DA—6對高溫脅迫下黃燈籠辣椒幼苗的影響

陳艷麗等

摘 要 以海南黃燈籠辣椒“熱辣2號”為試驗材料，分別對幼苗噴施10、20、30、40、50 mg/L的DA-6，再進行高溫脅迫處理，研究不同濃度的DA-6對緩解黃燈籠辣椒幼苗高溫脅迫的作用。結(jié)果表明：噴施DA-6的辣椒幼苗各項生理指標(biāo)較對照存在顯著差異；噴施30 mg/L的DA-6時，幼苗的葉色值、根系活力、MDA含量、SOD活性和脯氨酸含量等指標(biāo)綜合反應(yīng)較好，與其他處理差異顯著。高溫脅迫下，DA-6可有效增強黃燈籠辣椒幼苗的光合能力，噴施30 mg/L DA-6的辣椒幼苗凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）和蒸騰速率（Tr）與對照相比均有所提高，分別提高了0.46、1.69、1.37倍； 其PSⅡ最大熒光效率（Fv/Fm）、PSⅡ量子產(chǎn)量（Yield）、非光化學(xué)淬滅（qN）與光化學(xué)淬滅（qP）均顯著高于對照。因此，DA-6能夠緩解高溫脅迫對黃燈籠辣椒幼苗的影響，其最適宜濃度為30 mg/L。

關(guān)鍵詞 黃燈籠辣椒；高溫脅迫；DA-6；生理指標(biāo)；光合特性

中圖分類號 S641.3 文獻標(biāo)識碼 A

Abstract ‘Rela No. 2seedlings were sprayed with different concentrations of DA-6（10 mg/L， 20 mg/L， 30 mg/L， 40 mg/L， 50 mg/L），and then subjected to high temperature to explore its effects on high temperature. The results showed that the seedlings demonstrated significant differences in physiological indices with DA-6 application compared with CK（DA-6 absence）. The content of chlorophyll and proline，root activity，SOD activity were higher in plants treated with concentration of 30 mg/L while MDA content was lower than any other treatments. Photosynthetic capacity was enhanced under high temperature in plants sprayed with DA-6. Photosynthetic rate （Pn）， stomatal conductance（Gs）and transpiration rate（Tr）was increased by 0.46 times，1.69 times and 1.37 times with the concentration of 30 mg/L. Fv/Fm and yield declined in seedlings under 6-day high temperature stress，while a significant increase in Fv/Fm with 20 mg/L DA-6 application on 6th day and in yield with 40 mg/L DA-6 application on 4th day. Consequently，DA-6 spraying could reduce the impacts of high temperature on C. chinense Jacq. seedlings，and 30 mg/L was a proper concentration to high temperature alleviation comprehensively.

Key words Capsicum chinense Jacq.；High temperature stress；DA-6；Physiological index；Photosynthesis

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.09.023

DA-6（N，N-diethylaminoethyl hexanote）有效成分為二烷氨基乙醇羧酸酯，是一種新式細(xì)胞分裂素類植物生長調(diào)節(jié)劑。由于DA-6低毒、安全、價格低廉、使用方便，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上具有廣闊的應(yīng)用前景。研究表明它可以提高植物葉片中葉綠素含量，促進植物葉生長和提高光合速率，延長葉片功能期[1-3]。此外，DA-6還可促進細(xì)胞分裂、伸長和植株碳、氮代謝，具有增產(chǎn)、早熟、改善品質(zhì)及抗病、抗逆等功效[4]。研究者發(fā)現(xiàn)DA-6提高了菠菜的光合速率及葉片長度和重量[5]，冷脅迫下提高了水稻和番茄幼苗的保護酶活性，增強了植株抗冷性[6-7]。但目前關(guān)于DA-6對作物抗熱性影響的研究較少，影響抗熱性的機制尚不清楚。

