对24份材料10个性状处理前后变化的相关性进行分析，结果表明，保水力与相对电导率及子叶长之间分别呈显著的负相关和正相关(表3)。茎粗与叶厚之间呈显著正相关，与下胚轴长之间呈极显著负相关，与子叶长、子叶宽之间均呈极显著正相关。地上部鲜重与茎粗、叶厚、子叶长和子叶宽之间均呈极显著正相关，与下胚轴长之间呈显著负相关。子叶长与子叶宽之间呈极显著正相关。

表2 24份葫芦砧木材料的性状表现

表3 不同葫芦品种各性状之间的相关性分析

注：*和**分别表示显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)。

2.3 聚类分析

利用24份材料10个性状处理前后的变化程度进行R型因子聚类分析，对所考察的10个性状进行归类，选出具有代表性的性状进行分析[4]。R型因子聚类分析结果显示：可将10个性状分为4类，第一类包括叶厚和下胚轴长2个性状；第二类包括子叶宽、子叶长、地上部鲜重和茎粗4个性状；第三类包括相对电导率和叶片保水力2个性状；第四类包括含水量和叶绿素含量2个性状。综合各性状间的相关性分析结果，选择下胚轴长、地上部鲜重、叶厚与叶片含水量4个性状进行分析(图1)。

图1 对10个性状的R型因子聚类分析结果

对24份材料低温弱光处理前后下胚轴长、地上部鲜重、叶厚与叶片含水量的变化程度进行分析，24份材料的地上部鲜重均下降，叶厚均上升；P06、P12、P15、P27与P30五份材料下胚轴长上升，其余材料均下降；P02与P18两份材料叶片含水量上升，其余材料均下降。

下胚轴长变化程度最高为P30的4.9%，最低为P24的-27.8%，平均为-10.5%。地上部鲜重变化程度最高为P17的-28.9%，最低为P26的-76.4%，平均为-50.3%。叶厚变化程度最高为P29的35.9%，最低为7.9%，平均为22.1%。叶片含水量变化程度最高为0.8%，最低为-7.0%，平均为-3.0%。其中，P30、P12、P11、P25等7份材料的3个性状降低程度较小，低温弱光耐性较好(图2)。

图2 低温弱光对24份葫芦材料的下胚轴长等4个性状变化程度的影响

3 小结与讨论

越冬和早春早熟栽培是设施瓜类栽培的主要茬次，然而在瓜类生产过程中，低温弱光胁迫对植株幼苗造成了生理伤害，影响了植株的正常生长，导致果实产量和品质下降[8]。王喜庆等[9]通过葫芦砧木嫁接西瓜的低温胁迫研究证明，葫芦砧木嫁接西瓜具有低温抗性增强的作用。本研究结果表明，在低温弱光的影响下大部分葫芦材料地上部鲜重、下胚轴长与叶片含水量表现为不同程度的降低，说明低温弱光抑制了葫芦幼苗地上部的生长，这与前人在甜瓜上的报道一致[8]；各材料叶厚不同程度升高，这可能是因为低温弱光刺激了植物体内某种生理反应，通过升高叶厚来减弱低温弱光造成的伤害；部分材料叶片保水力的上升，说明葫芦幼苗通过提高叶片保水力，增强细胞原生质胶体结构稳定性，从而进一步提高细胞对低温胁迫的耐受性；部分材料叶片相对叶绿素含量上升，可能是弱光胁迫激活了植物自身的保护机制，说明植物需要通过提高对光能的利用率来弥补低温弱光造成的光合作用下降。李明玉等[10]通过对不同黄瓜幼苗进行低温胁迫的研究发现，在低温处理下，不同材料具有不同的低温抗感性，与本研究的结果一致。

本研究运用R型因子聚类分析，结合各性状间的相关性，把10个性状简化为4个性状对24份材料的低温弱光耐性进行分析，所得分析结果与各材料的实际表现基本一致，表明此方法可提高指标鉴定体系的简明有效性。