耐低溫辣椒種質(zhì)資源的快速篩選

張茹 王蘭蘭 陳靈芝

摘要：通過低溫脅迫后辣椒的發(fā)芽率、發(fā)芽勢分析供試材料的抗寒性，利用已構(gòu)建的抗寒方程篩選耐低溫辣椒種質(zhì)資源，并以越冬栽培模式下的坐果率來驗證。結(jié)果表明，抗寒方程計算結(jié)果與坐果率調(diào)查結(jié)果重合率達75%;根據(jù)抗寒方程計算，Y≥80時為耐寒材料。該方法可適用于快速、大量的篩選耐低溫辣椒種質(zhì)資源。

關(guān)鍵詞：抗寒方程;辣椒;耐低溫;有效篩選

Abstract：The germination rate and germination potential of capsicum under low temperature stress were analyzed，and the germplasm resources of capsicum resistant to low temperature were screened by using the established cold resistance equation. The results showed that the coincidence rate between the calculated results of the cold equation and the fruit setting rate is 75%. According to the calculation of the cold-resistance equation，the cold resistant material is when Y≥80. The method can be used to rapidly and extensively screen the germplasm resources of low temperature resistant pepper.

辣椒是一種喜溫蔬菜作物[1 - 3 ]，最適生長溫度25～28 ℃，當遇到低溫脅迫時會發(fā)生生長緩慢、果實膨大緩慢或停止發(fā)育、畸形果大量發(fā)生、落花落果等現(xiàn)象，嚴重影響辣椒產(chǎn)量與品質(zhì)，給辣椒產(chǎn)業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失。隨著全球氣候變化，我國北方地區(qū)頻頻出現(xiàn)極寒天氣，影響冬季辣椒生產(chǎn)，極需耐低溫品種，耐寒性成為北方地區(qū)辣椒品種的一個重要指標。近年來，有關(guān)研究機構(gòu)相繼開展了辣椒耐寒性研究與耐低溫品種選育。甘肅作為我國內(nèi)陸蔬菜生產(chǎn)大省之一，全省大力發(fā)展設施農(nóng)業(yè)及反季節(jié)蔬菜種植，蔬菜品種的越冬性能直接影響全省蔬菜生產(chǎn)能力。甘肅位于西北高原內(nèi)陸，冬季氣溫低，全省年平均氣溫0～14 ℃，當冬季蔬菜市場需求最大時，正值全年氣溫最低，每年12月和次年1月低溫持續(xù)通常在20 d以上，因此選育耐低溫辣椒品種是保證冬季辣椒充足供應的根本措施，亦為增加椒農(nóng)收入、實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興強有力的保障之一[4 - 5 ]。為此，我們將耐寒性作為一個重要性狀指標選育耐低溫辣椒品種，并開展了辣椒耐寒性系列研究，如低溫脅迫下種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢與低溫脅迫下辣椒苗生理生化變化等，建立了快速篩選耐低溫辣椒種質(zhì)資源的方法[6 ]，利用已建立的篩選方法與越冬季辣椒產(chǎn)量相結(jié)合，進行耐低溫辣椒品種篩選，以期為加速選育耐低溫辣椒品種提供支持。

1? ?材料與方法

1.1? ?供試材料

供試30份辣椒材料見表1，均來自甘肅省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜研究所辣椒課題組。

1.2? ?試驗方法

試驗設在甘肅省武威市涼州區(qū)西營鎮(zhèn)日光溫室。于2018年8月下旬育苗，10月上旬定植。采用高壟覆膜栽培方式，壟寬80 cm，溝寬40 cm，壟上種植2行，株距40 cm。每個供試材料為1個處理，3次重復，小區(qū)面積4.8 m2。其他措施同當?shù)厝展鉁厥页Ｒ?guī)。盛果期每個材料隨機選取10株進行坐果率調(diào)查，落花、畸形均屬發(fā)育不完全。

1.2.1? ? 辣椒發(fā)芽期抗寒性研究? ? 對供試辣椒材料進行發(fā)芽率及發(fā)芽勢的測定。每品種挑選完整、飽滿的種子100粒，分別置于15、18、21 ℃下進行低溫發(fā)芽，以30 ℃下正常發(fā)芽為對照。設3次重復，計算發(fā)芽率、發(fā)芽勢。

發(fā)芽勢=N7/N×100%

發(fā)芽率=N14/N×100%

上式中N7為放入培養(yǎng)箱處理7 d發(fā)芽種子數(shù)，N14為放入培養(yǎng)箱處理14 d發(fā)芽種子數(shù)，N為每個處理的種子總數(shù)[1 ]。

1.2.2? ? 抗寒方程的建立? ? 對15 ℃下的發(fā)芽率，18 ℃下的發(fā)芽勢，18 ℃下的發(fā)芽率，21 ℃下的發(fā)芽勢和抗寒隸屬函數(shù)均值進行逐步回歸分析，建立抗寒方程。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?坐果率

