辣椒幼苗對干旱脅迫的生理響應(yīng)

陳傳亮 司素琴 張煥麗 張菊平

摘要 [目的]研究辣椒幼苗對干旱脅迫的生理響應(yīng)。[方法]以洛研5號、長虹362A辣椒為材料，采用盆栽稱重控水法，研究辣椒幼苗對不同程度水分脅迫的生理響應(yīng)。[結(jié)果]隨干旱脅迫的加劇，2個辣椒品種的幼苗葉片可溶性糖、游離脯氨酸、葉綠素、可溶性蛋白質(zhì)的含量均呈上升趨勢；洛研5號在重度水分脅迫下可溶性糖、游離脯氨酸、葉綠素和可溶性蛋白質(zhì)含量增加幅度大，有利于減少水分脅迫的傷害。[結(jié)論]洛研5號抗旱性較強。

關(guān)鍵詞 辣椒；水分脅迫；幼苗；生理指標(biāo)

中圖分類號 S641.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼

A 文章編號 0517-6611（2018）14-0060-02

Physiological Response of Pepper Seedling to Drought Stress

CHEN Chuanliang1，SI Suqin1，ZHANG Huanli2 et al （1.Zhecheng County Economic Crop Technology Promotion Center，Zhecheng，Henan 476200； 2.Vegetable Research Center of Luoyang Science Academy of Agricultural，Luoyang，Henan 471022）

Abstract [Objective] To research the physiological response of pepper seedling to drought stress.[Method]The effects of drought stress on physiological indexes of two pepper cultivars （Luoyan No. 5 and Changhong 362A） were investigated using potted seedlings with different drought resistance in the present study.[Result]The contents of soluble sugar，free proline and chlorophyll，soluble protein went up in two cultivars.The soluble sugar，free proline and chlorophyll of Luoyan No. 5 showed a positive tendency toward drought stress.[Conclusion]Luoyan No. 5 had drought resistance.

Key words Pepper；Water stress；Seedling；Physiological index

干旱威脅已成為制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要限制因子。發(fā)掘利用植物自身的抗旱能力，選育耐旱品種已成為重要課題。辣椒具有較高的營養(yǎng)價值，種植面積逐年增大。目前，有關(guān)辣椒抗旱性的綜合研究卻鮮有報道[1-3]。鑒于此，筆者采用盆栽控水法，對洛研5號和長虹362A辣椒幼苗在干旱脅迫下部分生理指標(biāo)變化進(jìn)行研究，旨在為辣椒抗旱品種的選育和干旱區(qū)辣椒的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)提供理論依據(jù)和生產(chǎn)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

洛研5號、長虹362A 共2個辣椒品種的5片真葉幼苗均由洛陽農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心提供。

1.2 試驗設(shè)計

風(fēng)干的自然土壤與草炭按1 ∶1比例混勻后，調(diào)制成相對含水量分別為45%（重度脅迫）、55%（中度脅迫）、65%（輕度脅迫）、75%（對照）的4個水分脅迫處理。采用塑料盆（高17 cm，上口直徑21 cm；裝質(zhì)量相等的土壤并澆透水）栽培，每盆5株辣椒苗，每處理5盆，重復(fù)3次。緩苗7 d后控水，每天18：00稱重，并補充當(dāng)天失去的水分，以保持各處理所設(shè)定的土壤含水量。控水方法按李進(jìn)平等[4]方法稍作改進(jìn)進(jìn)行。控水14 d后測定各指標(biāo)。

1.3 指標(biāo)測定與方法

用手持葉綠素測定儀測定葉綠素含量，用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測定可溶性蛋白質(zhì)含量，用蒽酮法測定可溶性總糖的含量，用磺基水楊酸法測定游離脯氨酸（Pro）的含量，均按照李合生等[5]的方法進(jìn)行。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

運用SPSS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，多重比較用LSD法，用Microsoft Excel應(yīng)用程序繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫對辣椒幼苗葉片葉綠素含量的影響

由圖1可知，隨干旱脅迫的加重，長虹362A和洛研5號幼苗葉綠素含量均呈上升趨勢。與對照相比，輕度水分脅迫下長虹362A葉綠素含量上升幅度較小，差異不顯著；中度水分脅迫時長虹362A葉綠素含量上升幅度明顯，差異極顯著；重度水分脅迫下長虹362A葉綠素含量上升15.97%，差異達(dá)極顯著。洛研5號隨干旱脅迫的加重，葉綠素含量上升趨勢更加明顯，各處理間葉綠素含量差異均極顯著。重度水分脅迫與對照相比，洛研5號葉綠素含量上升24.95%，比長虹362A多上升8.98%。說明洛研5號的抗旱性強于長虹362A。

