噴施竹葉黃酮對辣椒生長及抗寒性的影響

張運紅，任珊露，和愛玲，吳禮樹，孫克剛

（1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所，鄭州，450002；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院）

噴施竹葉黃酮對辣椒生長及抗寒性的影響

張運紅1，2，任珊露2，和愛玲1，吳禮樹2，孫克剛1

（1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所，鄭州，450002；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院）

采用土培法，研究了噴施竹葉黃酮對辣椒生長及抗寒性的影響。試驗結(jié)果表明，常溫條件下，噴施竹葉黃酮可促進辣椒的生長，其中50 mg/L濃度處理效果最佳，株高較對照增加97.5%；冷害脅迫后，50 mg/L竹葉黃酮處理的辣椒葉片脯氨酸含量、可溶性糖含量和超氧化物歧化酶 （SOD）活性均顯著高于對照，增幅分別為15.7%、5.3%和7.1%，說明噴施竹葉黃酮能一定程度促進辣椒生長，并能提高其抗寒性。

竹葉黃酮；辣椒；生長；抗寒性

竹葉黃酮是以高山野生淡竹葉為原料提取的一種植物類黃酮制劑，其功能因子為黃酮甙，并以黃酮碳甙為主，具有抗脂質(zhì)過氧化、清除羥基自由基和調(diào)節(jié)血脂功能及抗過敏、抗炎、抗菌、抗病毒、抗腫瘤等生物學(xué)功效，近年來主要作為天然功能性食品添加劑和醫(yī)藥保健品被開發(fā)應(yīng)用［1，2］。目前，對黃酮類化合物的研究正逐步延伸到植物方面。有報道稱，類黃酮化合物能顯著提高植物的抗UV-B輻射及抗病性，并能增強其鋁毒害耐性［3，4］。大豆異黃酮能抑制病原菌生長，可作為內(nèi)源保護物質(zhì)抵制病蟲侵害［5］；適宜濃度的山核桃黃酮能促進小麥、玉米、大豆和綠豆的幼苗生長，并有利于新生根系對礦質(zhì)營養(yǎng)元素的吸收［6］；噴施50 mg/L的竹葉黃酮能促進小白菜的生長，并能改善其品質(zhì)［7］。然而，目前竹葉黃酮在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上并沒有得到實質(zhì)性的應(yīng)用和重視。

辣椒（Capsicum annuumL.）是人們廣為喜愛的喜溫蔬菜，近年來在我國的栽培面積不斷擴大，其生長的最適溫度為24～28℃，低于10℃生長發(fā)育緩慢，故低溫是辣椒栽培的主要限制因素。早春和晚秋的低溫不利于辣椒的正常生長，會造成一定程度的減產(chǎn)，甚至絕收［8］，因此，如何防治辣椒寒害一直是辣椒生產(chǎn)者和育種者需要解決的問題之一。本試驗以辣椒為供試材料，在土培條件下通過葉面噴施竹葉黃酮的方法，研究了竹葉黃酮對辣椒生長及抗寒性的影響，旨在為竹葉黃酮今后在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試竹葉黃酮為浙江大學(xué)張英教授提供；供試?yán)苯窞榻?號。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用土培法，土壤取自華中農(nóng)業(yè)大學(xué)獅子山，為黃棕壤，pH值5.65，有機質(zhì)5.33 g/kg、全氮0.35 g/kg、堿解氮44.33 mg/kg、速效磷7.64 mg/kg、有效鉀147.01 mg/kg。試驗采用聚乙烯塑料盆，下鋪黑色聚乙烯塑料袋防污染，每缽裝土1.5 kg。每1 kg土中施（NH4）2SO40.943 8 g、KH2PO40.287 5 g、KCl 0.159 7 g。

竹葉黃酮共設(shè)5個濃度，分別為0（CK）、25、50、100、150 mg/L；每處理6次重復(fù)。每3 d噴施1次，共4次，每次噴施量為10～20 mL/缽。于第3次噴施竹葉黃酮1 d后將0（CK）和50 mg/L竹葉黃酮處理的辣椒幼苗放入人工氣候室，于5℃下低溫處理24 h，光照強度為60 μmol·m-2·s-1，RH為65%，光周期為12 h/12 h，然后轉(zhuǎn)至室溫 （晝夜溫度為24℃/20℃）中恢復(fù)生長。所有處理植株于最后一次噴施竹葉黃酮3 d后采收，功能葉片存于液氮中，用于抗逆指標(biāo)測定。

