辣椒雜交組合的光合作用指標(biāo)比較

姚子巍， 郭紅艷， 胡能兵

(安徽科技學(xué)院 農(nóng)學(xué)院，安徽 鳳陽(yáng) 233100)

辣椒(

Capsicum

annuum

L.)屬茄科(

Solanaceae

)辣椒屬(

Capsicum

)常異花授粉作物，是一種重要的茄果類蔬菜和調(diào)味品。辣椒種類很多，營(yíng)養(yǎng)豐富，含有大量的辣椒素、辣椒紅素、胡蘿卜素、碳水化合物、礦物質(zhì)等，尤其以維生素C含量高居各類蔬菜榜首。我國(guó)是最大的辣椒種植國(guó)家，也是最大的辣椒消費(fèi)國(guó)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)辣椒年種植面積已達(dá)130萬(wàn)hm左右，約占世界辣椒生產(chǎn)面積的15.95%。我國(guó)辣椒單產(chǎn)能達(dá)15 000 kg/hm，干辣椒出口量約為國(guó)際貿(mào)易量的一半，產(chǎn)量居世界第一。由于北方地區(qū)日光溫室內(nèi)越冬生產(chǎn)中受棚內(nèi)光照嚴(yán)重不足，導(dǎo)致辣椒落花落果嚴(yán)重，畸形果多，產(chǎn)量和效益不高。弱光已成為辣椒設(shè)施生產(chǎn)的制約因素，培育耐光品種已成為辣椒育種的主要目標(biāo)之一。

多年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)辣椒光合作用的研究非常重視，光合作用被稱為“地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)”和“生命界最重大的頂極創(chuàng)造之一”，植物生產(chǎn)的95%來自于光合作用。因此，研究作物光合作用，有助于選育出強(qiáng)光合作用的品種，達(dá)到提高農(nóng)作物產(chǎn)量的目的。陳慶華等研究表明光合速率與氣孔導(dǎo)度正相關(guān),與細(xì)胞間隙CO濃度之間負(fù)相關(guān)。鐘平安等研究表明兩種光照條件下辣椒的光合作用與瞬時(shí)水分利用效率不同步。葉英林等研究表明紫色辣椒花青素含量高，對(duì)強(qiáng)光適應(yīng)能力強(qiáng)，有利于篩選節(jié)水型雜交組合。

所以，本研究以HP×9050等15個(gè)辣椒雜交組合為研究材料，探討不同品種在12.5 μmol/(m·s)光照強(qiáng)度下的光合作用指標(biāo)，探明最佳的耐弱光品種，以期為地方辣椒品種高產(chǎn)及種質(zhì)資源的篩選、育種和栽培提供理論基礎(chǔ)。

1 雜交組合與方法

1.1 供試雜交組合

實(shí)驗(yàn)雜交組合共計(jì)15份，由安徽科技學(xué)院農(nóng)學(xué)院辣椒課題組提供，名稱與其對(duì)應(yīng)的編號(hào)見表1。2019年7月22日將辣椒雜交組合的種子播種于穴盤中，2019年9月8日定植于鳳陽(yáng)校區(qū)西區(qū)種植園3號(hào)大棚內(nèi)，正常肥水管理。

表1 辣椒雜交組合名稱

1.2 試驗(yàn)方法

于生長(zhǎng)旺盛期，采集15個(gè)辣椒雜交組生長(zhǎng)良好的主莖分支處葉片，分別置于12.5 μmol/(m·s)光照強(qiáng)度下，用CI340便攜式光合作用測(cè)定系統(tǒng)測(cè)量?jī)艄夂纤俾?、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO濃度，重復(fù)3次并記錄數(shù)據(jù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用DPS軟件處理上述所記錄的數(shù)據(jù)，得到15個(gè)辣椒雜交組合在12.5 μmol/(m·s)光照強(qiáng)度下的各項(xiàng)指標(biāo)平均值及相互顯著水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 辣椒葉片光合速率的比較

凈光合速率是衡量辣椒光合作用的重要指標(biāo)之一。研究測(cè)定了12.5 μmol/(m·s)光照強(qiáng)度下15種辣椒雜交組合的凈光合速率。由表2可知，在光照強(qiáng)度為12.5 μmol/(m·s)，15號(hào)雜交組合的凈光合速率最高，為33.64 μmol/(m·s)，14號(hào)雜交組合的凈光合速率最低，為13.47 μmol/(m·s)。顯著性差異分析得出：15號(hào)雜交組合的凈光合速率極顯著高于其他雜交組合。

