二氫卟吩鐵調(diào)控辣椒對高溫脅迫的耐性及相關(guān)基因的表達(dá)

摘要： 為評估高溫脅迫下二氫卟吩鐵（Iron chlorine e6，ICE6）緩解辣椒幼苗高溫傷害效應(yīng)及對耐高溫脅迫相關(guān)基因表達(dá)量的影響。本研究以艷椒465為供試品種，探究高溫脅迫下，二氫卟吩鐵對辣椒幼苗相對電導(dǎo)率、可溶性糖含量、抗氧化酶活性、脯氨酸含量等生理生化指標(biāo)和耐高溫相關(guān)基因表達(dá)的影響。試驗結(jié)果表明，高溫脅迫下，與清水對照比，噴施0.2" μg/ml二氫卟吩鐵可提高辣椒葉片中可溶性糖、脯氨酸、還原型谷胱甘肽含量，增強(qiáng)超氧化物歧化酶、過氧化物酶活性，降低相對電導(dǎo)率及丙二醛含量；二氫卟吩鐵能提高CaWRKY19、CaWRKY55和CaWRKY40耐高溫脅迫相關(guān)基因的表達(dá)。由此可見，用0.2 μg/ml二氫卟吩鐵處理可顯著提高辣椒耐高溫脅迫能力。

關(guān)鍵詞： 辣椒；二氫卟吩鐵；高溫脅迫；耐高溫脅迫基因

中圖分類號： S641.3"" 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A"" 文章編號： 1000-4440（2024）06-1070-08

Regulation of iron chlorine e6 on high temperature stress tolerance and related gene expression in pepper

LI Mengnan1，2， LE Xiuhu1， ZHOU Yang3， JI Yinghua2， WEI Lihui2， ZHOU Dongmei2， XIE Jiafei4

（1.School of Landscape and Ecological Engineering， Hebei University of Engineering， Handan 471023， China;2.Institute of Plant Protection， Jiangsu Academy of Agricultural Sciences， Nanjing 210014， China;3.National Agro-Tech Extension and Service Center， Beijing 100125， China；4.Gaoyou Agricultural and Rural Bureau， Gaoyou225600， China）

Abstract： The purpose of this study was to evaluate the effects of iron chlorine e6 （ICE6） on alleviating high temperature damage and the expression of heat tolerance-related genes in pepper seedlings under high temperature stress. In this study， Yanjiao 465 was used as the test variety to explore the effects of iron chlorine e6 on physiological and biochemical indices such as relative conductivity， soluble sugar content， antioxidant enzyme activity， proline content and the expression of heat tolerance-related genes in pepper seedlings under high temperature stress. The results showed that under high temperature stress， compared with the control， spraying 0.2 μg/ml iron chlorine e6 could increase the contents of soluble sugar， proline and reduced glutathione in pepper leaves， enhance the activities of superoxide dismutase and peroxidase， and reduce the relative conductivity and malondialdehyde content. Iron chlorine e6 could increase the expression of heat tolerance-related genes CaWRKY19， CaWRKY55 and CaWRKY40. Therefore， the treatment with 0.2 μg/ml iron chlorine e6 could significantly improve the high temperature resistance of pepper.

Key words： pepper;iron chlorine e6;high-temperature stress;heat tolerance-related genes

適宜的溫度對植物生長速度和發(fā)育進(jìn)程起著關(guān)鍵作用[1]，環(huán)境溫度起伏變化會令植物生長受到較大影響。在當(dāng)今全球變暖的大背景下，植物遭受高溫脅迫的風(fēng)險逐年遞增[2]，熱脅迫已成為全球農(nóng)業(yè)領(lǐng)域關(guān)注的重要問題之一。中國辣椒種植規(guī)模居全球領(lǐng)先地位[3]，年創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益居蔬菜之首。辣椒在溫暖的地方生長良好，但其對高溫脅迫具有較高敏感性，當(dāng)環(huán)境溫度超過35℃時[4]，就會遭受熱脅迫，生長和發(fā)育受到嚴(yán)重影響。

