不同類型辣椒幼苗的抗旱性分析

張煥麗 張會(huì)靈 張菊平

（1.洛陽市農(nóng)林科學(xué)院， 河南洛陽 471003； 2. 河南科技大學(xué)林學(xué)院， 河南洛陽 471022）

辣椒在不同的生態(tài)環(huán)境條件下經(jīng)長期選擇栽培,形成了種質(zhì)資源豐富的特點(diǎn),其中不乏高抗旱性材料隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境污染日趨惡化。全球氣候變暖，導(dǎo)致土壤蒸發(fā)量逐漸增大。同時(shí)，工業(yè)形成的酸雨等對陸地生態(tài)系統(tǒng)的影響也已成為全球性環(huán)境問題，如地球表面植被覆蓋率急劇下降造成的水土流失、土地荒漠化等，使許多原本適宜作物生長的土地變得不再適合人類耕種。此外，由于人們生活水平的提高，對于果蔬等農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)及其產(chǎn)量有了更高的要求。為滿足人們的多樣性需求，同時(shí)能因地制宜栽培農(nóng)作物，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。研究各種農(nóng)作物的抗旱性是目前迫切需要解決的重大課題。

辣椒（Capsicum annuumL.）是我國的主要蔬菜作物之一，但由于根系分布較淺，吸收能力差[3-4]，特別是有些地區(qū)季節(jié)性干旱頻發(fā)，嚴(yán)重地影響蔬菜生產(chǎn)，因而干旱脅迫已經(jīng)成為許多地區(qū)辣椒生產(chǎn)的重要限制因子之一。針對這一問題前人也進(jìn)行了大量的研究，并且培育了具有不同抗旱性的辣椒品種去適應(yīng)不同的生態(tài)環(huán)境條件。這樣不僅可以更加有效的利用土地資源，并且可以因地制宜在南北方普遍種植辣椒，減少因運(yùn)輸而花費(fèi)的成本。但辣椒抗旱機(jī)理十分復(fù)雜，且不同辣椒品種其抗旱性能有所差異，加之不同地區(qū)自然環(huán)境多樣，如何把握不同辣椒品種的抗旱機(jī)制，研究不同辣椒品種對于環(huán)境條件的要求，做到有的放矢，以及在具體的自然環(huán)境中種植具體的辣椒品種也便成為了生產(chǎn)中亟待解決的問題之一。通過對不同類型辣椒幼苗的抗旱性分析，可更有針對性的進(jìn)行辣椒抗旱品種的選育、品種抗旱性鑒定，以及對實(shí)現(xiàn)干旱地區(qū)辣椒生產(chǎn)的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和高效具有重要的理論價(jià)值和生產(chǎn)指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料有3種類型5個(gè)品種。線椒品種：青島紅辣王F1；朝天椒品種：洛研9號；尖椒品種：早生薄皮王、洛研1號、洛研5號。5個(gè)品種的6葉1心幼苗均由洛陽農(nóng)林科學(xué)院蔬菜所提供。

青島紅辣王F1來自青島金地斯瑞種子有限公司，為線椒、早熟、制醬或制干辣椒露地品種；洛研9號由洛陽農(nóng)林科學(xué)院選育，為朝天椒、中晚熟品種，質(zhì)優(yōu)味辣；早生薄皮王、洛研1號、洛研5號均由洛陽農(nóng)林科學(xué)院選育，為尖椒品種。5個(gè)品種均為當(dāng)?shù)刂髟云贩N。

1.2 試驗(yàn)方法

2016年4月3日選用5個(gè)品種的辣椒幼苗，平均6～7片葉，長勢基本一致。定植于32穴的穴盤中，基質(zhì)采用草炭土和珍珠巖按8∶3的體積比混勻，并加水?dāng)嚢瑁劣檬帜蠡|(zhì)可浸出水即可。定植后平均2 d澆1次水，澆水時(shí)采用噴壺噴水保持穴盤內(nèi)基質(zhì)土濕潤，但不積水。緩苗8 d，辣椒苗基本都長出新葉。此時(shí)辣椒苗平均有7片葉。4月13號開始用20%PEG6000處理，2 d處理1次，每次40 mL。對照組（CK）用等體積的蒸餾水處理，處理3次，一共6 d，3次重復(fù)。

