不同辣椒品種種子萌發(fā)期耐低溫性的研究

朱晨曦馬艷青*楊博智張竹青

（1中南大學(xué)研究生院隆平分院，湖南長沙 410125；2湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所，湖南長沙 410125）

不同辣椒品種種子萌發(fā)期耐低溫性的研究

朱晨曦1，2馬艷青1，2*楊博智2張竹青2

（1中南大學(xué)研究生院隆平分院，湖南長沙 410125；2湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所，湖南長沙 410125）

為確立辣椒種子萌發(fā)期耐低溫性鑒定的指標(biāo)和條件，探討低溫對不同類型辣椒種子萌發(fā)的影響，本試驗(yàn)以不同的辣椒品種為材料，測定不同溫度下種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)以及這3項(xiàng)指標(biāo)的相對值。結(jié)果表明，18 ℃培養(yǎng)下的相對發(fā)芽指數(shù)、14 ℃培養(yǎng)下的相對發(fā)芽率可作為辣椒種子萌發(fā)期耐低溫性鑒定的指標(biāo)，18 ℃可作為篩選耐低溫品種的壓力條件；早熟品種種子對低溫的耐受性較中熟和中晚熟品種強(qiáng)；線椒品種種子對低溫的耐受性較好，甜椒最弱。

辣椒；低溫；種子萌發(fā)；發(fā)芽率；發(fā)芽勢；發(fā)芽指數(shù)

辣椒是人們喜食的蔬菜，在保證我國蔬菜周年均衡供應(yīng)中占有重要地位。辣椒種子發(fā)芽的最適溫度為25～30 ℃，超過35 ℃或低于10 ℃都不能較好地萌發(fā)（鄒學(xué)校，2009）。冬春季節(jié)辣椒播種階段，常遇到持續(xù)的低溫脅迫，導(dǎo)致辣椒種子萌發(fā)時(shí)間延遲，發(fā)芽率降低，出現(xiàn)小老苗，辣椒生長受到抑制，產(chǎn)量下降（閆小紅 等，2006）。低溫冷害已經(jīng)成為限制辣椒生產(chǎn)的重要因素，選育耐低溫品種是解決辣椒受低溫危害的有效手段之一，因此迫切需要確立可信的篩選指標(biāo)，建立快速、準(zhǔn)確的耐低溫鑒定方法。

種子萌發(fā)期的各種參數(shù)是早期耐低溫性鑒定必不可少的指標(biāo)。研究表明，用種子低溫發(fā)芽指數(shù)對材料耐低溫性進(jìn)行鑒定，簡單、可靠，而且周期性短，可以用于耐低溫種子資源的篩選（劉劍輝，2005）。前人已在萌發(fā)期種子耐冷性鑒定方面進(jìn)行了不少研究（鄒志榮和陸幗一，1995；王孝宣 等，1996；劉慧英 等，2002；徐偉慧 等，2006；Demir et al.，2008），然而關(guān)于品種熟性與辣椒萌發(fā)期耐低溫性關(guān)系的報(bào)道很少。本試驗(yàn)對不同溫度下辣椒種子發(fā)芽狀況進(jìn)行研究，提出直觀可靠的鑒定種子耐低溫性的條件和指標(biāo)，判斷低溫對不同熟性的辣椒種子萌發(fā)的影響，以期為辣椒實(shí)際生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2012年2月至2013年10月在湖南省蔬菜研究所試驗(yàn)農(nóng)場及湖南省蔬菜工程技術(shù)研究中心進(jìn)行。