黃燈籠辣椒（Capsicum chinense Jacq）屬茄科辣椒屬中國辣椒種，成熟果實呈金黃色，味極辣，有特殊香味，是海南熱銷的旅游商品，也是海南最具發(fā)展?jié)摿Φ奶厣r(nóng)作物之一。黃燈籠辣椒在海南的播種育苗季節(jié)多安排在8～10月，此時正值高溫季節(jié)，對培育壯苗不利。本實驗采用不同濃度的DA-6預(yù)噴施辣椒幼苗，然后進行人工高溫脅迫，旨在探討DA-6對黃燈籠辣椒抗熱性生理機制的影響，篩選可以有效緩解高溫脅迫的DA-6適宜濃度，為在海南高溫季節(jié)下培育辣椒壯苗提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為“熱辣2號”黃燈籠辣椒品種，由中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院品種資源研究所培育。DA-6購自阿拉丁公司。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計 （1）挑選飽滿的種子，進行浸種催芽。待種子發(fā)芽后，播于50孔穴盤中，基質(zhì)配比為椰糠 ∶ 蛭石 ∶ 珍珠巖=3 ∶ 1 ∶ 1（V ∶ V ∶ V）（每盤基質(zhì)混入20 g腐熟雞糞）；每處理播種1盤，重復(fù)3次，共18盤。（2）待幼苗長至3葉1心時，分別噴施DA-6溶液（濃度為10、20、30、40、50 mg/L），共噴施2次（中間間隔1 d），以清水作對照（CK）。（3）第二次噴藥后隔天將苗轉(zhuǎn)入人工氣候室中進行高溫脅迫處理，設(shè)定高溫為42 ℃/32 ℃（晝/夜），光照強度為300 μmol/（m2·s），光周期為12 h /12 h（晝/夜），空氣濕度保持在80%左右。（4）分別在處理0、2、4、6 d時取樣，每品種隨機選9株，3次重復(fù)。試驗處理期間，每次取樣后澆1次水，其它管理同常規(guī)。

1.2.2 生理生化指標(biāo)測定方法 葉綠素含量采用SPAD-502儀器間接反映；根系活力采用TTC法[8]；可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250法[9]；脯氨酸含量采用用磺基水楊酸法[10]；細(xì)胞質(zhì)膜透性采用電導(dǎo)率儀法[8]；超氧陰離子產(chǎn)生速率的測定參照王愛國等[11]的方法，以μmol/（gFW·min）表示·產(chǎn)生速率；丙二醛（MDA）含量采用TBA比色法[8]；SOD活性采用NBT還原法[8]；POD活性采用愈創(chuàng)木酚法[8]。

1.2.3 光合與葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測定 采用Li-6400便攜式光合作用測定儀，于上午9：30～11：00測定生長點下第二片展開真葉的凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間二氧化碳濃度（Ci）、蒸騰速率（Tr），測定光強設(shè)為1 000 μmol/（m2·s）。

對葉片暗適應(yīng)30 min后，打開測量光[<0.5 μmol/（m2·s）]測定初始熒光（Fo），隨后打開飽和脈沖光[8 000 μmol/（m2·s），持續(xù)0.8 s]測定最大熒光（Fm），最大光化學(xué)效率Fv/Fm=[（Fm-Fo）/Fm]。在光化光[450 μmol/（m2·s）]下照射30 min后，打開飽和脈沖光，測量光適應(yīng)條件下最大熒光（Fm′），并記錄光適應(yīng)條件下穩(wěn)態(tài)熒光（Fs）。根據(jù)Genty等[12]描述的方法，將上述測定數(shù)據(jù)用于PSII實際光化學(xué)效率的計算，根據(jù)Kramer等[13]描述的方法測定非光化學(xué)淬滅系數(shù)和光化學(xué)淬滅系數(shù)。

實際光合量子產(chǎn)量（Yield）=[（Fm′-Fs）/Fm′]

非光化學(xué)淬滅系數(shù)（qN）=1-（Fm′-Fo′）/（Fm-Fo）

光化學(xué)淬滅系數(shù)（qP）=（Fm′-Fs）/（Fm′-Fo′）

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 軟件制作圖表，通過SAS 軟件對試驗數(shù)據(jù)進行雙因素方差分析，利用 Duncans新復(fù)極差法進行多重比較（p<0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度DA-6對高溫脅迫下辣椒幼苗葉色值和根系活力的影響

由圖1可知，隨著高溫脅迫時間的延長，各處理的葉色值（圖1-A）和根系活力（圖1-B）都呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢；在第6天，噴施30 mg/L DA-6處理的葉色值和根系活力下降幅度均為最小，分別是19.64%和55.22%，且其葉色值顯著高于其他處理，根系活力顯著高于CK、10 mg/L和20 mg/L處理，與40 mg/L和50 mg/L處理無顯著差異。