坐果率的大小直接反映辣椒對栽培環(huán)境的適應性，亦為反映耐低溫性強弱的主要指標之一。受到低溫的影響，坐果率會發(fā)生變化，落花、果實畸形等降低坐果率，從而影響辣椒產(chǎn)量與質(zhì)量。通過圖1、表2可以看出，在越冬栽培條件下，參試的30份辣椒材料坐果率變化不同。其中H24、H6坐果率最高，均為90%;H14、H15、H20、H22坐果率在85%以上;H21、H5、H13、H29、H25、H19、H12、H18的坐果率在82%以上;H7、H17的坐果率為80%。方差分析結(jié)果表明，H24和H6與H14、H15、H20、H22、H21、H5、H13、H29、H25、H19、H12、H18的差異不顯著，與H28、H11、H23、H7、H17的差異顯著，與其余材料的差異均達極顯著水平。

2.2? ?簡易抗寒方程建立

對15 ℃下的發(fā)芽率，18 ℃下的發(fā)芽勢及18 ℃下的發(fā)芽率，21 ℃下的發(fā)芽勢和抗寒隸屬函數(shù)均值進行逐步回歸分析，得到抗寒性與抗寒指標間的關(guān)系，其抗寒方程為：Y=-55.303 64+0.333 59X1+0.249 61X2+0.589 22X3+0.389 81X4。其中X1為15 ℃下的發(fā)芽率，X2為18 ℃下的發(fā)芽勢，X3為18 ℃下的發(fā)芽率，X4為21 ℃下的發(fā)芽勢。

為達到快速鑒定抗寒性，測定18 ℃下的發(fā)芽參數(shù)，通過抗寒方程間接反映辣椒品種間抗寒隸屬函數(shù)均值，可鑒定材料抗寒性強弱。簡化方程為Y=-47.88+0.513 4X2+0.972 2X3。

2.3? ?簡易抗寒方程篩選結(jié)果

對供試材料18 ℃下的發(fā)芽率、發(fā)芽勢進行測定，代入簡易方程計算抗寒力大小，計算Y值。從分析結(jié)果（表3）可以看出，在30份辣椒材料中，Y≥80的共有15份，根據(jù)Y值大小依次為H24、H6、H29、H20、H25、H21、H30、H14、H15、H13、H26、H17、H23、H18和H7。

抗寒方程計算結(jié)果與坐果率調(diào)查結(jié)果重合率達75%，意味著利用抗寒方程篩選耐低溫辣椒材料篩選率達75%。重合的辣椒材料為H24、H6、H29、H20、H25、H21、H14、H15、H13、H17、H18、H7。根據(jù)抗寒方程計算，Y≥80時，為耐寒材料。

3? ?小結(jié)與討論

通過低溫脅迫后測定辣椒發(fā)芽率、發(fā)芽勢，分析供試材料的抗寒性，通過越冬栽培調(diào)查辣椒的坐果率，分析其耐低溫能力。結(jié)果顯示，坐果率在90%以上辣椒材料有16份，在整個越冬過程中表現(xiàn)正常，屬耐低溫強的辣椒。其中2019C222、2019C223坐果率均為90%，2019C224、2019C226、2018A15、2019C181坐果率均在85%以上，2018A67、2019C177、2019C227、2018A3、2018A18、2019C187、2019C183、2019C245的坐果率均在82%以上，2019C263、2019C225坐果率均為80%。根據(jù)抗寒方程計算，Y值在80以上的材料有15份，分別為2019C222、2019C223、2018A3、2018A15、2018A18、2018A67、2019C179、2019C224、 2019C226、 2019C227、 2019C246、2019C263、 2019C194、 2019C245、2019C225?？购匠逃嬎憬Y(jié)果與坐果率調(diào)查結(jié)果重合的材料有2019C222、 2019C223、 2018A3、 2018A15、 2018A18、 2018A67、 2019C224、2019C226、 2019C227、 2019C263、2019C245、2019C225。根據(jù)抗寒方程計算，Y≥80時，為耐寒材料。

由于辣椒本身是一種喜溫的蔬菜作物，進行耐低溫相關(guān)研究本身存在一定的局限性。在生產(chǎn)上，耐低溫直觀表現(xiàn)為果實產(chǎn)量及商品性，越冬季栽培模式下產(chǎn)量高、商品性好，表明該品種的耐低溫性好。對于種質(zhì)資源篩選來說，進行全生育期栽培測定費時費力。本研究將低溫脅迫下種質(zhì)發(fā)芽特性為指標測定耐低溫性，篩選率達75%，表明該方法適用于快速、大量篩選耐低溫辣椒種質(zhì)資源。

參考文獻：

[1] 鄒學校.? 辣椒育種學[M].? 北京：科學出版社，2009.

[2] 劉克祿，陳衛(wèi)國，田? ?斌，等.? 氮磷鉀配施對制種辣椒種子產(chǎn)量和質(zhì)量的影響[J].? 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2015（10）：10-12.

[3] 劉克祿，陳衛(wèi)國，田? ?斌，等.? 種植密度對甘科5號辣椒雜交制種產(chǎn)量和質(zhì)量的影響[J].? 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2016（8）：20-22.

[4] 王立浩，馬艷青，張寶璽.? 我國辣椒品種市場需求與育種趨勢[J].? 中國蔬菜，2019（8）：1-4.

[5] 王立浩，劉? ?偉，張寶璽.? 我國辣椒種業(yè)科技發(fā)展現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及其思考[J].? 辣椒雜志，2016（3）：1-6.

[6] 張? ?茹，魏兵強，陳靈芝，等.? 低溫脅迫對辣椒種子發(fā)芽及苗期6個生理指標的影響[J].? 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2017（12）：26-31.

（本文責編：陳? ? 偉）