1.1 種子萌發(fā)期耐低溫性指標(biāo)和溫度條件的篩選

以湘研5號、37-74和蘇椒5號為試驗(yàn)材料，3個品種的低溫耐性分別為不耐（馬艷青和戴雄澤，2000）、中耐、耐（錢芝龍和趙華侖，1997）。選取籽粒飽滿的上述3個品種的辣椒種子于25 ℃蒸餾水中浸泡30 min，用1%次氯酸鈉溶液消毒1 min后，再用蒸餾水沖洗3次。將種子平放于鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿中，每個培養(yǎng)皿放置50粒，將種子分別置于不同的溫度下（18、16、14 ℃）黑暗培養(yǎng)至萌發(fā)，以25 ℃培養(yǎng)為對照，統(tǒng)計(jì)種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)，并計(jì)算相對發(fā)芽勢、相對發(fā)芽率、相對發(fā)芽指數(shù)，確定品種間的發(fā)芽指標(biāo)差異最大的發(fā)芽溫度，每個處理3 次重復(fù)。

1.2 低溫對不同熟性辣椒品種萌發(fā)的影響

以不同熟性的辣椒品種為材料，其中早熟品種：蘇椒5號、11H15、興蔬201、博辣1號、興蔬301、珍瓏；中熟品種：湘研5號、11H33、37-74、博辣新紅帥、博辣8號、興蔬綠燕；中晚熟品種：興蔬16號、興蔬青冠、興蔬羽燕、博辣新紅秀、博辣5號、博辣天星。將種子分別置于由1.1中所得的溫度下培養(yǎng)，以25 ℃培養(yǎng)為對照，統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)，并計(jì)算相對發(fā)芽勢、相對發(fā)芽率、相對發(fā)芽指數(shù)，每個處理3次重復(fù)。

1.3 低溫對不同類型辣椒品種萌發(fā)的影響

以不同類型的辣椒品種為材料，其中線椒類型品種：博辣紅牛、博辣1號、興蔬301、博辣紅艷、博辣8號、博辣5號；尖椒類型品種：興蔬19號、南京早椒、11H15、興蔬201、湘研5號、11H33；泡椒類型品種：福湘4號、福湘碧秀、蘇椒5號、福湘秀麗；甜椒類型品種：T09-2、T0155。培養(yǎng)條件及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法同上。

1.4 發(fā)芽指標(biāo)測定

以胚根長超過種子長度的1/2為標(biāo)準(zhǔn)，記錄發(fā)芽數(shù)，培養(yǎng)7 d后調(diào)查發(fā)芽勢，14 d后統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率，并計(jì)算相對發(fā)芽率、相對發(fā)芽勢、相對發(fā)芽指數(shù)。

發(fā)芽勢（%）=供試種子7 d內(nèi)的發(fā)芽數(shù)／供試種子總數(shù)×100%

相對發(fā)芽勢（%）=低溫下發(fā)芽勢/常溫下發(fā)芽勢×100%

發(fā)芽率（%）=供試種子總發(fā)芽數(shù)/供試種子總數(shù)×100%

相對發(fā)芽率（%）=低溫下發(fā)芽率/常溫下發(fā)芽率×100%

發(fā)芽指數(shù)（GI）=∑Gt/Dt

相對發(fā)芽指數(shù)（%）=低溫下發(fā)芽指數(shù)/常溫下發(fā)芽指數(shù)×100%

式中Gt為浸種后t日的發(fā)芽數(shù)，Dt是相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)均采用SPSS 17.0軟件和Microsoft Excel 2007軟件進(jìn)行分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫對不同低溫耐性辣椒品種萌發(fā)期指標(biāo)的影響

由圖1-A可以看出，3個品種的發(fā)芽率在14 ℃下均出現(xiàn)明顯下降，且下降率為湘研5號＞37-74＞蘇椒5號，這與3個品種對低溫的耐受性相符。湘研5號的發(fā)芽率隨溫度的降低逐漸下降，在14 ℃處理下發(fā)芽率由25 ℃下的100.00%下降至59.33%；37-74和蘇椒5號在16～25 ℃培養(yǎng)下發(fā)芽率受溫度的影響不大，在14 ℃下則分別降至81.33%、88.67%。