1.3 測定指標(biāo)與方法

測定指標(biāo)包括株高、SPAD值、可溶性糖含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化物酶（POD）活性。于每次噴施竹葉黃酮前用尺子測定株高。SPAD值的測定采用SPAD-502型葉綠素測定儀測定，每缽選取5片功能葉進行測定；抗逆指標(biāo)可溶性糖及脯氨酸含量、SOD和POD活性的測定均參照王學(xué)奎［9］的方法。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

數(shù)據(jù)用Excel 2007作圖，DPS 3.01專業(yè)版軟件統(tǒng)計分析，采用LSD法進行差異性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 噴施竹葉黃酮對辣椒生長的影響

從辣椒的生長狀況來看（圖1），常溫培養(yǎng)階段，葉面噴施50 mg/L和100 mg/L竹葉黃酮的辣椒長勢最好，150 mg/L處理的次之，對照和25 mg/L處理的辣椒長勢相對較差。鑒于生產(chǎn)成本和效益考慮，將50 mg/L視為施用的最佳濃度，并進一步考察其對植株抗寒性的影響。

從辣椒株高的增幅來看（圖2），冷害處理前常溫培養(yǎng)階段，25、50、100、150 mg/L竹葉黃酮處理的辣椒株高均明顯高于對照，其中50 mg/L處理的增幅最大，比對照增加97.5%；100 mg/L處理效果次之；25 mg/L處理效果相對最差。冷害處理后，對照和50 mg/L處理的辣椒植株生長均受到明顯抑制，株高增幅均低于常溫處理，但是噴施50 mg/L竹葉黃酮處理的辣椒株高仍明顯高于對照，說明噴施竹葉黃酮可在一定程度上緩解冷害脅迫對辣椒植株造成的傷害。

圖1 常溫培養(yǎng)階段葉面噴施竹葉黃酮對辣椒生長的影響

圖3 噴施竹葉黃酮對辣椒葉片SPAD值的影響

圖4 噴施竹葉黃酮對辣椒葉片脯氨酸含量的影響

圖5 噴施竹葉黃酮對辣椒葉片可溶性糖含量的影響

圖6 噴施竹葉黃酮對辣椒葉片抗氧化酶活性的影響

2.2 噴施竹葉黃酮對辣椒葉片SPAD值的影響

圖3顯示，冷害處理后，對照和50 mg/L竹葉黃酮處理的辣椒葉片SPAD值較常溫處理明顯降低，說明冷害脅迫可抑制辣椒的光合作用。同時，50 mg/L處理的辣椒葉片SPAD值顯著低于對照。常溫培養(yǎng)階段，150 mg/L竹葉黃酮處理的辣椒葉片SPAD值也較對照顯著降低，可能是竹葉黃酮促進辣椒生長引起的稀釋作用所致，即葉面積越大，SPAD值相對越低。

2.3 噴施竹葉黃酮對辣椒葉片游離脯氨酸含量的影響

脯氨酸是植物蛋白質(zhì)的組成成分之一，以游離態(tài)廣泛存在于植物體內(nèi)，具有水溶性、高水勢和積累無毒性等特點，可以保持逆境下細(xì)胞的穩(wěn)定性，故在冷脅迫時可作為一種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和防脫水劑，維持細(xì)胞內(nèi)外水分平衡和穩(wěn)定生物大分子結(jié)構(gòu)，其含量的增加是判斷植物冷害脅迫下抗寒性表現(xiàn)的重要指標(biāo)［10，11］。圖4顯示，冷害脅迫后，對照處理的辣椒葉片脯氨酸含量較常溫處理顯著增加44.5%，50 mg/L竹葉黃酮處理的顯著高于對照15.7%。說明噴施竹葉黃酮可通過增加植物體內(nèi)游離脯氨酸的含量，增強其抗寒性。常溫培養(yǎng)條件下，25、100、150 mg/L竹葉黃酮處理的脯氨酸含量與對照無顯著差異。

2.4 噴施竹葉黃酮對辣椒葉片可溶性糖含量的影響

可溶性糖可作為滲透保護物質(zhì)，提高植物細(xì)胞原生質(zhì)濃度，增加細(xì)胞持水力及組織中非結(jié)冰水，從而降低細(xì)胞質(zhì)的冰點，提高植物抗寒性［12］。圖5顯示，冷害脅迫后，對照處理的辣椒可溶性糖含量較常溫處理顯著增加27.3%，50 mg/L竹葉黃酮處理的又顯著高于對照，說明辣椒在冷害脅迫下自身會產(chǎn)生一定的防御機制，噴施竹葉黃酮更有利于植物體內(nèi)可溶性糖積累，從而提高機體的抗寒性。常溫培養(yǎng)條件下，25、100、150 mg/L處理的可溶性糖含量和對照無顯著差異。