1.3 各項(xiàng)生理指標(biāo)的測定[5]

4月20日測定各項(xiàng)指標(biāo)。葉綠素含量測定采用分光光度法；可溶性糖含量測定采用蒽酮比色法；脯氨酸含量測定采用酸性茚三酮法；丙二醛含量測定采用硫代巴比妥酸法；POD活性的測定用愈創(chuàng)木酚法；原生質(zhì)膜透性用電導(dǎo)儀法。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 PEG模擬干旱處理對不同品種辣椒幼苗葉綠素含量的影響

由表1可知，用20%PEG6000溶液對辣椒幼苗進(jìn)行模擬干旱處理之后，對辣椒幼苗葉片中的葉綠素含量影響極為顯著。其中青島紅辣王F1、朝天椒洛研9號和早熟薄皮王3個(gè)品種經(jīng)20%PEG6000模擬干旱處理之后，其葉綠素含量相對于其對照組不但沒有下降反而有所上升，其中青島紅辣王F1葉綠素含量上升21%，洛研9號上升7.8%，早生薄皮王上升5.8%。對于尖椒的洛研5號和洛研1號，在受到PEG模擬干旱處理之后，與對照組相比，其葉綠素含量均有所下降，洛研1號葉綠素含量下降了15.1%，洛研5號下降了21.8%，下降幅度大于洛研1號。

2.2 PEG模擬干旱處理對不同品種辣椒幼苗原生質(zhì)膜透性影響

由表2可知，辣椒幼苗經(jīng)過20%PEG6000處理之后，各類型的各品種辣椒幼苗的原生質(zhì)膜透性均有所增加，進(jìn)而使得所測得的相對導(dǎo)電率也均有明顯的增加，這說明當(dāng)植株受到干旱脅迫時(shí)，其原生質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)會(huì)遭到一定程度的破壞，從而導(dǎo)致其透性也會(huì)有所增加。同時(shí)由于辣椒幼苗的類型及其品種的不同，因此各品種對于干旱逆境脅迫的抗性有所不同[6]。所以當(dāng)植株遭到干旱脅迫的時(shí)候，原生質(zhì)膜受到的傷害也會(huì)有所不同。因此經(jīng)過20%PEG6000模擬干旱處理之后，相對導(dǎo)電率增加的幅度也呈現(xiàn)出了一定的梯度規(guī)律，線椒（青島紅辣王F1）<朝天椒（洛研9號）<尖椒（早生薄皮王）<尖椒（洛研1號）<尖椒（洛研5號）。

表1 5個(gè)品種辣椒幼苗葉綠素含量情況

表2 5個(gè)品種辣椒幼苗原生質(zhì)膜透性情況

2.3 PEG模擬干旱處理對不同品種辣椒幼苗可溶性糖含量影響

由表3可知，各處理組的可溶性糖含量有明顯的提高。因?yàn)楫?dāng)辣椒苗遭到干旱脅迫的時(shí)候，造成更大的水勢差，會(huì)導(dǎo)致植株細(xì)胞失水，甚至萎蔫，而植株通過增加細(xì)胞中可溶性糖含量，降低水勢，減小內(nèi)外水勢差，從而可以有效地緩解植株的失水狀況，降低植株的失水程度，是植物對于外界環(huán)境脅迫的適應(yīng)性表現(xiàn)。同時(shí)由于品種的差異，其對于干旱脅迫的適應(yīng)性反應(yīng)也會(huì)有所不同。經(jīng)過20%PEG6000模擬干旱處理之后，5個(gè)品種辣椒幼苗的可溶性糖含量：線椒 （青島紅辣王F1）>朝天椒（洛研9號） >尖椒 （早生薄皮王） >尖椒 （洛研1號）>尖椒（洛研5號）。并且線椒類型、朝天椒類型以及尖椒（洛研5號）處理組與對照組之間可溶性糖含量增加幅度差距明顯較大。