由圖1-B可以看出，低溫條件下辣椒種子發(fā)芽勢明顯低于對照（25 ℃）。各品種發(fā)芽勢隨溫度的降低顯著下降。其中18 ℃培養(yǎng)下湘研5號、37-74、蘇椒5號的發(fā)芽勢與25 ℃相比，下降幅度分別為62.16%、19.86%和14.81%；16 ℃處理下各品種發(fā)芽勢下降幅度都達(dá)到93%以上，各品種間差異不明顯；14 ℃處理下各品種發(fā)芽勢均為0。結(jié)果表明，只有溫度為18 ℃時(shí)種子發(fā)芽勢下降率與3個品種對低溫的耐性基本相符。

2.2 種子耐低溫指標(biāo)的鑒定和溫度條件的篩選

圖1 溫度對不同低溫耐性辣椒品種發(fā)芽指標(biāo)的影響

不同溫度下3個不同低溫耐性辣椒品種的發(fā)芽指標(biāo)如表1所示，處理溫度為18 ℃時(shí)各品種的相對發(fā)芽指數(shù)之間差異極顯著，能很好地反映品種低溫耐性的差異，故18 ℃可用于鑒定品種的低溫耐受性，18 ℃下所測得的相對發(fā)芽指數(shù)可作為鑒定種子耐低溫性能的指標(biāo)。處理溫度16 ℃下除湘研5號與37-74相對發(fā)芽指數(shù)差異顯著外，3個辣椒品種的相對發(fā)芽率和相對發(fā)芽指數(shù)均差異不顯著，相對發(fā)芽勢數(shù)值較接近且均較低，因此，并不能很好地反映品種的耐低溫性，故用來區(qū)分品種對低溫的耐性可靠性較低。處理溫度為14 ℃時(shí)，各品種的相對發(fā)芽率差異極顯著，與品種的已知耐性表現(xiàn)一致，14 ℃下的種子相對發(fā)芽率也可作為鑒定種子耐低溫性能的輔助指標(biāo)。

表1 低溫對不同品種相對發(fā)芽指標(biāo)的影響

2.3 低溫對不同熟性辣椒種子萌發(fā)期指標(biāo)的影響

選取不同熟性的辣椒品種進(jìn)行分析，由圖2-A可知，18 ℃處理下不同熟性的辣椒種子平均發(fā)芽率為81.22%～94.44%，與對照（25 ℃）相比，早熟、中熟和中晚熟品種的平均發(fā)芽率下降率分別為0.93%、4.59% 和10.42%；由圖2-B可知，18 ℃處理下不同熟性的辣椒種子平均發(fā)芽勢為35.89%～51.56%，與對照（25 ℃）相比，早熟、中熟和中晚熟品種平均發(fā)芽勢下降率分別為42.29%、35.56%和48.73%；由圖2-C可知，不同熟性的辣椒品種平均發(fā)芽指數(shù)為25.82～35.03，與對照（25 ℃）相比，早熟、中熟和中晚熟品種平均發(fā)芽指數(shù)下降率分別為33.36%、38.30%和40.73%。由表2可知，3種不同熟性的品種相對發(fā)芽率、相對發(fā)芽勢和相對發(fā)芽指數(shù)間均有極顯著差異，其中早熟品種的相對發(fā)芽勢和相對發(fā)芽指數(shù)最高，中熟品種的相對發(fā)芽勢和相對發(fā)芽指數(shù)次之，但高于中晚熟品種。

綜上所述，18 ℃下不同熟性辣椒品種的種子表現(xiàn)為早熟品種受低溫影響最小，中熟品種對低溫的耐受性居中，中晚熟品種受低溫影響程度最大。

圖2 低溫對不同熟性辣椒品種萌發(fā)的影響

表2不同熟性的辣椒品種在18℃的相對發(fā)芽指標(biāo)