2.5 噴施竹葉黃酮對辣椒抗氧化酶活性的影響

逆境條件下植物會產(chǎn)生更多的氧自由基，加劇膜脂過氧化從而導(dǎo)致膜系統(tǒng)受損，組織受到破壞。SOD和POD是植物膜脂過氧化的酶促防御系統(tǒng)中重要的保護酶，SOD能將O2．-歧化為H2O2，POD再將·OH和H2O2等清除［13］。圖6A顯示，冷害脅迫后，對照處理的辣椒葉片SOD活性較常溫處理顯著增加39.7%，50 mg/L竹葉黃酮處理的又顯著高于對照，說明噴施竹葉黃酮可提高辣椒的SOD活性，從而有利于清除氧自由基，增強其抗寒性。

圖6B顯示，冷害脅迫后，對照處理的辣椒葉片POD活性較常溫處理顯著增加，說明辣椒會通過增強POD活性來提高其自身抗寒性。噴施50 mg/L竹葉黃酮處理的辣椒POD活性顯著低于對照，說明冷害脅迫下噴施竹葉黃酮增強辣椒抗寒性，并非通過POD起作用。常溫培養(yǎng)條件下，25、100、150 mg/L竹葉黃酮處理的POD活性與對照也無顯著差異。

3 討論與結(jié)論

在科技突飛猛進的今天，天然植物提取物領(lǐng)域蘊藏著巨大的商機，竹葉黃酮因為來源豐富、安全環(huán)保等，具有重大的開發(fā)潛質(zhì)，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域上的應(yīng)用研究越來越受到重視［3，6，7］。本試驗中，常溫培養(yǎng)條件下，噴施竹葉黃酮對辣椒生長具有明顯的促進效果，且具有一定的濃度效應(yīng)，當(dāng)噴施竹葉黃酮濃度50 mg/L時效果最佳，株高較對照增加97.5%，100 mg/L處理效果次之。該結(jié)果表明竹葉黃酮可作為一種新型植物生長調(diào)節(jié)劑，用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，但是其促進植物生長的作用機理，及對作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響如何還有待于進一步研究。

低溫是植物生長發(fā)育過程中遭遇到的主要逆境之一。滲透調(diào)節(jié)作用的變化是植物對低溫逆境響應(yīng)的重要生理機制?？扇苄蕴呛透彼崾侵参矬w內(nèi)主要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，一方面通過滲透調(diào)節(jié)，降低滲透勢，提高細(xì)胞保水能力，增加組織中非結(jié)冰水含量，維持膨壓；另外，他們還是冰凍保護物質(zhì)，可溶性糖能穩(wěn)定質(zhì)膜、液泡膜等膜結(jié)構(gòu)，脯氨酸能直接影響蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，故二者的積累是植物對低溫環(huán)境的一種保護性反應(yīng)［14，15］。本試驗中，冷害脅迫后，噴施 50 mg/L竹葉黃酮的辣椒脯氨酸和可溶性糖含量均高于未噴施竹葉黃酮處理，說明噴施竹葉黃酮可通過提高辣椒體內(nèi)此類抗寒性蛋白和糖含量，增強植物的抗寒性。此外，“自由基傷害學(xué)說”是植物抗逆境機理的重要學(xué)說之一，SOD和POD是植物在逆境條件下細(xì)胞抵御活性氧傷害的重要保護酶［16］。本試驗中，噴施竹葉黃酮能提高辣椒體內(nèi)SOD酶活性，這有利于活性氧自由基的清除，從而提高植物抗寒性。也有報道，竹葉黃酮本身就是一類極具開發(fā)前景的天然有機抗氧化劑，對超氧負(fù)離子及羥基自由基均表現(xiàn)出較好的清除效果［17，18］，這也是其提高植物抗寒性的作用機制之一，但是目前還沒有實驗證實。

綜上所述，本試驗初步表明竹葉黃酮可促進辣椒生長，并能在一定程度上提高辣椒的抗寒性，這為其作為植物生長調(diào)節(jié)劑在農(nóng)業(yè)上的開發(fā)利用提供了一定的理論依據(jù)，然而，竹葉黃酮在其他作物上的施用效果如何以及抗寒機理等還有待于深入研究。

［1］王文淵.竹葉黃酮的功能研究進展［J］.中國食物與營養(yǎng)，2012，18（6）：71-74.

［2］張英.竹葉黃酮的生理和藥理活性［J］.世界竹藤通訊，2004，2（2）：1-11.