高溫環(huán)境下生長的植物形態(tài)與結(jié)構(gòu)會發(fā)生明顯改變，對水分的需求急劇增加。長時間高溫狀態(tài)會給植物生長發(fā)育帶來不可逆影響，甚至使植株失水枯死[5]。植物對高溫脅迫的抵御可通過滲透調(diào)節(jié)作用和抗氧化酶活性增強(qiáng)來實現(xiàn)，可避免植物膜系統(tǒng)的損傷，維護(hù)細(xì)胞膜的完整性[6]。植物生長發(fā)育過程中，基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控在應(yīng)對逆境脅迫方面扮演著不可或缺的角色。轉(zhuǎn)錄因子（Transcription factor， TF）作為反式作用因子，能與目的基因啟動子順式作用元件特異性互作，對轉(zhuǎn)錄進(jìn)行時空激活或抑制[7]。WRKY作為高等植物中最大的轉(zhuǎn)錄因子家族之一[8]，通過保守氨基酸序列與啟動子區(qū)W-Box（C/TTGACC/T）特異性結(jié)合調(diào)控基因表達(dá)，經(jīng)激素信號傳導(dǎo)調(diào)控植物抗耐性[9]。有研究結(jié)果表明，辣椒CaWRKY17、CaWRKY6和CaWRKY40都是抗青枯病病菌感染（RSI）和耐高溫高濕（HTHH）的正調(diào)控因子，但其調(diào)控方式不同。CaWRKY6調(diào)控RSI抗性和HTHH耐受性，部分是通過激活CaWRKY40來實現(xiàn)的，CaWRKY17與CaWRKY40在細(xì)胞核互作并在辣椒HTHH耐受性以及RSI抗性中起協(xié)同作用[10]。

植物生長調(diào)節(jié)劑應(yīng)用范圍廣泛，能對農(nóng)作物的生長發(fā)育進(jìn)行化學(xué)調(diào)控，已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一項重要措施。利用蕓薹素內(nèi)酯、水楊酸、赤霉素、褪黑素等植物生長調(diào)節(jié)劑能提高環(huán)境脅迫下作物的抗氧化酶活性和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量[11-13]，進(jìn)而增強(qiáng)作物對高溫的耐受性。二氫卟吩鐵（Iron chlorine e6，ICE6）是一種新型生物源農(nóng)藥，母核來源于葉綠素的中間產(chǎn)物，在植物光合作用中主要負(fù)責(zé)光吸收[14]，具有抗逆增產(chǎn)的效果。前期研究結(jié)果表明，ICE6能夠增加植物體內(nèi)葉綠素含量[15]，提高光合性能，促進(jìn)植物生長。此外，ICE6可以顯著增強(qiáng)漬水脅迫、鹽脅迫和干旱脅迫條件下作物的抗逆性[16]。本研究以辣椒為研究對象，探索ICE6的抗高溫效果，通過測定辣椒葉片中可溶性糖（Soluble sugars，SS）、脯氨酸（Proline，Pro）、丙二醛（Malondialdehyde，MDA）、還原型谷胱甘肽（Glutathione，GSH）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）活性，評估ICE6在高溫下對辣椒熱害的緩解效應(yīng)，并初步闡釋其耐高溫機(jī)理，進(jìn)而為ICE6在緩解高溫?zé)岷Ψ矫娴膽?yīng)用提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以艷椒465作為試驗材料（重慶科光種苗有限公司提供）。辣椒種子用15% NaClO浸泡10 min，隨后用水清洗至無味，播種在裝滿育苗基質(zhì)（江蘇興農(nóng)基質(zhì)科技有限公司提供）的72孔育苗穴盤中，幼苗在25 ℃/17 ℃和12 h/12 h（晝/夜）溫光周期的條件下生長。按照生長需求進(jìn)行澆水和施肥。

1.2 試驗方法

當(dāng)辣椒幼苗第10片真葉開始長出時（種植后45～50 d），選擇長勢一致的幼苗將其分成兩組，分別噴施清水和0.2" μg/ml ICE6，以完全潤濕葉片正反兩面為宜，噴施后避光24 h。然后將處理后的辣椒幼苗放入賓德KBF240冷熱測試箱中（德國賓德公司產(chǎn)品）進(jìn)行40 ℃高溫脅迫處理。在高溫脅迫后的不同時間點(diǎn)（0 h、6 h、12 h、24 h）收集葉片，測量相應(yīng)指標(biāo)。其中每個時間點(diǎn)，每個處理隨機(jī)選擇6盆辣椒進(jìn)行樣品采集，采集的樣品立即放入液氮中冷凍并在-80 ℃環(huán)境下保存。試驗重復(fù)4次。