2.4 低溫對不同類型辣椒種子萌發(fā)期指標(biāo)的影響

選取不同類型的辣椒品種進(jìn)行低溫耐性分析，結(jié)果表明，18 ℃處理下不同類型的辣椒種子平均發(fā)芽率為78.67%～95.89%，其中甜椒的平均發(fā)芽率受低溫影響最大，與對照（25 ℃）相比下降了16.61%（圖3-A）；18 ℃處理下不同類型的辣椒種子平均發(fā)芽勢為5.67%～67.89%，與對照（25 ℃）相比均下降明顯，其中線椒品種的平均發(fā)芽勢下降最少，下降率為26.47%，甜椒品種平均發(fā)芽勢下降率則達(dá)到92.7%（圖3-B）；18 ℃處理下不同類型的辣椒品種平均發(fā)芽指數(shù)為15.58～38.34，與對照（25 ℃）相比，線椒、尖椒、泡椒品種平均發(fā)芽指數(shù)下降率分別為34.63%、48.75%和43.96%，甜椒的發(fā)芽指數(shù)下降率則達(dá)到62.91%（圖3-C）。如表3所示，4個類型品種中，線椒、甜椒的相對發(fā)芽指標(biāo)分別與其他3種類型品種的相對發(fā)芽指標(biāo)差異極顯著，其中線椒品種的相對發(fā)芽指標(biāo)均大于其他3類品種，而甜椒品種的相對發(fā)芽指標(biāo)最小，尖椒和泡椒品種居中。

由此可見，在18 ℃下線椒品種的種子萌發(fā)受溫度影響最小，甜椒品種的種子受低溫影響最大，尖椒和泡椒品種的種子對低溫的耐受性居中。

一是水利投入規(guī)模大幅度增加。“十一五”時(shí)期，中央累計(jì)安排水利投入3 647億元，是“十五”時(shí)期的1.1倍，水利支出占中央財(cái)政總支出的比重明顯提高。2011—2012年，中央水利投入繼續(xù)大幅度增加，投入總量相當(dāng)于“十一五”時(shí)期的總和。財(cái)政性資金對水利投入的總量和增幅的明顯增加，為實(shí)現(xiàn)2011年中央1號文件提出的“多渠道籌集資金，力爭今后10年全社會水利年平均投入比2010年高出一倍”的目標(biāo)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

圖3 低溫對不同類型品種萌發(fā)的影響

表3 不同類型的品種在18 ℃的相對發(fā)芽指標(biāo)

3 結(jié)論與討論

種子萌發(fā)過程中種子成熟度、種子處理過程、種子貯藏時(shí)間及條件等因素均影響種子對低溫的反應(yīng)（劉劍輝，2005）。試驗(yàn)中為了消除種子本身差異造成的誤差，數(shù)據(jù)分析時(shí)均采用發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)與對照數(shù)據(jù)的相對比值。

目前關(guān)于種子萌發(fā)期耐冷性鑒定的指標(biāo)并不統(tǒng)一（李俊明，1989；鄒志榮和陸幗一，1995；王孝宣 等，1996；黃玉輝 等，2008；閆世江 等，2008）。本試驗(yàn)結(jié)果表明，18 ℃下的相對發(fā)芽指數(shù)，以及14 ℃下的相對發(fā)芽率能很好地反映出不同品種對低溫的耐性，可以作為鑒定種子耐低溫性的指標(biāo)；確立18 ℃作為種子耐低溫性鑒定最適合的溫度條件，與前人在辣椒（鄒志榮和陸幗一，1995）和茄子（耿廣東 等，2006）中的研究結(jié)果基本一致。

