外源BR處理對(duì)堿性鹽脅迫下辣椒生長(zhǎng)的影響

趙愷 辛文春 何冰紓

摘要?為探究外源油菜素內(nèi)酯（ Brassinolide， BR）對(duì)辣椒耐鹽性的影響，以“湘研15號(hào)”辣椒為試材進(jìn)行田間模擬試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)21 d堿性鹽脅迫后，分析外源BR對(duì)辣椒幼苗植株生長(zhǎng)情況、抗氧化酶活性、丙二醛等抗逆性相關(guān)生理指標(biāo)的影響。結(jié)果表明， BR可促進(jìn)鹽脅迫下辣椒幼苗植株增長(zhǎng)、提高植株干重，中濃度（0.25～0.50 mg/L）效果最為明顯;鹽脅迫下SOD活性增加39.82 %，BR為1.00 mg/L時(shí)SOD活性最大;鹽脅迫下POD活性增加13.80 %，BR為0.50 mg/L時(shí)POD活性最大;鹽脅迫下葉片CAT活性增加53.27 %，BR為0.50 mg/L時(shí)CAT 活性最大;鹽脅迫下MDA 含量提高61.34 %，BR為0.50 mg/L時(shí)MDA含量最低。由此可知，在NaHCO3鹽脅迫時(shí)外源噴施 BR溶液可顯著減輕脅迫所帶來(lái)的傷害，提高苗木的抗鹽性，其中以噴施0.50 mg/L緩解效應(yīng)最為顯著。

關(guān)鍵詞?油菜素內(nèi)酯;鹽脅迫;辣椒

中圖分類號(hào)?S641.3?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼?A

文章編號(hào)?0517-6611（2020）14-0029-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.14.009

Abstract?To explore the effect of exogenous brassinolide（ BR） on salt tolerance of pepper，“Xiangyan15” was used as material for the experiment， and the materials were subjected to alkaline salt stress for 21 days.The growth of pepper， the activity of antioxidant enzymes and the changes of physiological indexes which related to stress resistance were investigated after spraying different concentrations of BR.The results showed that BR could promote the growth of plant height and dry weights accumulation of pepper seedlings under salt stress， and there were significant differences among the treatments， especially at 0.25-0.50 mg/L，the activities of SOD，POD and CAT in leaves were increased.SOD activity of leaves increased by 39.82% under salt stress，when BR was 1.00 mg/L，SOD activity was the highest;POD activity increased by 13.80% under salt stress，POD activity was the highest when BR was?0.50 mg/L;CAT activity increased by 53.27% under salt stress，when BR was 0.50 mg/L，CAT activity was the highest， and the MDA content was significantly increased by 61.34% under salt stress， and the lowest at BR was 0.50 mg/L，which was significantly different from other treatments.Based on the physiological indexes，it could be concluded that spraying extraneous BR could significantly relieve the salt injury and improve salt tolerance.Moreover， spraying extraneous BR of 0.50 mg/L had the best alleviation effect.

Key words?Brassinolactone;Salt stress;Pepper

土壤鹽堿化是制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一個(gè)重大災(zāi)害，不但能夠破壞農(nóng)林生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境，還危害作物的生長(zhǎng)環(huán)境，而且阻礙農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)進(jìn)程[1]。 鹽脅迫下植物會(huì)受離子毒害，大量產(chǎn)生有毒自由基，膜脂過(guò)氧化程度加重，蛋白質(zhì)降解，DNA鏈被破壞，導(dǎo)致植物生長(zhǎng)發(fā)育受阻[2]。鹽脅迫之所以能夠影響植物生長(zhǎng)體現(xiàn)在土壤鹽分過(guò)多能造成土壤滲透勢(shì)的下降，使植物吸水困難，容易形成生理性缺水;高水平下的鹽溶液可吸收細(xì)胞膜上的離子，致使細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)破壞，造成有機(jī)質(zhì)外滲;鹽脅迫抑制植物蛋白質(zhì)合成進(jìn)程，加快細(xì)胞內(nèi)已合成儲(chǔ)存蛋白質(zhì)的分解[3]。 植物體為適應(yīng)鹽脅迫會(huì)產(chǎn)生一系列生理變化，如生成滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)等來(lái)降低水勢(shì)增加耐鹽性[4-5]。鹽脅迫能加速細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性，使膜質(zhì)過(guò)氧化程度加速并生成丙二醛（ MDA），因此MDA的含量是衡量細(xì)胞膜損傷情況的標(biāo)準(zhǔn)之一[6]。超氧化物歧化酶（ SOD）和過(guò)氧化物酶（ POD）是植物體內(nèi)具有清除活性氧自由基、保護(hù)細(xì)胞膜功能的抗氧化酶， 被作為植物抗逆性的指標(biāo)[7]。油菜素內(nèi)酯（brassinolide，BR），也被稱為蕓苔素內(nèi)酯，廣泛存在于植物界中，具有高效、廣譜、無(wú)毒等特點(diǎn)，被列為第六大類植物內(nèi)源激素[8]，在促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)和分裂、誘導(dǎo)種子萌發(fā)、調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和抗衰老等方面具有調(diào)節(jié)作用。研究表明，BR能影響植物在逆境下的緩沖能力從而增強(qiáng)植物的抗逆性，如BR增強(qiáng)作物根系吸水性能[9]，穩(wěn)定膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能，調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)生理環(huán)境[10-11]，維持較高的能量代謝[12]，促進(jìn)正常的生理生化代謝。