表3 5個(gè)品種辣椒幼苗的可溶性糖含量

2.4 PEG模擬干旱處理對不同品種辣椒幼苗脯氨酸含量的影響

由表4可知，經(jīng)過PEG6000處理之后，各類型的辣椒品種的脯氨酸（Pro）含量均有所上升。因?yàn)镻ro是植物體中的一種游離狀態(tài)的蛋白質(zhì)，作為一種植物細(xì)胞質(zhì)中的一種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，同時(shí)還可以起到穩(wěn)定生物大分子結(jié)構(gòu)、降低細(xì)胞酸性等許多作用。Pro是植物體內(nèi)的一種重要的反映植物抗逆性強(qiáng)弱的指標(biāo)，并且在植物遭到干旱等逆境脅迫時(shí)還會(huì)增長，以保護(hù)植物的組織，緩解植物因逆境而受到的傷害。同時(shí)抗逆性不同的品種其Pro的增長幅度還會(huì)有所差異。5個(gè)品種辣椒幼苗的脯氨酸含量情況為：線椒（青島紅辣王F1）>朝天椒（洛研9號）>尖椒（早生薄皮王）>尖椒（洛研1號）>尖椒（洛研5號）。

表4 5個(gè)品種辣椒幼苗的脯氨酸含量

2.5 PEG模擬干旱處理對不同品種辣椒幼苗POD活性的影響

由表5可知，各品種辣椒幼苗的POD也都均有所上升。因?yàn)镻OD作為植物的葉綠體、線粒體等一些細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的一類重要保護(hù)酶類，可把植物體中由于逆境脅迫而產(chǎn)生的有害物質(zhì)過氧化氫等分解掉，從而會(huì)對植物起到抗氧化防御的作用[5]。但POD活性上升的幅度品種之間有差異。5個(gè)品種辣椒幼苗的POD活性情況為：線椒（青島紅辣王F1）>朝天椒（洛研9號）>尖椒（早生薄皮王）>尖椒（洛研1號）>尖椒（洛研5號）。

表5 5個(gè)品種辣椒幼苗的POD活性

2.6 PEG模擬干旱處理對不同品種辣椒幼苗丙二醛(MDA)含量的影響

由表6可知，經(jīng)過PEG6000模擬干旱處理之后，各品種辣椒幼苗的丙二醛（MDA）含量也都有顯著的變化。MDA作為膜脂氧化的最重要產(chǎn)物之一，其含量高低反映了質(zhì)膜過氧化的程度，通?？梢宰鳛榭疾熘参锛?xì)胞受到干旱脅迫的嚴(yán)重程度的指標(biāo)之一[7]?？购敌詮?qiáng)的植株質(zhì)膜過氧化程度要比抗旱性較弱的植株增加幅度要小[8]，使得植物細(xì)胞中的MDA在一定程度上對于植物細(xì)胞的傷害要輕一些，從而避免植物受到更大的傷害。因此，經(jīng)過干旱處理之后，各品種辣椒幼苗的MDA含量表現(xiàn)出了明顯差異，其排列順序?yàn)椋壕€椒（青島紅辣王F1）<朝天椒（洛研9號）<尖椒（早生薄皮王）<尖椒（洛研1號）<尖椒（洛研5號）。

表6 5個(gè)品種辣椒幼苗的MDA含量

3 結(jié)論與討論

3種類型5個(gè)品種的辣椒抗旱強(qiáng)弱的情況為：線椒（青島紅辣王F1）>朝天椒（洛研9號）>尖椒（早生薄皮王）>尖椒（洛研1號）>尖椒（洛研5號），即線椒類型的抗旱性最強(qiáng)，朝天椒次之，尖椒最弱。