2.2 不同濃度DA-6對高溫脅迫下辣椒幼苗葉片質(zhì)膜透性、MDA含量和超氧陰離子產(chǎn)生速率的影響

由圖2-A可知，各處理幼苗葉片的質(zhì)膜透性隨高溫脅迫時間的延長而上升，其中噴施30 mg/L DA-6的處理效果較好，脅迫6 d后增加了66.15%，顯著小于其它處理的增加程度。從圖2-B可以看出，除CK的MDA含量隨著脅迫時間的延長而升高外，其它處理大體上呈下降趨勢，50 mg/L處理降幅最大（83.88%），30、40、50 mg/L處理顯著低于其它處理。各處理的超氧陰離子產(chǎn)生速率（圖2-C）隨著脅迫時間的延長而增加；處理6 d后，20 mg/L處理增幅最小，為未脅迫時的6.14倍；其次30 mg/L處理增加了7.46倍，30 mg/L處理的超氧陰離子產(chǎn)生速率顯著低于CK、10 mg/L、40 mg/L和50 mg/L。

2.3 不同濃度DA-6對高溫脅迫下辣椒幼苗葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

隨著高溫脅迫時間的延長葉片脯氨酸含量（圖3-A）顯著增加。CK在脅迫2 d時脯氨酸含量顯著增加后又呈現(xiàn)下降趨勢，脅迫6 d后下降了4.42%，此時30 mg/L處理的脯氨酸含量比未脅迫前增加了13.60倍，增幅最大。從圖3-B可知，高溫脅迫處理6 d后葉片可溶性蛋白含量下降，其中CK下降最顯著，下降了12.29%，而30 mg/L處理的可溶性蛋白含量上升了1.92%，顯著高于其他處理，且與脅迫前沒有顯著性差異。

2.4 不同濃度DA-6對高溫脅迫下辣椒幼苗葉片保護酶活性的影響

由圖4-A可以看出，高溫脅迫后各處理SOD活性增幅不明顯，其中CK的增幅最?。?.56%），50 mg/L處理增幅最大（13.56%），脅迫6 d后各處理間差異不顯著。第6天時，除CK和10 mg/L處理外，其它處理POD活性（圖4-B）顯著增加，30 mg/L處理的POD活性在脅迫6 d后是未脅迫時的2.71倍，增幅最大，且顯著高于其它處理，而CK則下降了15.89%.

2.5 不同濃度DA-6對高溫脅迫下辣椒幼苗葉片光合作用的影響

隨著高溫脅迫時間的延長，各處理幼苗葉片的Pn（圖5-A）、Gs（圖5-B）和Tr（圖5-D）均呈現(xiàn)下降趨勢，其中CK下降最顯著，分別下降了76.55%、88.37%、76.59%，30 mg/L處理分別下降了22.09%、41.64%、1.53%，30 mg/L處理的Pn和Tr下降幅度最小，且其Pn、Gs和Tr的值均顯著高于其它處理；高溫脅迫后各處理的Ci（圖5-C）均高于脅迫前，其中CK增幅最大，脅迫6 d后為未脅迫時的9.03倍，30 mg/L處理增幅最小，僅增加了3.07倍，且顯著低于其它處理。

2.6 不同濃度DA-6對高溫脅迫下辣椒幼苗葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

隨著高溫脅迫時間的延長各處理的Fv/Fm（圖6-A）呈現(xiàn)下降趨勢，20 mg/L處理降幅最小，僅下降了24.97%，且顯著高于其它處理。

由圖6-B可知，CK、10 mg/L、20 mg/L和30 mg/L處理的幼苗葉片PSⅡ?qū)嶋H光合量子產(chǎn)量（Yield）在高溫脅迫4 d時呈現(xiàn)下降趨勢，脅迫6 d時又上升，但仍低于脅迫前；CK降幅最大（10.51%），40 mg/L和50 mg/L處理上升了9.66%和4.36%，而30 mg/L處理變幅最為平穩(wěn)，脅迫期間無顯著性變化。高溫脅迫使葉片qP（圖6-C）和qN（圖6-D）呈現(xiàn)上升趨勢，其中20 mg/L處理的qN增幅最大（24.18%），50 mg/L處理的qP增幅最大（54.79%），此時各處理間qN和qP無顯著性差異。