李光慶等（2010）指出熟性可能是影響花椰菜耐寒性的重要因素。王萍等（2000）在花期低溫處理不同熟性的大豆品種，發(fā)現(xiàn)早熟品種表現(xiàn)出較好的耐低溫性，晚熟品種則表現(xiàn)較差。段曦等（2011）的研究結(jié)果表明，苗期不同類型的辣椒抗冷性以小米椒較好，燈籠椒最差。可見，作物對低溫的耐性與品種本身的熟性及類型是有一定關(guān)系的。本試驗(yàn)對不同熟性、不同類型品種的辣椒種子進(jìn)行萌發(fā)期耐低溫鑒定，發(fā)現(xiàn)在萌發(fā)期早熟品種對低溫的耐受性較強(qiáng)，中熟品種耐受性居中，中晚熟品種耐受性較差；線椒品種對低溫的耐受性較其他3種類型的品種強(qiáng)，甜椒最弱。與前人的研究結(jié)果不盡相同，可能與試驗(yàn)材料及材料的生長時(shí)期不同有關(guān)。目前品種的抗冷性與果實(shí)類型、熟性的關(guān)系并沒有明確一致的結(jié)論，故還需后續(xù)大量試驗(yàn)去探究驗(yàn)證。

植物的耐低溫性受很多因素影響，有研究表明品種的耐冷性與種子內(nèi)代謝物質(zhì)有關(guān)。杜堯東等（2010）在研究低溫對番茄種子萌發(fā)的影響中發(fā)現(xiàn)，低溫降低種子的發(fā)芽勢和萌發(fā)率，是因?yàn)榈蜏赜绊懛N子萌發(fā)時(shí)貯藏物質(zhì)的降解和轉(zhuǎn)化，增加了細(xì)胞膜的透性。有學(xué)者在對黃瓜耐低溫性研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，黃瓜種子中可溶性蛋白質(zhì)的含量、脂肪酸含量、亞油酸含量等指標(biāo)與品種耐低溫性呈正相關(guān)，可作為鑒定黃瓜耐低溫性的間接指標(biāo)（張建軍 等，2008）。而辣椒種子耐低溫性與種子內(nèi)含物質(zhì)成分含量關(guān)系的報(bào)道還較少見，熟性、類型不同的辣椒種子，其內(nèi)含物質(zhì)成分含量之間是否存在明顯規(guī)律，是否與品種耐冷性有明確關(guān)系，有待于進(jìn)一步研究。

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Studies on Low Temperature Tolerance of Different Pepper Varieties in Seed Germination Stage

ZHU Chen-xi1，2，MA Yan-qing1，2*，YANG Bo-zhi2，ZHANG Zhu-qing2
（1Longping Branch of Graduate School，Central South University，Changsha 410125，Hunan，China；2Institute of Vegetables，Hunan Academy of Agricultural Sciences，Changsha 410125，Hunan，China）

In order to establish the identification indexes and temperature conditions of pepper （Capsicum annuum L. ） chilling tolerance during seed germination stage，and to discuss the influence of low temperature on germination of different types of pepper varieties，this experiment took different pepper varieties as material，determined their germination percentage，germination potential，germination index and the relative value of these indicators under different temperature conditions. The results illustrated that relative germination index under 18 ℃，and relative germination percentage under 14 ℃ could be used as identification indexes for low temperature tolerance of pepper in seed germination； 18 ℃ could be used as pressure condition to screen chilling tolerant varieties. The results also indicated that the seed of early-maturing varieties had better low temperature tolerance than that of medium maturing and medium late maturing varieties； the seeds of var. acuminatum Fingern had better low temperature tolerance； and the low temperature tolerance of var. grossum sent pepper seed was the weakest.

Pepper； Low temperature； Seed germination； Germination percentage； Germination potential；Germination index

朱晨曦，女，碩士研究生，專業(yè)方向：蔬菜學(xué)，E-mail：zhuchenxi0325@ 163.com

*通訊作者（Corresponding author）：馬艷青，男，博士，研究員，專業(yè)方向：辣椒遺傳育種，E-mail：yanqingmahn@163.com

2014-04-30；接受日期：2014-08-20

“十二五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAD02B02）