松原市地處吉林省西部，經(jīng)濟(jì)總量位居吉林省第三位，農(nóng)業(yè)現(xiàn)為該市的支柱產(chǎn)業(yè)。全市鹽堿地面積約為300 000 km2，占耕地的40 %左右，且鹽堿化程度較高。筆者以辣椒?（Capsicum annuum?L.）為研究材料，研究BR對(duì)堿性鹽脅迫下辣椒幼苗生長(zhǎng)發(fā)育的保護(hù)作用，以期為松原市蔬菜生產(chǎn)和抵御逆境條件提供理論依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?試驗(yàn)材料?供試?yán)苯菲贩N為當(dāng)?shù)刂髟云贩N“湘研15號(hào)”辣椒，2019年4月選取粒大飽滿、種胚結(jié)構(gòu)完整的種子為試驗(yàn)材料，種子經(jīng)催芽處理后移栽至田間，4葉1心時(shí)選取長(zhǎng)勢(shì)良好、無(wú)病蟲(chóng)害的植株帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行脅迫處理。蕓苔素內(nèi)酯（BR，油菜素內(nèi)酯）購(gòu)自于杭州木木生物有限公司，使用前用75%乙溶解并配成100 mg/L母液備用。試劑Na HCO3（AR）購(gòu)于致遠(yuǎn)精細(xì)化工。植物生理試劑盒均購(gòu)于南京建成生物工程研究所。

1.2?試驗(yàn)設(shè)計(jì)?選擇NaHCO3為脅迫劑，根據(jù)預(yù)備試驗(yàn)結(jié)果將脅迫濃度設(shè)置為60 mmol/L，對(duì)應(yīng)pH為8.35。脅迫處理參照李玉梅等[13]的方法進(jìn)行。脅迫處理于16：00—17：00進(jìn)行，采用多次施鹽進(jìn)行施入，每盆澆灌50 mL，共配制200 mL分4次均勻澆灌。設(shè)置5個(gè)不同濃度梯度的 BR（0、0.01、0.25、0.50、1.00、2.00 mg/L）處理，以清水作為CK，進(jìn)行鹽脅迫下外源 BR處理對(duì)幼苗生長(zhǎng)的影響試驗(yàn)。每處理50盆，幼苗培養(yǎng)24 d進(jìn)行指標(biāo)測(cè)量，重復(fù)3次。

1.3?測(cè)定指標(biāo)與方法

生長(zhǎng)指標(biāo)（植株凈高度、干物質(zhì)重量）參考楊升等[14]的方法測(cè)定，植物生理指標(biāo)SOD、POD、CAT、MDA等按照試劑盒說(shuō)明書(shū)的操作進(jìn)行測(cè)定。

1.4?數(shù)據(jù)分析?所有數(shù)據(jù)輸入Excel 2007并制圖，用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析。

2?結(jié)果與分析

2.1?外源BR處理對(duì)堿性鹽脅迫下幼苗生長(zhǎng)的影響

由圖1可知，鹽脅迫抑制了辣椒植株的生長(zhǎng)，表現(xiàn)為植株凈生長(zhǎng)高度下降且降幅為32.75 %，與非脅迫下達(dá)顯著水平。不同濃度外源BR處理能促進(jìn)脅迫下植株的生長(zhǎng)，且隨著處理濃度的增加表現(xiàn)為先高后低的趨勢(shì)， 但高濃度（2 mg/L）時(shí)則表現(xiàn)為抑制植株生長(zhǎng)。當(dāng)外源 BR濃度為0.25～0.50 mg/L時(shí)促進(jìn)效果最為明顯， 鹽脅迫的傷害大大減輕且植株有一定恢復(fù)，植株高度為3.26 cm，與對(duì)照相比株高下降13.76%，與其他處理差異顯著。

由圖2可知，鹽脅迫抑制了辣椒植株的生長(zhǎng)，植株干物質(zhì)重下降且降幅為61.75 %，與非脅迫達(dá)顯著水平。不同外源BR處理能顯著緩解脅迫的傷害，且隨著處理濃度的增加先高后低。 噴施不同濃度 BR均可不同程度地增加鹽脅迫下辣椒植株的干重，其中 BR濃度為0.25～0.50 mg/L時(shí)對(duì)鹽脅迫的緩解效應(yīng)最明顯， 幼苗干重為7.21 g，與非脅迫下相比植株下降6.67%，與其他濃度處理達(dá)顯著差異水平。

