黄瓜（Cucumis sativus L.）是葫芦科黄瓜属一年生攀援草本植物，黄瓜原产喜马拉雅山南麓的印度北部地区，现分布于全世界，喜温暖、不耐寒冷、喜潮湿、不耐旱、强光照。黄瓜在适合的温度条件下，植株健壮、根部发达、叶片肥厚和茎秆粗壮，当温度过高时，养分过度消耗，也影响植株正常生长发育。一、黄瓜生长的温度特性黄瓜作为典型的喜温蔬菜，其营养生长的适宜温度为18~30℃，而光合作用的最适温度范围稍高，为25~32℃。在根系发育方面，根毛生长的最低温度为12~14℃，最高耐受温度为38℃，当地温处于25℃时根系的吸收能力达到最强。然而，当遭遇短期高温胁迫时，黄瓜植株在40℃环境下可存活1~2小时，若在44℃高湿条件下则耐受时间不超过2小时；一旦温度持续升高并超过临界点，将造成不可逆损伤：例如45℃持续3小时会引发叶绿素分解，50℃持续1小时将导致呼吸作用停止，而60℃高温下仅需5分钟即可致死。 二、高温引发的形态结构与发育异常高温对黄瓜植株的损伤首先体现在营养器官上，当温度超过38℃时，侧根发育受抑；达42℃时主根伸长停滞；若持续升至45℃，根系活动将完全停止。这种高温胁迫会促使根系"须根化"，显著降低水分吸收效率。同时，茎叶表现为萎蔫卷曲、黄化甚至枯焦，在高温干旱环境下极易因水分失衡而引发日灼病，强光协同高温可导致叶缘焦枯，严重时整片叶片干枯死亡。在生殖发育方面，高温长日照条件会打破花芽分化平衡，显著促进雄花分化而降低雌花比例。尤其在花前6~11天的敏感期，高温可直接导致花器败育。高温还严重干扰授粉受精过程，35℃下花粉萌发力骤降至50%，40℃持续2小时则基本失活。耐热品种如Gy14在45℃高温中坐果率仅下降10%，但热敏感品系的坐果率会暴跌80%，凸显品种抗性差异的关键影响。高温胁迫下，黄瓜果实发育面临多重生理障碍，高温加剧光呼吸作用，导致光合产物的合成与运输受阻，引发同化物分配紊乱，进而造成果肉细胞分裂异常，形成尖嘴瓜、蜂腰瓜等畸形果。同时，高温加速叶绿素降解并抑制类胡萝卜素合成，使果皮硬化、色泽暗淡；抗氧化系统崩溃导致活性氧（ROS）大量积累，造成维生素C损失高达40%。此外，作为防御响应，高温会显著升高葫芦素B的合成，增加果实苦味。这些生理紊乱共同削弱了果实的商品价值和营养品质。三、高温胁迫下的生理生化紊乱高温胁迫引发黄瓜植株多层次的生理紊乱，在光合与呼吸系统中，高温导致叶绿素a/b比值下降并损伤PSⅡ反应中心，表现为Fv/Fm值降低，净光合速率下降，而呼吸速率却上升，造成能量赤字。耐热品种Gy14能通过增强叶黄素循环耗散过剩光能以维持光合效率。在氧化应激层面，高温触发超氧自由基（O₂⁻）和过氧化氢（H₂O₂）大量积累，引发膜脂过氧化，耐热品种通过超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性提高以清除活性氧，而热敏感品种则因保护酶崩溃导致丙二醛（MDA）含量激增，同时耐热品种积累更多的脯氨酸（较热敏感品系高48%），通过渗透调节维持细胞膨压。在激素调控方面，外源施加低浓度生长素（如2,4-D）可激活DNA修复通路并稳定PSⅡ结构，赤霉素在耐热品种Gy14中生物合成基因上调，外源GA3处理使热害指数降低，而脱落酸虽在高温下合成增加，过量积累却会加速气孔关闭，进一步加剧光合抑制。 四、分子层面的热响应机制在高温胁迫下，黄瓜植株通过转录重编程激活关键防御机制，热激因子（HSFs） 作为核心调控元件，迅速诱导HSP70和HSP90等分子伴侣基因的表达，促进变性蛋白的修复与复性，维持细胞稳态；同时，bHLH家族转录因子CsSPT通过直接调控光合相关基因及抗氧化途径，显著增强耐热性——其敲除突变体在高温下叶片萎蔫程度加重、根系活性下降，印证了该因子在协调光保护与氧化平衡中的关键作用。伴随转录调控，代谢组重塑进一步强化耐热表型，耐热品种Gy14通过苯丙烷类代谢途径大量积累黄酮和酚酸，有效清除活性氧并强化细胞壁结构，减轻膜脂过氧化损伤；而热敏感品种32X的代谢响应失衡，脂质过氧化产物激增，导致膜系统稳定性显著下降，加剧细胞损伤。这种转录与代谢的协同重编程，构成了黄瓜应对高温胁迫的核心分子防御网络。五、应对策略与缓解途径在黄瓜耐热栽培体系中，品种选育是核心基础，通过聚合耐热材料的抗性基因，可显著提升植株耐热性，例如转入CsYUC10b基因的株系能使热害死亡率降低70%；化学调控作为辅助手段，喷施0.1 mM生长素或10 μM GA3可增强光系统活性，而在抽蔓期喷施脯氨酸或细胞分裂素6-BA则能提升渗透调节能力，缓解高温胁迫；农艺措施需协同优化，采用遮光率30%的遮阳网可降低冠层温度3~5℃，结合傍晚井水灌溉协同水肥一体化保障水分与养分高效供给，同时通过保留侧枝遮果减少果实日灼，并配合地面覆稻草降低地表温度，形成综合降温防护体系。

来源: 公众号：农林生态科学