1.3 測定指標(biāo)與方法

1.3.1 辣椒熱害指數(shù)統(tǒng)計 熱害指數(shù)的測定參照姜燕等[17]的方法，將熱害分成5級，分級標(biāo)準(zhǔn)如下：

1級：植株生長正常，無受害癥狀；

2級：植株枯萎，中下部葉片下垂、皺縮；

3級：植株嚴(yán)重枯萎，上部葉片嚴(yán)重下垂，新葉失水、皺縮；

4級：植株葉片完全干枯或脫落；

5級：植株完全死亡。

熱害指數(shù)=∑（各級病株數(shù)×級數(shù)）/（總株數(shù)×最高級數(shù)）

1.3.2 生物膜傷害指標(biāo)測定 相對電導(dǎo)率：參照曹存鳳[18]的方法，取辣椒相同葉位的葉片0.1 g，用自來水洗凈后再用蒸餾水沖洗3次，濾紙吸干表面水分后置于裝有10 ml去離子水的刻度試管中，真空抽氣使葉片浸沒在水中，室溫下不斷振搖1 h，用DDS-307A型電導(dǎo)率儀（上海儀電科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品）測定其電導(dǎo)率（R1）；然后將樣品放入沸水浴中加熱30 min，冷卻至室溫后搖勻，測定其電導(dǎo)率（R2）。相對電導(dǎo)率=R1/R2×100%

丙二醛（MDA）含量：采用硫代巴比妥酸顯色（TBA）法測定[19]。稱取辣椒葉片1 g，加入石英砂和三氯乙酸，充分研磨后加入三氯乙酸再次研磨，隨后離心，取上清液再加入硫代巴比妥酸溶液。將混合液放在金屬浴中反應(yīng)15 min，拿出放在冰上冷卻。在532 nm、600 nm和450 nm處讀取其吸光度，根據(jù)吸光度值計算丙二醛含量。

1.3.3 滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)測定 可溶性糖含量：采用蒽酮法測定[20]。取鮮葉0.5 g置于玻璃瓶內(nèi)，加蒸餾水20 ml，沸水中萃取30 min，放涼后濾出，定容到100 ml即為待測液。吸取0.5 ml待測液放置在20 ml試管內(nèi)，分別加入蒸餾水、蒽酮乙酸乙酯和濃H2SO4，劇烈振蕩后，置于沸水中保溫1 min，冷卻后于620 nm處測定吸光值，根據(jù)吸光度值計算可溶性糖含量。脯氨酸含量：根據(jù)脯氨酸含量測試試劑盒[索萊寶科技有限公司（北京）產(chǎn)品]的說明測定。稱取約0.1 g新鮮葉片，使用預(yù)冷的研磨棒加入1 ml預(yù)冷提取液研磨葉片組織，之后在金屬浴中加熱10 min，常溫離心，取上清液，冷卻后待測。在520 nm處讀取其吸光度，根據(jù)吸光度值計算脯氨酸含量。

1.3.4 抗氧化酶活性測定 根據(jù)SOD和POD酶活性測試試劑盒[索萊寶科技有限公司（北京）產(chǎn)品]的說明測定。取新鮮葉片0.1 g，使用預(yù)冷的研杵和研缽加入1 ml預(yù)冷提取液研磨葉片組織。隨后在4 ℃下以8 000 g離心10 min。SOD在560 nm處讀取其吸光度，測定SOD活性；POD在470 nm處讀取其吸光度，測定POD活性。

1.3.5 還原型谷胱甘肽（GSH）含量的測定 根據(jù)GSH含量測試試劑盒[索萊寶科技有限公司（北京）產(chǎn)品]的說明測定。取新鮮葉片0.1 g，使用預(yù)冷的研杵和研缽加入1 ml預(yù)冷提取液研磨葉片組織，隨后在 4 ℃ 下以8 000 g離心10 min。在412 nm處讀取其吸光度，根據(jù)吸光度值計算還原型谷胱甘肽含量。

