辣椒種質(zhì)資源苗期耐熱性綜合評價體系的建立

摘要：為建立辣椒苗期耐熱性綜合評價體系，以30份辣椒種質(zhì)為試驗材料，隨機分成2組，分別用于耐熱性預測模型構(gòu)建（20份）和模型驗證（10份）。利用人工氣候室模擬高溫環(huán)境，測定10個與高溫相關(guān)的形態(tài)和生理指標，應用主成分分析、隸屬函數(shù)、聚類分析、逐步回歸分析法綜合評價辣椒材料的耐熱性。結(jié)果表明，在10個指標中，有8個單項指標受高溫影響顯著，其可轉(zhuǎn)化為3個相互獨立的綜合指標，累計貢獻率達76.474%；基于綜合評價值（D 值）的系統(tǒng)聚類將20份材料分為抗、中抗、中感和敏感4大類；通過逐步回歸分析構(gòu)建了預測方程，并以此方程對驗證組10份材料的耐熱性進行預測，結(jié)果與D 值極顯著相關(guān)，表明此方程對辣椒苗期耐熱性的預測具有較好的可靠性，可用于辣椒苗期耐熱性評價。通過比較熱害指數(shù)法和綜合評價法鑒定辣椒苗期耐熱性，發(fā)現(xiàn)2種方法的鑒定結(jié)果總體相似，熱害指數(shù)法對于中等抗性材料的鑒定區(qū)分度不夠，但其更直觀、便捷，可作為耐熱性鑒定的可靠指標和進行耐熱性初步評價。

關(guān)鍵詞：辣椒；苗期耐熱性；綜合評價體系；預測方程；熱害指數(shù)

doi：10.13304/j.nykjdb.2023.0391

中圖分類號：S641.3 文獻標志碼：A 文章編號：10080864（2025）03006011

溫室氣體排放引起的全球變暖日益嚴重，局部地區(qū)極端高溫出現(xiàn)的頻率、強度和持續(xù)時間均呈增加趨勢[12]。我國長江中下游及以南地區(qū)夏季日最高氣溫常超過35 ℃，極端的可超過40 ℃ [34]。辣椒適宜生長的溫度是20～30 ℃，當氣溫超過35℃，辣椒生長發(fā)育受阻，表現(xiàn)為植株矮小，葉色變淡，畸形花、果等[56]。

遭受高溫脅迫時，辣椒葉片蒸騰速率增加以降低葉溫，當細胞內(nèi)水分蒸騰消耗量超過根系吸水量時，植株出現(xiàn)萎蔫甚至死亡。衡量高溫脅迫下植株萎蔫程度的熱害指數(shù)（heat injury index，HII）常直接用于植物耐熱性評價[7-10]。高溫脅迫打破活性氧（reactive oxygen specie，ROS）與清除系統(tǒng)之間的平衡，導致辣椒植株中的ROS含量急劇增加，造成核酸、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等的氧化損傷，觸發(fā)非程序性細胞死亡[11]。細胞中的ROS清除系統(tǒng)響應脅迫，通過調(diào)控過氧化物酶（peroxidase，POD）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過氧化氫酶（catalase，CAT）等的活性變化來維持細胞內(nèi)氧化還原穩(wěn)態(tài)[1213]；同時，細胞內(nèi)非酶ROS清除物質(zhì)，如脯氨酸（proline，Pro）、谷胱甘肽（glutathione，GSH）等也迅速積累來清除多余的ROS[14]。此外，高溫脅迫還影響細胞滲透性，一些滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)如可溶性糖（soluble sugar，SS）[15]和Pro含量增加以保持細胞內(nèi)外滲透平衡，提高自身抗逆性?？扇苄缘鞍祝╯oluble protein，SP）作為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，其積累對細胞膜系統(tǒng)和細胞內(nèi)生命物質(zhì)起保護作用，在植物應答高溫脅迫過程中有重要作用[1617]。因此，這些表型、生理生化特征常作為辣椒耐熱性評價、鑒定的指標。

植物遭受高溫脅迫后的外觀形態(tài)、生理生化指標，甚至基因、蛋白的表達都因基因型的不同而有所差異，不同基因型對高溫脅迫的應答方式不同。因此，根據(jù)單項指標不能準確評判材料的耐熱性。本研究選擇10個單項指標，利用主成分分析結(jié)合隸屬函數(shù)對20份辣椒材料的耐熱性進行綜合評價，構(gòu)建苗期耐熱性預測方程，篩選可用于辣椒苗期耐熱性鑒定的指標，以期為辣椒耐熱性種質(zhì)篩選提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

以田間觀察具有耐熱性差異的30份辣椒種質(zhì)資源為材料，所用試驗材料均由江西省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所茄果類蔬菜研究室提供。其中，第1組20份材料用于構(gòu)建耐熱性預測模型，第2組10份材料用于預測方程的檢驗。

1.2 試驗設(shè)計

選取飽滿的辣椒種子播于50孔育苗穴盤中，每個材料常溫（normal temperature，NT）對照和高溫（high temperature，HT）處理各10穴，設(shè)3次重復，播種后置于人工氣候室常規(guī)培養(yǎng)。培養(yǎng)條件為：白天28 ℃ /14 h、光照12 000 lx，夜間23 ℃/10 h，濕度均設(shè)置為70%。待幼苗長至4片真葉完全展開時進行溫度試驗。高溫處理：白天38 ℃/14 h，光照12 000 lx，夜間28 ℃ /10 h，濕度均為70%；常溫對照：條件設(shè)置同常規(guī)培養(yǎng)。連續(xù)處理48 h后取同一部位的葉片進行各生理指標測定。

用于調(diào)查熱害指數(shù)（HII）、株高（plant height，PH）和莖粗（stem diameter，SD）的每個材料播20穴，管理同上。待幼苗長至6葉1心時移至人工氣候箱，高溫處理參照陳文超等[18]的方法。

1.3 指標測定

1.3.1 生理指標的測定 POD、CAT活性和Pro、丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量的測定分別采用POD Activity Assay Kit、CAT Activity AssayKit、Pro Content Assay Kit 和MDA Content AssayKit試劑盒（BOXBIO，北京），按照操作說明進行。參照李合生[19]的方法，采用蒽酮比色法測定可溶性糖（SS）含量，采用BCA法測定可溶性蛋白（SP）含量，采用分光光度法測定葉綠素含量（chlorophyll content，CC），并測定相對電導率（relative electrical conductivity，REC）。