高温胁迫对番茄不同耐热种质材料生理指标的影响开题报告

1 与项目有关的研究进展及研究意义

1.1 番茄及其耐温度逆境研究概况

番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）又称西红柿、番柿、洋柿子、六月柿，为茄科（Solanaceae）番茄属，以成熟多汁浆果为产品的一年生或多年生草本植物。番茄为喜温性蔬菜，起源于热带、亚热带地区，是世界上最重要的蔬菜作物之一。由于番茄具有适应性较强、果实产量高、营养丰富等优点，在我国各地普遍种植，现有栽培面积仍在不断扩大。有些地区甚至占夏季蔬菜的首位，在人民生活和国民经济中具有重要作用（王冬梅，2003）。

番茄喜温，白天适宜的温度为25℃～28℃，夜间16℃～18℃。低于15℃，番茄种子发芽、授粉受精及番茄转红受到影响：低于10℃，生长缓慢，生殖发育受到抑制，5℃时茎叶停止生长，2℃则受到冷害，0℃即被冻死。高于35℃生殖发育受到影响，高于40℃生理紊乱而热死。

关于番茄温度胁迫的研究较多，但是大多数的研究集中在低温胁迫方面，如低温胁迫对番茄苗期和花期若干性状的影响（王孝宣 等，1996），低温胁迫对番茄种子萌发的影响（杜尧东 等，2010），低温胁迫对多毛番茄幼苗生理生化特性的影响（朱文哲 等，2011）。至今，国内外研究高温胁迫对番茄影响的报道还比较少。

1.2番茄耐高温机理研究进展

钱春梅等研究认为，25℃～30℃是番茄种子萌发的适宜温度，出芽整齐长势良好；30℃下的幼苗比25℃下的稍短；当温度超过30℃时，种子的发芽率、发芽势、萌发指数、简化活力指数和鲜重均下降。在33℃下，萌发和生长已经非常缓慢，发芽率仅为25℃时的一半，发芽极不整齐，35℃时，种子的发芽率小于1%。但适当的热击处理能显著提高番茄种子的发芽率，种子活力，增强萌发期间的呼吸作用，增强淀粉酶，蛋白酶和脂肪酶的活性，促进植株的生长发育（钱春梅 等， 2002）。

由国外学者Abdul-Baki, A.A.和 Stommel, J.R的研究表明，将不同品种的番茄分别在适宜温度27℃/23℃(d/n)、高温35℃/23℃(d/n)下培养生长至开花。测得不同温度下的番茄植株的花粉活力和花粉管萌发速率有着明显的区别（Abdul-Baki A A, Stomme J R, 1995）。

1 项目研究目标、内容和拟解决的关键问题

1.1研究目标

　　以耐高温能力不同的番茄品种为材料，揭示番茄耐热的生理生化基础，从而为耐高温番茄品种资源的筛选和创新，以及耐高温育种提供理论和实践基础。

1.2研究内容

　 以不同耐高温能力的番茄品种为资源和材料，分别置于39 ℃/ 28 ℃(d/n)的高温胁迫下、32 ℃ / 23℃(d/n)的亚高温胁迫下、25 ℃ / 18 ℃(d/n)的适宜温度这3个温度条件下，从番茄植株幼苗生长能力、光合能力、膜稳定性、抗氧化能力、可溶性蛋白含量、可溶性总糖含量变化等方面，同时结合田间高温季节植株生长和开花结果性状调查，揭示耐热的生理基础。

1.3拟解决的关键问题

1.3.1拟解决的科学关键问题

耐高温番茄生理基础的研究，不仅试验本身需要系统性，也存在复杂性，测定的指标也存在一定的争议性。因此，耐高温指标的确定及其生理基础的测定是是本项目研究的科学关键问题。

1.3.2拟解决的技术关键问题

　　番茄耐高温指标的测定和耐高温能力的综合评价。

2.1研究方法

各品系的番茄幼苗分别放入25 ℃ / 18 ℃(d/n)、32 ℃ / 23℃ (d/n)、39 ℃/ 28 ℃(d/n) 的光照培养箱中，培养5天后，取部位、叶龄等生理状况相同的叶片, 采用电导法测定其在高温下细胞膜伤害率，采用NBT 光还原法测定SOD含量，利用愈创木酚氧化法测定POD活性以及CAT活性，用无水乙醇法测定叶绿素含量，用蒽酮比色法测定可溶性糖，用考马斯亮蓝比色法测定可溶性蛋白含量。

2.2.技术路线本研究的技术路线见下图

2.3.实验方案

2.3.1.材料

本研究在南京农业大学园艺学院园艺作物生理实验室进行，以耐热性不同的番茄品种为材料。

2.3.2 方法

各品系取4~ 5 片真叶的番茄幼苗分别放入25 ℃ / 18 ℃、32 ℃ / 23℃ 、39 ℃/ 28 ℃ 的光照培养箱中, 光照度均为126μmol / m- 2 / s- 2, 光照时间为12 h，培养5天后，取部位、叶龄等生理状况相同的叶片, 采用电导法测定其在高温下细胞膜伤害率，参照Giannopolitis C.N和Ries(1977)的方法，采用NBT 光还原法测定SOD含量，利用愈创木酚氧化法测定POD活性以及CAT活性，用无水乙醇法测定叶绿素含量，采用蒽酮比色法测定可溶性总糖，用考马斯亮蓝比色法测定可溶性蛋白含量。

2.4可行性分析

实验材料已具备，项目所需的不同品种的实验材料从美国、加拿大、荷兰引种的不同品系的番茄在本校实验基地种植，可以保证实验顺利开展。

实验设备仪器已具备：园艺教学实验中心的栽培生理实验室和生物技术实验室及导师所在实验室具备完成实验所需的设备和仪器，包括组冰箱、水浴锅、电导仪等可以满足实验的需求。

实验方法成熟，本项目是在前人对耐温度番茄研究的基础上确立的。测定光合能能力、抗氧化特性、膜稳定性等的测定方法都比较成熟。

项目申请者成绩优异，顺利通过CET-６，对科研有着浓厚的兴趣和实践创新的探索精神，在顺利完成学业的同时有比较充分的时间来完成实验研究。

同时，本项目指导老师吴震多年从事蔬菜生理及生物技术研究，尤其在番茄方面有比较深的研究，对耐热性品种蔬菜的培育筛选也有一定的经验。有能力对学生进行实验指导，可为该项目的提供基础，也可在经费上给予支持。