1.3.6 植物總RNA的提取 收集分別用清水對照和0.2" μg/ml ICE6處理0 h、1 h、3 h、6 h的葉片各0.1 g用于RNA的提取。RNA的提取采用TRIzol方法。取樣品于1.5 ml離心管中，用液氮冷卻后，取出樣品用研磨棒研成粉末，加入1 ml TRIzol reagent（Thermofisher，USA），充分混勻后靜置5 min，加入200 μl氯仿，振蕩混勻后靜置3 min，4 ℃ 12 000 g離心15 min，取上清液。加入等體積預(yù)冷過的異丙醇，振蕩混勻后置于-80 ℃環(huán)境下沉淀1 h后，4 ℃ 12 000 g離心10 min，棄上清液，然后向離心管中加入 1 ml 75%無水乙醇沖洗2次，沉淀溶于30 μl ddH2O（無RNA酶）中，-80 ℃保存。

1.3.7 cDNA第一鏈的合成及熒光定量PCR cDNA第一鏈用Evo M-MLV反轉(zhuǎn)錄預(yù)混型試劑盒Ver.2（含去除gDNA試劑，湖南愛科瑞生物工程有限公司）合成，同時去除殘留的基因組DNA。

利用Real-time PCR檢測ICE6處理和清水對照，在高溫脅迫不同時間后辣椒葉片內(nèi)耐高溫相關(guān)基因CaWRKY19、CaWRKY55、CaWRKY40的表達(dá)情況，以Actin為內(nèi)參，特異性引物序列見表1。以熔解曲線和熒光值變化曲線判斷反應(yīng)體系的特異性，試驗重復(fù)3次，基因的相對表達(dá)量采用2-△△Ct計算。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

使用SigmaPlot軟件，One-way ANOVA方法進(jìn)行處理間顯著性分析，使用GraphPad Prism 9進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖表制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 二氫卟吩鐵降低高溫脅迫對辣椒幼苗的熱害指數(shù)

噴施ICE6可有效減輕高溫下辣椒植株的熱害指數(shù)（表2）。高溫脅迫24 h時，ICE6處理植株大部分葉片生長正常，無明顯受害癥狀，較少部分葉片出現(xiàn)萎蔫、下垂等現(xiàn)象，熱害指數(shù)19.74%；而噴施清水對照植株大部分葉片萎蔫下垂、皺縮，少部分葉片嚴(yán)重萎蔫，上部葉片嚴(yán)重下垂，少部分新葉失水、皺縮（圖1），熱害指數(shù)高于67.20%。當(dāng)高溫脅迫達(dá)到48 h時，清水對照植株全部死亡；而ICE6處理植株大部分存活，熱害指數(shù)為63.58%。

2.2 二氫卟吩鐵減輕高溫脅迫下辣椒幼苗膜系統(tǒng)損傷

植物體在高溫脅迫下，脂質(zhì)透性會大幅度提升，導(dǎo)致相對電導(dǎo)率增高，丙二醛含量上升，因此，從植物膜系統(tǒng)受損情況可以看出植物受害嚴(yán)重程度。

正常溫度條件下（0 h），與清水對照相比，ICE6處理的相對電導(dǎo)率和MDA含量減少（圖2）。在整個高溫處理期間，辣椒幼苗的MDA含量和相對電導(dǎo)率隨著高溫處理時間的延長呈上升趨勢。高溫脅迫6 h時，ICE6處理與清水對照相比，相對電導(dǎo)率無明顯差異；高溫脅迫12 h、24 h時，ICE6處理與清水對照相比，相對電導(dǎo)率分別減少了74.00%和76.63%（圖2A）。如圖2B所示，正常溫度條件下（0 h），ICE6處理與清水對照相比MDA含量顯著降低了31.39%；在高溫脅迫6 h、12 h、24 h時，MDA含量分別降低了60.80%、49.69%、64.15%，均達(dá)到顯著水平（Plt;0.05）。