3 討論與結(jié)論

Martineau等[14]研究認(rèn)為對植物的傷害以及導(dǎo)致植物細(xì)胞膜透性的增加是高溫傷害的本質(zhì)之一。本試驗結(jié)果表明，高溫脅迫后黃燈籠辣椒葉片相對電導(dǎo)率顯著增加，表明細(xì)胞膜透性增加，這與在甜椒[15]和水稻[16]上實驗的結(jié)果一致；施用30 mg/L DA-6處理的辣椒幼苗，質(zhì)膜透性和超氧陰離子顯著低于CK，表明30 mg/L DA-6處理可顯著提高細(xì)胞膜的穩(wěn)定性。此外，與對照相比，施用30 mg/L DA-6處理6 d后幼苗葉片的脯氨酸含量和可溶性蛋白含量均顯著高于CK，因此可推斷，DA-6之所以能緩解高溫脅迫壓力可能是DA-6能提高幼苗中脯氨酸和可溶性蛋白含量，使幼苗具有較高的滲透調(diào)節(jié)能力，這與邵玲等[7]的研究結(jié)果相一致；另一方面，DA-6處理可以提高幼苗保護酶活性，抑制細(xì)胞膜過氧化，緩解高溫脅迫對質(zhì)膜的傷害，降低質(zhì)膜透性，這與梁艷萍等[17]對草莓的研究結(jié)果相一致。

楊清等[18]的研究結(jié)果表明DA-6能提高葉片葉綠素的含量，有報道表明DA-6可以提高ALA向PBG轉(zhuǎn)化的效率，使葉綠素的合成底物充足，在提高葉綠素含量的基礎(chǔ)上能增強植物葉片的Pn[17-18]。本實驗表明，噴施DA-6可以有效緩解高溫脅迫下幼苗葉片葉綠素的降解及Pn的下降。根據(jù)Farquhar等[19]的觀點，可以由Ci 值的變化情況來判斷氣孔限制是否為Pn下降的因素， 如果Pn與Ci 同時下降，可以認(rèn)為Pn的下降是由氣孔限制引起的；如果Pn下降而Ci 升高，說明Pn 的下降是由非氣孔因素造成的。本實驗中，處理第6天，Pn下降，Gs下降，但Ci 升高，說明光合速率Pn 的下降是由非氣孔因素造成的。

蒸騰作用是作物被動吸水的原動力， 可引起木質(zhì)部的液流上升， 有助于根部吸收的無機離子，同時有利于根中合成的有機物運轉(zhuǎn)到植物體的各部分， 滿足生命活動需要。本實驗中，高溫脅迫下黃燈籠辣椒葉片蒸騰速率下降，并嚴(yán)重影響了根系對水分和養(yǎng)分的吸收，最終引起黃燈籠辣椒光合生理代謝紊亂，而預(yù)噴施DA-6延緩了蒸騰速率的下降， 其原因可能與緩解氣孔導(dǎo)度的下降密切相關(guān)，并以30 mg/L DA-6處理的蒸騰速率下降幅度最小，表現(xiàn)出緩解高溫傷害的良好效果。

研究表明，PSⅡ比PSⅠ更易受到高溫的傷害，且高溫脅迫可導(dǎo)致PSⅡ反應(yīng)中心的破壞[20-22]。本實驗表明，在高溫脅迫6 d后，對照幼苗葉片的qN上升，F(xiàn)m、Fv/Fm、Yield下降，說明高溫脅迫使光系統(tǒng)Ⅱ受到了損傷，但噴施適宜濃度DA-6的幼苗葉片F(xiàn)v/Fm、Yield、qN和qP均高于對照，表明適宜濃度的DA-6可以緩解高溫脅迫對光系統(tǒng)的損傷。

綜上所述，在本研究中，噴施30 mg/L的 DA-6可以有效緩解高溫對辣椒幼苗的脅迫。

參考文獻

[1] 苗鵬飛， 劉國杰， 單守明. DA-6 對草莓生長結(jié)果影響試驗[J]. 中國果樹， 2007（3）： 22-25.

[2] 單守明， 劉國杰， 李紹華. DA-6 對溫室桃樹光合作用和葉綠體活性的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報， 2008， 14（6）： 1 237-1 241.

