富氢水调控番茄幼苗耐低温性的初步研究

番茄（Solanum lycopersicum）是我国设施中种植的主要蔬菜作物之一,在冬春季节设施生产上常易受低温影响,生长减慢,导致番茄品质和产量下降。为了降低冷胁迫带来的损伤,提高其耐冷性是切实可行的举措之一。氢气（H2）作为一种新型信号分子,在植物抗逆性中发挥关键作用,但在番茄耐低温中的功能及作用机理尚不清楚。因此本论文以番茄为试验材料,研究了氢气外源供体富氢水（HRW）在番茄幼苗生长发育和耐低温中的作用,对番茄中催化H2产生的氢化酶基因Sl F420进行了生物信息学分析,并初步探究了Sl F420基因在低温胁迫下的表达,为进一步研究H2在番茄幼苗生长发育和耐低温中的作用及机理提供了理论基础,也为冬春季节番茄设施生产中获得壮苗、高产、高品质番茄提供理论依据。

主要研究结果如下:
（1）富氢水处理后提高了番茄幼苗的株高、叶面积、干鲜重和根系生长量。显著提高了番茄幼苗的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度,显著降低了气孔限制度。提高了番茄幼苗叶片中果糖、葡萄糖含量,降低了蔗糖含量,促进了糖代谢相关酶活性及基因表达。说明富氢水能促进糖代谢进而促进番茄幼苗的生长发育。
（2）低温胁迫后富氢水预处理的番茄幼苗株高、叶面积、鲜重、干物质量和根系生长量均显著提高,说明HRW能缓解低温对番茄生长的抑制作用。
（3）HRW处理后在低温处理,过氧化氢、超氧阴离子和MDA含量及产生速率显著降低,SOD、POD、CAT、APX、GR等抗氧化酶活性明显提高,抗氧化物质含量中GSH含量提高,而GSSG的含量降低等说明HRW可通过提高抗氧化酶活性和抗氧化物质的含量清除过量ROS,减轻低温对番茄的伤害。
（4）富氢水预处理提高了低温胁迫下番茄幼苗叶片的脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量,说明富氢水处理能提高番茄幼苗叶片的渗透调节能力,进而增强番茄幼苗的耐冷性。
（5）氢化酶基因Sl F420可以正调控番茄幼苗的生长发育,且缓解冷胁迫对番茄幼苗的抑制作用。