2.2 干旱脅迫對辣椒幼苗葉片可溶性糖含量的影響

由圖2可知，2個辣椒品種的可溶性糖含量隨著干旱脅迫的加劇均有上升趨勢。在輕度和中度脅迫時，2個辣椒品種的可溶性糖含量上升趨勢基本相同；當(dāng)從中度到重度脅迫時，洛研5號的可溶性糖含量上升幅度明顯大于長虹362A，且在重度水分脅迫下，2個辣椒品種的可溶性糖含量均達(dá)到最大值，分別比對照增加了60.07%和40.74%。由此看出，洛研5號在重度干旱脅迫下能積累更多的可溶性糖，從而使其增強滲透調(diào)節(jié)的能力，提高其抗旱性，說明洛研5號的抗旱性強于長虹362A。

2.3 干旱脅迫對辣椒幼苗葉片游離脯氨酸含量的影響

由圖3可知，2個品種的游離脯氨酸含量隨水分供應(yīng)的減少而增加。正常水分下，兩者的游離脯氨酸含量差異不顯著，但長虹362A中的游離脯氨酸 含量高于洛研5號；而當(dāng)水分從正常條件到輕度水分脅迫（75%～65%）時，洛研5號的游離脯氨酸含量急劇上升，從輕度到中度水分脅迫（65%～55%）和中度到重度水分脅迫（55%～45%）時，其上升幅度小于長虹362A；當(dāng)達(dá)到重度脅迫時，兩者的游離脯氨酸含量又達(dá)到相似水平，且均達(dá)最高值，洛研5號和長虹362A分別為1.762和1.754 mg/g，分別是對照的3.06和2.54倍。這說明洛研5號的抗旱性強于長虹362A。

2.4 干旱脅迫對辣椒幼苗葉片可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

由圖4可知，正常水分下，2個品種葉片的可溶性蛋白質(zhì)含量差異不顯著，分別為48.97和47.96 mg/g。而隨著干旱脅迫的加重，可溶性蛋白質(zhì)含量均有上升趨勢。當(dāng)達(dá)到最大干旱脅迫時洛研5號和長虹362A葉片的可溶性蛋白質(zhì)含量也達(dá)到最大值，分別增加了35.11和31.01 mg/g。說明洛研5號抗旱性強于長虹362A。

3 結(jié)論與討論

隨著干旱脅迫程度的增加，辣椒幼苗葉片中的葉綠素、可溶性糖、游離脯氨酸和可溶性蛋白含量顯著增加，為植株抵御逆境奠定了基礎(chǔ)。洛研5號和長虹362A在土壤相對含水量為45%的重度干旱脅迫下，其葉綠素、可溶性糖、游離脯氨酸和可溶性蛋白含量分別增加了24.95%、60.07%、3.06倍、35.11 mg/g和15.97%、40.74%、2.54倍、31.01 mg/g。這表明洛研5號抗干旱能力較強，而長虹362A抗干旱能力較弱。

干旱脅迫下植物葉綠素含量的變化表示植物對水分脅迫的敏感性，并直接影響光合產(chǎn)量，但干旱脅迫下葉綠素增加或減少有不同的報道[6]。該試驗中，2個品種的葉綠素含量隨干旱脅迫的加劇呈上升趨勢，且抗旱性強的洛研5號上升幅度最大，這與董明等[7]的研究結(jié)果一致，植物葉片葉綠素含量維持在一個較高的水平上可避免因水分虧缺而致使葉綠體和線粒體受到傷害?？扇苄蕴呛透彼崾侵匾臐B透調(diào)節(jié)物質(zhì)，試驗表明，干旱脅迫下抗旱性強的洛研5號，可溶性糖積累量比抗旱性弱的品種大，這與張愛民等[3]、舒美英等[8]的研究結(jié)果類似；該試驗發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫下辣椒體內(nèi)脯氨酸含量顯著增加。干旱脅迫下抗旱性強的辣椒品種（洛研5號），其游離脯氨酸累積量比抗旱性弱的品種大，揭雨成等[9]則認(rèn)為植物在水分脅迫條件下累積脯氨酸能提高原生質(zhì)親水性，有利于細(xì)胞持水、防止脫水作用，成為植物受旱期間還原氮的轉(zhuǎn)移形式，并在干旱脅迫期間起解毒作用，這與該試驗結(jié)果相一致；可溶性蛋白質(zhì)具有較強的親水膠體性質(zhì)，影響細(xì)胞的保水力，植物通過可溶性蛋白質(zhì)的主動積累來 降低滲透勢，進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)[10]。李妮亞等[11]研究發(fā)現(xiàn)，在多種逆境脅迫下，植物體內(nèi)正常的蛋白質(zhì)合成受到抑制，但會有一些被誘導(dǎo)出的新蛋白質(zhì)出現(xiàn)或原有蛋白質(zhì)含量的明顯增加，一些與適應(yīng)干旱脅迫有關(guān)的基因啟動表達(dá)，從而引起蛋白質(zhì)的合成并產(chǎn)生干旱脅迫誘導(dǎo)蛋白，這與該試驗的結(jié)果相一致。

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