[3] 楊 清， 艾沙江·買買提， 王志霞， 等. DA-6對桃樹葉片葉綠素合成途徑的調(diào)控研究[J]. 園 藝 學(xué) 報， 2012， 39（4）： 621-628.

[4] 王銘琦. 新型植物生長調(diào)節(jié)劑DA-6的合成與活性研究[D]. 黑龍江： 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2006.

[5] 梁廣堅， 李蕓瑛， 邵 玲. DA-6和BR+GA-3對菠菜生長和光合速率的影響[J]. 園藝學(xué)報， 1998， 25（4）： 356-360.

[6] 徐秋曼， 程景勝， 高 虹. DA-6浸種對水稻幼苗的生理效應(yīng)初探[J]. 天津師范大學(xué)學(xué)報： 自然科學(xué)版， 2001， 21（2）： 57-60.

[7] 邵 玲， 梁廣堅， 蔡惠麗. 噴施己酸二乙氨基乙醇酯對幾種與番茄幼苗抗冷性相關(guān)生理指標(biāo)的影響[J]. 植物生理學(xué)通訊， 2007， 43（6）： 1 105-1 108.

[8] 王學(xué)奎. 植物生理生化實驗原理和技術(shù)（第二版）[M]. 北京： 高等教育出版社， 2006： 118-119， 167-169， 172-173， 190-191， 278-283.

[9] 王學(xué)奎， 章文華， 郝再彬， 等. 植物生理生化實驗原理和技術(shù)[M]. 北京： 高等教育出版社， 2008.

[10] 張殿忠， 汪沛洪， 趙會賢. 測定小麥葉片游離脯氨酸含量的方法[J]. 植物生理學(xué)通訊， 1990， 26（4）： 62-65.

[11] 王愛國， 羅廣華. 植物的超氧物自由基與羥胺反應(yīng)的定量關(guān)系[J]. 植物生理學(xué)通訊， 1990， 26（6）： 55-57.

[12] Genty B， Briantais J M， Baker N R. The relationship between the quantum yield of photosynthetic electron transport and quenching of chlorophyll fluorescence[J]. Biochim Biophys Acta， 1989， 990（1）： 87-92.

[13] Kramer D M， Johnson G， Kiirats O， et al. New fluorescence parameters for the determination of QA redox state and excitation energy fluxes[J]. Photosynthesis Research， 2004， 79（2）： 209-218.

[14] Martineau J R， Specht J E， Williams J H， et al. Temperature tolerance in soybeans I. Evaluation of a technique for assessing cellular membrane thermostability[J]. Crop Science， 1979， 19： 75-78.

[15] Anderson J A. Catalase activity， hydrogen peroxide content and thermotolerance of pepper leaves[J]. Scientia Horticulturae， 2002， 95（4）： 277-284

[16] 張桂蓮， 陳立云， 張順堂， 等. 高溫脅迫對水稻劍葉保護酶活性和膜透性的影響[J]. 作物學(xué)報， 2006， 32（9）： 1 306-1 310.

[17] 梁艷萍， 牟紅梅， 王晶晶， 等. 不同光強下DA-6對草莓光合作用及抗氧化酶活性的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報， 2011， 16（5）： 71-76.

[18] 楊 清， 艾沙江·買買提， 劉國杰， 等. DA-6對草莓葉片葉綠素合成前體物質(zhì)及關(guān)鍵酶酶活性的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報， 2012， 17（4）： 86-90.

[19] Farquhar G D， Sharkey T D. Stomatal conductance and photosynthesis[J]. Annual Review of Plant Physiology， 1982， 33： 317-345.

[20] Boucher N， Carpentier R. Heat-stress stimulation of oxygen uptake by photosystem Ⅰinvolves the reduction of superoxide radicals by specific electron donors[J]. Photosynth Res， 1993， 35（3）： 213-218.

[21] Havaux M， Tardy F， Ravenel J， et al. Thylakoid membrane stability to heat stress studied by flash spectroscopic measurements of the electrochromic shift in intact potato leaves： influence of the xanthophyll content[J]. Plant Cell Environ， 1996， 19（12）： 1 359-1 368.

[22] Sui N， Li M， Zhao S J， et al. Overexpression of glycerol-3-phosphate acyltransferase gene improves chilling tolerance in tomato[J]. Planta， 2007， 226（5）： 1 097-1 108.