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外源脯氨酸对高温胁迫下黄瓜幼苗生理代谢的影响
摘要
高温胁迫对黄瓜幼苗的生长和生理代谢产生了不利影响。本研究探究了外源脯氨酸对高温胁迫下黄瓜幼苗生理代谢的影响。结果表明，外源脯氨酸处理显著提高了叶片光合作用速率、叶绿素含量和可溶性糖含量，同时减少了丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性。这表明外源脯氨酸可以缓解高温胁迫对黄瓜幼苗的负面影响，并改善其生长和代谢。
关键词：高温胁迫；黄瓜幼苗；外源脯氨酸；生理代谢。
引言
高温胁迫是影响农作物生产的重要因素之一，对于黄瓜等热带或亚热带作物来说更是如此。高温胁迫会导致黄瓜幼苗生长迟缓、光合作用率降低、光合pigment含量下降等负面影响，从而降低产量和品质（Zhang等，2017）。因此，探索高温胁迫下黄瓜的应对机制并采取有效的措施缓解不利影响是当务之急。
脯氨酸是一种氨基酸，被认为是植物应激响应机制中的重要组成部分（Chen等，2019）。一些研究表明，外源脯氨酸可以提高植物对环境胁迫的适应能力和耐受性（Li等，2016）。然而，外源脯氨酸对黄瓜幼苗在高温胁迫下生理代谢的影响尚待探究。
因此，本研究旨在探究外源脯氨酸对高温胁迫下黄瓜幼苗生理代谢的影响。
材料与方法
实验材料
本实验使用黄瓜（CucumissativusL.）幼苗作为实验材料。种子在35°C下发芽并在光照下培育7天。幼苗移植到含有0.5％的盐酸和1％的糖的水培液中，养护7天以适应水培条件。在此之后，幼苗被随机分配为四组：对照组，高温组，外源脯氨酸组和高温加外源脯氨酸组。
实验处理
高温组和高温加脯氨酸组分别在高温条件下放置3天。高温条件为28°C，相对湿度为65％的光照环境。外源脯氨酸和高温加外源脯氨酸组分别在150mg/L的脯氨酸水溶液中处理7天，每天更换一次。
实验测量
在实验结束后，测量了各组幼苗的光合速率、气孔导度、叶绿素含量、可溶性糖含量、丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性。
数据统计分析
数据以平均值和标准误表示，使用One-wayANOVA进行数据分析，并使用Duncan's多重比较方法进行显着性检验（P＜0.05）。
结果
光合速率和气孔导度
相对于对照组，高温组显著降低了幼苗的光合速率和气孔导度（P＜0.05），而外源脯氨酸组和高温加脯氨酸组均显著提高了幼苗的光合速率和气孔导度（P＜0.05）。在高温胁迫下，外源脯氨酸处理组的光合速率和气孔导度更高（图1）。
叶绿素含量
与对照组相比，高温组的叶绿素含量显著降低，而外源脯氨酸组和高温加外源脯氨酸组的叶绿素含量均显著高于高温组（P＜0.05）。因此，在高温胁迫下加入外源脯氨酸可以有效提高黄瓜幼苗的叶绿素含量（图2）。
可溶性糖含量和丙二醛含量
高温胁迫下，外源脯氨酸处理组的可溶性糖含量显著高于高温组（P＜0.05）。相对于对照组，高温组的丙二醛含量显著增加（P＜0.05），而外源脯氨酸处理组和高温加外源脯氨酸组的丙二醛含量均显著降低（P＜0.05）（图3）。
超氧化物歧化酶活性
在高温胁迫下，外源脯氨酸处理组的超氧化物歧化酶活性显著低于高温组（P＜0.05）。因此，外源脯氨酸可以降低高温胁迫下黄瓜幼苗的氧化应激程度（图4）。
讨论
本研究表明，外源脯氨酸可以显著缓解高温胁迫对黄瓜幼苗生长和生理代谢的影响。具体来说，脯氨酸可以提高幼苗光合速率和气孔导度、叶绿素含量和可溶性糖含量，同时降低丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性。这表明外源脯氨酸可以改善幼苗在高温胁迫下的生长和代谢。这些结果与之前的研究结果相似，表明外源脯氨酸的添加可以增强植物对环境胁迫的耐受性（Wu等，2019）。
在高温胁迫下，植物细胞遭受氧化应激，产生大量活性氧（ROS），如超氧自由基（O2.-）和氢过氧化物（H2O2），导致膜脂质过氧化和其它细胞损伤（Mittler等，2011）。外源脯氨酸可以提高细胞的抗氧化酶活性，并减少ROS的生成，从而缓解高温胁迫下细胞损伤的程度（Li等，2016）。此外，外源脯氨酸可以增加可溶性糖的含量，并为植物提供更多的能量和碳源，从而增强细胞的能量代谢和逆境适应力（Farooq等，2017）。
总之，本研究表明，外源脯氨酸可以缓解高温胁迫对黄瓜幼苗的生长和生理代谢的影响，并为后续研究提供了一定的理论和实践基础。
参考文献
Chen,X.,Li,P.,Xu,Z.,etal.(2019).Effectsofexogenousputrescineonnitrogenmetabolism,antioxidativeenzymesandgrowthofcucumberseedlingsundersalinitystress.PlantGrowthRegulation,88(3),355-371.
Farooq,M.A.,Li,L.,Ali,B.,etal.(2017).Theinfl