試驗結(jié)果表明，當(dāng)遭受高溫脅迫時辣椒葉片MDA含量和相對電導(dǎo)率增加，而噴施ICE6可以有效緩解高溫脅迫對辣椒幼苗的質(zhì)膜損傷。

2.3 二氫卟吩鐵增加高溫脅迫下辣椒的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量

在細(xì)胞內(nèi)游離脯氨酸和可溶性糖是至關(guān)重要的滲透調(diào)節(jié)物，當(dāng)植物遭受高溫?fù)p傷后，通過檢測它們的含量可以反映出植物在逆境脅迫下所表現(xiàn)出的抗逆性，隨著含量的升高，植株的抗逆性增強(qiáng)[22]。如圖3所示，辣椒葉片的可溶性糖和脯氨酸含量隨高溫脅迫時間的延長出現(xiàn)先增加后降低的趨勢，總體來看，ICE6處理可溶性糖和脯氨酸含量高于清水對照。

如圖3A所示，正常溫度條件下（0 h），ICE6處理與清水對照相比可溶性糖含量增加了14.35%；在高溫脅迫6 h、12 h時，ICE6處理與清水對照相比可溶性糖含量分別增加了14.03%和9.56%；高溫脅迫24 h時，可溶性糖含量無明顯變化。

如圖3B所示，正常溫度條件下（0 h），ICE6處理與清水對照相比脯氨酸含量無明顯變化。隨著高溫脅迫時間的增加，6 h、12 h、24 h時，ICE6處理與清水對照相比脯氨酸含量分別增高了12.50%、38.69%和27.02%，都達(dá)到顯著水平（Plt;0.05）。

總體而言，ICE6處理可顯著增加高溫脅迫下辣椒葉片中滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累。

2.4 二氫卟吩鐵提高高溫脅迫下辣椒葉片GSH循環(huán)代謝物的含量

還原型谷胱甘肽（GSH）作為小分子物質(zhì)，主要功能是在根尖分生組織中清除活性氧，從而保護(hù)植物正常生命活動，更好地提升植物的抗逆能力。如圖4所示，整體來看，隨著高溫脅迫時間的延長，還原型谷胱甘肽含量出現(xiàn)先增加后降低再升高的趨勢，且在不同處理時間段ICE6處理的GSH含量均高于清水對照。正常溫度條件下（0 h），ICE6處理與清水對照相比GSH含量增高了11.08%；在高溫脅迫6 h、12 h、24 h時，ICE6處理與清水對照相比GSH含量分別增高了13.71%、34.15%和33.94%。這表明，ICE6處理后辣椒幼苗對高溫脅迫耐受性逐漸增強(qiáng)。

2.5 二氫卟吩鐵增強(qiáng)高溫脅迫下辣椒葉片抗氧化酶活性

SOD和POD是生物體內(nèi)參與氧化還原反應(yīng)的關(guān)鍵酶[23]。當(dāng)植物在高溫脅迫、水分脅迫和低溫脅迫等逆境條件下，植物細(xì)胞會受到氧化損傷。抗氧化酶SOD和POD活性可用來衡量植物細(xì)胞的抗氧化能力。整體來看，隨著高溫脅迫時間的延長，SOD和POD活性呈現(xiàn)升高的趨勢，ICE6處理SOD和POD活性均高于清水對照。如圖5A，正常溫度條件下（0 h），ICE6處理與清水對照相比SOD活性增高了27.62%；高溫脅迫6 h、12 h、24 h時，ICE6處理與清水對照相比SOD活性分別增高了18.87%、23.91%和20.55%；圖5B所示，正常溫度條件下（0 h），ICE6處理組與清水對照相比POD活性增高了27.08%；高溫脅迫6 h、12 h、24 h時，ICE6處理與清水對照相比POD活性分別增高了16.67%、17.24%和16.67%，均達(dá)到顯著水平（Plt;0.05）。

以上試驗結(jié)果說明，噴施ICE6可以提高SOD、POD酶的活性，使得辣椒活性氧代謝系統(tǒng)受損傷程度減輕，從而提高辣椒幼苗的耐高溫能力。

2.6 二氫卟吩鐵影響辣椒耐高溫脅迫相關(guān)基因的表達(dá)