3種類型5個(gè)品種的辣椒幼苗經(jīng)過PEG模擬干旱處理之后，線椒（青島紅辣王F1）、朝天椒（洛研9號）和尖椒（早生薄皮王）3個(gè)品種的辣椒幼苗的葉綠素含量均有所上升。這與許多研究結(jié)果恰好相反，但這與王金錫等[9]的研究結(jié)果卻相似。王金錫等研究認(rèn)為，植物葉片中的葉綠素含量通常會(huì)保持在一個(gè)相對較高的水平，因此可以在一定程度上避免因缺水（干旱）等因素所導(dǎo)致的對葉綠體和線粒體等細(xì)胞結(jié)構(gòu)所造成的傷害。另外據(jù)張愛民等[10]的研究表明：一些辣椒苗受到干旱脅迫時(shí)，其葉綠素含量對于水分變化的反應(yīng)并不十分敏感，并且抗旱性較強(qiáng)的品種要比抗旱性較弱的品種葉綠素增加的幅度要大，這樣會(huì)更有利于辣椒幼苗抵抗因干旱脅迫而造成的傷害。由此可得，線椒（青島紅辣王F1）的抗旱性最強(qiáng)，朝天椒次之，尖椒（早生薄皮王）相對最弱。這與逯明輝等[11]的研究結(jié)果相符。尖椒類型中洛研1號和洛研5號處理組和對照組分別相比，葉綠素含量均有所下降，并且洛研5號下降的幅度要大于洛研1號。這是因?yàn)楦珊得{迫處理之后，會(huì)導(dǎo)致辣椒幼苗體內(nèi)水分出現(xiàn)虧缺，進(jìn)而使得葉綠素分解，葉綠素在水分脅迫下呈下降趨勢，最終會(huì)抑制到電子傳遞，導(dǎo)致吸收的能量出現(xiàn)較多的剩余，加劇光抑制現(xiàn)象，影響到植株的正常生長狀態(tài)。植物在逆境中葉綠素含量是下降的，且抗逆性強(qiáng)的下降幅度會(huì)越小。故洛研1號的抗旱性要強(qiáng)于洛研5號。

在干旱等逆境脅迫之下，植株體內(nèi)的脯氨酸含量會(huì)大量積累，這被視為植物的一種自我保護(hù)反應(yīng)。脯氨酸能夠起到調(diào)節(jié)滲透壓，降低細(xì)胞酸性，穩(wěn)定生物分子結(jié)構(gòu)，解除氨毒，并提供合成蛋白質(zhì)所需的氮源和碳源，提供代謝的能源等一些重要作用[12]。并且在干旱脅迫條件下，脯氨酸的增加幅度大小與植物的抗旱性強(qiáng)弱之間存在相當(dāng)大的相關(guān)性，抗旱性相對較強(qiáng)的品種其脯氨酸增加幅度也越大，以利于增強(qiáng)其抗旱性。聶石輝等[12]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)植物受到干旱脅迫的時(shí)候，POD的活性在一定時(shí)期內(nèi)將會(huì)表現(xiàn)出增加的趨勢。這可能是植株對于干旱脅迫條件的一種適應(yīng)，干旱條件下當(dāng)O2-等活性氧自由基將要增多的時(shí)候，為了能夠維持植株體內(nèi)活性氧的積累和清除的這種動(dòng)態(tài)平衡，以減輕由于活性氧自由基的過量增加所引起的對植物細(xì)胞傷害作用的一種正常反應(yīng)。5個(gè)品種的辣椒幼苗經(jīng)干旱脅迫處理之后，其POD活性均表現(xiàn)出上升的趨勢，這說明了POD對于辣椒的干旱脅迫具有一定的緩解作用。

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