表2 相同光照強(qiáng)度下辣椒葉片凈光合速率的比較和葉片胞間CO2濃度的比較

2.2 辣椒葉片胞間CO2濃度的比較

胞間CO濃度是衡量作物的光合作用的重要指標(biāo)之一。本例中分別研究了相同光照強(qiáng)度下15種辣椒雜交組合的胞間CO濃度之間比較，結(jié)果由表2可知，在光照強(qiáng)度為12.5 μmol/(m·s)，15號(hào)雜交組合的胞間CO濃度最高，為105.15 μmol/mol，14號(hào)雜交組合的胞間CO濃度最低，為42.83 μmol/mol。顯著性差異分析得出：15號(hào)雜交組合顯著高于其余雜交組合，且15號(hào)雜交組合和6號(hào)雜交組合與其他雜交組合呈極顯著差異。

2.3 辣椒葉片蒸騰速率的比較

蒸騰速率是指作物在一定時(shí)間內(nèi)單位葉面積蒸騰的水量，也是作物光合作用的重要指標(biāo)之一。本例中分別研究了相同光照強(qiáng)度下15種辣椒雜交組合的蒸騰速率之間比較，結(jié)果由表3可知，在光照強(qiáng)度為12.5 μmol/(m·s)，7號(hào)雜交組合的蒸騰速率最高，為2.47 mmol/(m·s)，1號(hào)雜交組合的蒸騰速率最低，為1.15 mmol/(m·s)。顯著性差異分析得出：其中7號(hào)雜交組合的蒸騰速率極顯著高于其它雜交組合,5號(hào)雜交組合與其它雜交組合有顯著性差異，與9、10號(hào)以外的雜交組合有極顯著性差異。

表3 相同光照強(qiáng)度下辣椒葉片蒸騰速率的比較

2.4 辣椒葉片氣孔導(dǎo)度的比較

氣孔導(dǎo)度是影響作物光合作用的主要因素。本例中分別研究了相同光照強(qiáng)度下15種辣椒雜交組合的氣孔導(dǎo)度之間比較，由表4可知，在光照強(qiáng)度為12.5 μmol/(m·s)，15號(hào)雜交組合的氣孔導(dǎo)度最高，為812.43 mmol/(m·s)，14號(hào)雜交組合的氣孔導(dǎo)度最低，為125.87 mmol/(m·s)。顯著性差異分析得出：15、6號(hào)雜交組合氣孔導(dǎo)度有顯著差異，且極顯著高于其余雜交組合。

表4 相同光照強(qiáng)度下辣椒葉片氣孔導(dǎo)度的比較

2.5 最佳組合篩選

凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和胞間CO濃度都是衡量光合作用的重要指標(biāo)。且蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和胞間CO濃度與凈光合速率呈正相關(guān)。由表2～4可知，15號(hào)雜交組合具有較強(qiáng)的耐弱光能力，而且在合適的環(huán)境條件下能夠充分、有效地利用光能、可以作為選育耐弱光品種的雜交組合。

3 結(jié)論與討論

辣椒作為我國(guó)主要的茄果蔬菜作物，高產(chǎn)是其主要育種目標(biāo)之一。光合作用是綠色植物物質(zhì)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，植物葉片光合性能與其生產(chǎn)能力呈正相關(guān)。光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率和胞間CO濃度是衡量光合作用的重要指標(biāo)。

凈光合速率是指植物光合作用積累的有機(jī)物，提高凈光合速率有助于實(shí)現(xiàn)辣椒高產(chǎn)育種目標(biāo)。前人相關(guān)的機(jī)理和實(shí)踐研究中，鄒學(xué)校等研究了配合力與凈光合速率的相關(guān)性，結(jié)果表明不同時(shí)期凈光合速率配合力都與單株產(chǎn)量配合力呈正相關(guān)。蓬桂華等研究了4個(gè)辣椒品種的光合日變化，結(jié)果表明氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、葉片溫度和光合有效輻射與凈光合速率呈極顯著正相關(guān)。陳根云等的研究表明，凈光合速率與胞間CO濃度呈正相關(guān)。辣椒蒸騰作用的速率與植株生長(zhǎng)過程中溫度、光照、濕度、風(fēng)速等環(huán)境密切相關(guān)，前人研究表明，氣孔導(dǎo)度對(duì)植株蒸騰有著直接影響在不同光照強(qiáng)度處理下，辣椒葉片的氣孔導(dǎo)度與蒸騰速率呈正相關(guān)。本試驗(yàn)中，15號(hào)雜交組合的凈光合速率顯著高于其他雜交組合，為33.64 μmol/(m·s)，胞間CO濃度顯著高于其他雜交組合，為105.15 μmol/mol，且其氣孔導(dǎo)度顯著高于其它雜交組合，為為812.43 mmol/(m·s)。由此得出15號(hào)雜交組合不僅具有較強(qiáng)的耐弱光能力，而且在合適的環(huán)境條件下能夠充分、有效地利用光能?？梢宰鳛檫x育耐弱光品種的雜交組合。

綜上所述，探明最佳的耐弱光品種，為地方辣椒品種高產(chǎn)及種質(zhì)資源的篩選、育種和栽培提供理論基礎(chǔ)，不僅要考慮凈光合速率、還要顧及蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO濃度等以及其他光合性狀等方面的影響。