通過熒光定量PCR檢測ICE6處理后辣椒耐高溫脅迫相關(guān)基因表達(dá)量的變化。由圖6可知，清水對照CaWRKY19基因的相對表達(dá)量隨高溫脅迫時間的增加變化幅度不大；經(jīng)過ICE6處理后，在高溫脅迫1 h時相對表達(dá)量升高，在高溫脅迫3 h時降低，在高溫脅迫6 h時相對表達(dá)量又升高且達(dá)到最高；高溫脅迫1 h、3 h、6 h時，ICE6處理與清水對照相比基因的相對表達(dá)量分別增加了13.8倍、1.7倍和18.1倍。

清水對照CaWRKY40和CaWRKY55在整個高溫脅迫期間，1 h時基因的相對表達(dá)量無顯著性變化，隨著時間的增長呈上升趨勢；經(jīng)過ICE6處理后，CaWRKY40和CaWRKY55相對表達(dá)量隨著時間的推移逐漸升高，相對表達(dá)量均有顯著性變化；CaWRKY40在高溫脅迫1 h、3 h、6 h時，ICE6處理與清水對照相比基因的相對表達(dá)量分別增加了6.0倍、2.8倍和9.2倍；CaWRKY55在高溫脅迫1 h和6 h時，ICE6處理與清水對照相比基因的相對表達(dá)量分別增加了3.5倍和1.6倍。以上研究結(jié)果表明，高溫脅迫下ICE6處理能夠提高CaWRKY19、CaWRKY40和CaWRKY55基因的相對表達(dá)量。

3 討論與結(jié)論

熱害指數(shù)、耐熱機(jī)制對植物耐熱性鑒定有重要作用，耐熱性的綜合評價主要包括植物的形態(tài)、光合作用、滲透調(diào)節(jié)、保護(hù)酶活性及其他生理特性和基因表達(dá)[24]。本研究使用ICE6對辣椒葉片進(jìn)行噴施處理，顯著降低了辣椒的熱害指數(shù)。

細(xì)胞膜用于維持和保護(hù)細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境穩(wěn)定，同時也在調(diào)節(jié)和篩選物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[25]。細(xì)胞膜對溫度很敏感，當(dāng)溫度升高時，其結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，進(jìn)而影響到細(xì)胞信號傳導(dǎo)過程中的分子水平及離子濃度變化，使細(xì)胞膜通透性增加；同時細(xì)胞膜也是植物在高溫環(huán)境下易受損傷的敏感區(qū)域，在膜脂質(zhì)過氧化過程中，MDA扮演著關(guān)鍵的角色，其與相對電導(dǎo)率共同構(gòu)成了反映植物耐熱性的重要參數(shù)。朱德寧等[26]在絲瓜上的研究結(jié)果表明，高溫脅迫的時間增加，葉片的相對電導(dǎo)率呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，本研究結(jié)果與此一致。本研究結(jié)果表明，噴施ICE6有效降低了MDA含量和相對電導(dǎo)率，減少了電解質(zhì)外滲，以及膜脂過氧化增大，防止細(xì)胞膜損傷，從而提高辣椒幼苗的抗逆性。

植物在適應(yīng)環(huán)境的過程中必須具備滲透調(diào)節(jié)這一重要的生理機(jī)能，其調(diào)節(jié)物質(zhì)如可溶性糖、脯氨酸、還原型谷胱甘肽等的含量與滲透調(diào)節(jié)能力息息相關(guān)[27]。本研究中，辣椒幼苗在遭受高溫脅迫后，通過提升可溶性糖、脯氨酸和還原型谷胱甘肽的含量來保護(hù)自身。崔慶梅等[28]對黃瓜幼苗進(jìn)行高溫脅迫研究，結(jié)果表明高溫脅迫短期內(nèi)黃瓜幼苗葉片中可溶性糖含量呈現(xiàn)先上升后下降趨勢；劉若溪等[29]研究結(jié)果表明，隨著高溫脅迫時間的延長，西瓜幼苗的脯氨酸含量呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，均與本研究結(jié)果一致。與清水對照相比，ICE6處理提高了辣椒幼苗可溶性糖、脯氨酸、還原型谷胱甘肽含量，進(jìn)而緩解了滲透脅迫，降低辣椒幼苗受損傷程度，減輕高溫脅迫造成的傷害。