2.2?外源BR處理對(duì)堿性鹽脅迫下抗氧化酶活性的影響?NaHCO3處理下，辣椒抗氧化酶活性顯著增加，而外源添加不同濃度BR后，變化情況也基本一致，SOD、POD、CAT活性均表現(xiàn)為先高后低。由表1可知，堿性鹽脅迫下葉片 SOD活性比CK顯著提高39.82 %，隨著B(niǎo)R濃度的增加，葉片SOD活性先高后低，而當(dāng) BR濃度為1.00～2.00 mg/L時(shí) SOD活性與其他處理差異顯著，其中外源 BR濃度為1.00 mg/L時(shí)葉片 SOD活性最大;鹽脅迫下葉片 POD活性與CK相比增加13.80%，當(dāng)外源BR濃度為0.50 mg/L時(shí) POD活性最大且與其他處理差異顯著，隨著 BR濃度的增加，POD活性雖有提高但處理之間差異未達(dá)差異水平;鹽脅迫下葉片 CAT活性與CK相比顯著增加53.27 %，隨著 BR濃度的增加，葉片 CAT活性先高后低，當(dāng) BR濃度為0.50 mg/L時(shí) CAT活性最高，與其他處理差異顯著。

2.3?外源BR處理對(duì)堿性鹽脅迫下MDA含量的影響

由圖3可知，CK的MDA含量為4.45 nmol/g，當(dāng)對(duì)辣椒進(jìn)行堿性鹽脅迫時(shí)MDA含量顯著提高且增幅達(dá)61.34%;隨著外源BR處理濃度的增加，MDA含量呈先高后低再高的趨勢(shì)，表明外源BR處理能緩解鹽脅迫的傷害;外源BR為0.50 mg/L時(shí)MDA含量最低，因此對(duì)幼苗的恢復(fù)作用也最為明顯，含量為5.68 nmol/g，與非脅迫下相比增加27.64 %，與其他處理差異顯著。因此可以確定外源BR 0.50 mg/L為抵御堿性鹽脅迫的最佳處理濃度。

3?結(jié)論與討論

由于鹽堿脅迫的存在，植物的正常生長(zhǎng)受到限制，減慢組織和器官的分化，生長(zhǎng)發(fā)育停滯[15]。在抑制植物生長(zhǎng)方面主要通過(guò)降低滲透勢(shì)、破壞膜結(jié)構(gòu)及離子毒害等方面，具體體現(xiàn)在植株生長(zhǎng)量下降，膜質(zhì)氧化釋放丙二醛以及活性氧過(guò)量積累等[16]。BR通過(guò)影響植物在逆境下的緩沖能力從而加強(qiáng)自身的逆境忍耐能力，被廣泛地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。劉丹[17]研究表明外源BR能增強(qiáng)甜菜葉片氮素的轉(zhuǎn)運(yùn)和吸收能力，提高光色素含量，并能夠增強(qiáng)葉片的光能利用率;通過(guò)施用BR能減輕細(xì)胞的膜質(zhì)過(guò)氧化程度和MDA含量，提高生長(zhǎng)中后期SOD、CAT活性;與此同時(shí)，還促進(jìn)葉片合成較多的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)葉叢期滲透壓。王秀峰等[18]認(rèn)為葉面噴施 BR溶液能增加辣椒在鹽脅迫下的生長(zhǎng)情況，提高葉綠素水平，降低葉片和根系質(zhì)膜相對(duì)透性和 MDA含量，提高抗氧化酶活性和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來(lái)增強(qiáng)辣椒的抗鹽性。

松原市地處松嫩平原且降水量不高，致使域內(nèi)閑置大面積鹽堿荒地，占耕地面積的40%左右，是世界公認(rèn)的三大蘇打鹽堿地分布之一，基于該試驗(yàn)對(duì)辣椒幼苗進(jìn)行了以 NaHCO3為脅迫劑的堿性鹽脅迫。堿性鹽脅迫不單產(chǎn)生植物滲透、活性氧釋放及離子毒害，還會(huì)使環(huán)境pH上升，所以其危害程度遠(yuǎn)高于鹽脅迫。因此該試驗(yàn)結(jié)果要與上述的研究結(jié)果略有不同。

該試驗(yàn)結(jié)果表明，外源BR為中濃度（0.50 mg/L）時(shí)可促進(jìn)堿性鹽脅迫下辣椒的株高和干物質(zhì)的積累，提高葉片POD、CAT活性，降低MDA含量，而中高濃度外源BR（1.00 mg/L）能提高葉片SOD活性。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可以確定，堿性鹽脅迫下外源噴施 BR溶液可有效緩解辣椒的鹽害，清除活性氧，并降低膜質(zhì)的破壞性，其中以噴施0.50 mg/L緩解程度最為顯著。該研究以辣椒為研究材料，研究BR對(duì)堿性鹽脅迫下辣椒生長(zhǎng)的保護(hù)作用及抗氧化酶活性，以期為松原市蔬菜生產(chǎn)和抵御逆境條件提供理論依據(jù)。

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