［3］鄒鳳蓮，壽森炎，葉紈芝，等.類黃酮化合物在植物脅迫反應(yīng)中作用的研究進展［J］.細(xì)胞生物雜志，2004，26（2）：39-44.

［4］Chalker-Scott L.Environmental significance of anthocyanins in plant stress responses［J］.Photochem Photobiol，1999，70:1-9.

［5］Espinosavictoria D，Vance C P，Graham P H.Host variation in traits associated with crown nodule senescence in soybean［J］.Crop Sci，2000，40（1）:103-109.

［6］陳向明，方雷，王珍麗，等.林業(yè)廢棄物山核桃果皮黃酮對作物苗期營養(yǎng)吸收的影響［J］.合肥學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2014，24（4）：74-79.

［7］周鸝，張運紅，吳禮樹.噴施竹葉黃酮對小白菜產(chǎn)量、品質(zhì)及礦質(zhì)元素含量的影響［J］.湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，50（4）：688-690.

［8］熊先軍，劉明月.辣椒抗寒性生理生化研究進展［J］.辣椒雜志，2003（1）：9-12.

［9］王學(xué)奎.植物生理生化實驗原理和技術(shù)［M］.北京：高等教育出版社，2006：202-204，278-279，172-173，167-168.

［10］康國章，孫谷疇.幾種外源物質(zhì)提高植物抗冷力的生理機制［J］.植物生理學(xué)通訊，2002，38（2）：193-197.

［11］馮昌軍，沙偉.低溫脅迫對苜蓿品種幼苗SOD、POD活性和脯氨酸含量的影響［J］．草業(yè)科學(xué)，2005，22（6）：29-32.

［12］熊先軍，劉明月.辣椒抗寒性生理生化研究進展［J］.辣椒雜志，2003（1）：9-12.

［13］Jan N，Mahboob-ul-Hussain，Andrabi K I.Cold resistance in plants:A mystery unresolved［J］.Electron J Biotechn，2009，12（3）:1-15.

［14］Morgan J M.Osmoregulation and water stress in high plants［J］.Ann Rev Plant Physiol，1984，35:299-319.

［15］黃翔，陳鋼，洪娟，等.復(fù)合生物制劑對黃瓜幼苗抗寒性的影響［J］.湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，50（4）：741-744.

［16］Plazek A，Zur I.Cold-induced plant resistance to necrotrophic pathogens and antioxidant enzyme activities and cell membrane permeability［J］.Plant Science，2003，164:1 019-1 028.

［17］潘進權(quán)，張世英，何敏婷，等.竹葉總黃酮提取工藝及抗氧化特性的研究［J］.中國食品學(xué)報，2012，12（3）：39-44.

［18］Khatun A，Nakajima K，Saito M，et al.In vitro and vivo antioxidant potential of Japanese Kumaisasa bamboo leaf（Sasa senanensis Rehd）［J］.J Biochem Pharmacol Res，2013，1（4）:236-244.

Effects of Spraying Bamboo Leaf Flavone on Growth and Cold-resistance of Pepper

ZHANG Yunhong1，2，REN Shanlu2，HE Ailing1，WU Lishu2，SUN Kegang1
（1.Institute of Plant Nutrition，Agricultural Resources and Environmental Sciences，Henan Academy of Agricultural Sciences，Zhengzhou 450002；2.College of Resources and Environmental Sciences，Huazhong Agricultural University）

Soil culture method was used to study the effects of spraying bamboo leaf flavone on the growth and coldresistance of pepper（Capsicum annuumL.）.The results showed that spraying bamboo leaf flavone promoted the growth of pepper under normal temperature condition，and the optimal concentration was 50 mg/L with the stem length increased by 97.5%compared to control treatment.After cold stress，under the treatment of spraying 50 mg/L bamboo leaf flavone，the contents of praline and soluble sugar，as well as the activity of superoxide dismutase（SOD）were respectively increased by 15.7%，5.3%and 7.1%in pepper leaves，compared to control treatment.These results indicated that spraying bamboo leaf flavone promoted the growth of pepper to some degree and increased cold-resistance capability.

Bamboo leaf flavone；Pepper（Capsicum annuumL.）；Growth；Cold resistance

S641.3

A

1001-3547（2015）24-0065-05

10.3865/j.issn.1001-3547.2015.24.025

河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院自主創(chuàng)新項目（2069999）

張運紅（1983-），女，博士，助理研究員，主要從事寡糖生物活性及新型植物生長調(diào)節(jié)劑研究，電話：18768871335，E-mail：snowgirl23@126.com

2015-08-20