植物的耐熱性與SOD和POD等抗氧化酶活性密不可分[30]，這些酶是清除自由基、維持自由基平衡的至關(guān)重要的因素[31]。在逆境（如高溫、干旱等）下，植物體內(nèi)的能量代謝會被破壞，活性氧（ROS）的積累是造成細(xì)胞氧化損傷的重要原因[32]?？寡趸缚梢园阎参矬w內(nèi)產(chǎn)生的過氧化物轉(zhuǎn)化為毒性更小、更安全的物質(zhì)，增強(qiáng)植物對逆境脅迫的抵抗力?？寡趸傅幕钚阅軌蚍从持参锏目寡趸芰蛯钚匝醯那宄芰Γ⒛軓哪撤N意義上說明植物對環(huán)境的抗性[33]。在高溫環(huán)境下，辣椒幼苗啟動自身的抗氧化系統(tǒng)，從而達(dá)到提高自身抵御高溫的能力，抗氧化酶活性會隨高溫脅迫時間延長而升高。本試驗結(jié)果表明，在正常溫度和高溫條件下，與清水對照相比，ICE6處理抗氧化酶活性在不同時間段均顯著升高，抗氧化酶活性的提高使得辣椒活性氧代謝系統(tǒng)免受破壞，從而增強(qiáng)辣椒幼苗對高溫脅迫的抗性。本研究結(jié)果與龐強(qiáng)強(qiáng)等[34]在菜心上的研究結(jié)果一致，植物可以通過增強(qiáng)自身的抗氧化酶活性，清除更多的活性氧，從而維護(hù)自身的抗氧化系統(tǒng)，抵御高溫脅迫的侵襲。

在漫長的自然選擇和進(jìn)化歷程中，植物構(gòu)建了一個錯綜復(fù)雜、高度精密的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，以感知和應(yīng)對各種逆境脅迫。近年來，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)了許多與逆境應(yīng)答相關(guān)的基因。研究結(jié)果表明，在植物逆境響應(yīng)過程中，WRKY轉(zhuǎn)錄因子扮演著至關(guān)重要的調(diào)控角色，其作用不可或缺，這一結(jié)論已得到廣泛驗證[35-37]。作為一類轉(zhuǎn)錄因子，WRKY基因的誘導(dǎo)表達(dá)在參與逆境脅迫調(diào)控網(wǎng)絡(luò)時，可以激活脅迫相關(guān)基因的表達(dá)并調(diào)控植物的適應(yīng)反應(yīng)，一般具有快速、瞬時的特點(diǎn)。本試驗中，噴施ICE6后，辣椒中與耐高溫脅迫相關(guān)的基因CaWRKY19、CaWRKY55、CaWRKY40的表達(dá)量有所增加，表明辣椒幼苗在遭受高溫脅迫后，通過噴施ICE6可調(diào)節(jié)體內(nèi)耐熱轉(zhuǎn)錄因子基因的表達(dá)或者利用功能基因來調(diào)節(jié)滲透調(diào)節(jié)物、酶活性等達(dá)到修復(fù)效果。

綜上，噴施ICE6可通過提高滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量、提高抗氧化酶活性、誘導(dǎo)耐熱相關(guān)基因表達(dá)等途徑降低植株熱害指數(shù)。因此，生產(chǎn)中可適當(dāng)噴施ICE6以改善高溫環(huán)境下作物的生理條件，起到耐高溫?zé)岷Φ淖饔谩?/p>

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（責(zé)任編輯：黃克玲）

收稿日期：2023-08-15

基金項目：江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新基金項目[CX（23）1033]；河北省自然科學(xué)基金項目（C2019402344）

作者簡介：李萌楠（1998-），女，河北棗強(qiáng)人，碩士研究生，研究方向為蔬菜病害綠色防控。（Tel）18260079536；（E-mail）a18260079536@163.com

通訊作者：樂秀虎，（E-mail）lexiuhu@163.com;周冬梅，（E-mail）dongmeizhou@jaas.ac.cn