辣椒對(duì)高溫高度敏感[1-3],當(dāng)前針對(duì)高溫脅迫的農(nóng)藝調(diào)控措施主要包括遮陰降溫、水分管理和品種選育。相比較而言,外源化學(xué)調(diào)控技術(shù)具有成本低、易操作、起效快等優(yōu)勢,其中植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)植物內(nèi)源激素網(wǎng)絡(luò)具有精準(zhǔn)調(diào)控潛力,因此成為近年研究熱點(diǎn)。鑒于此,以辣椒幼苗為材料,通過人工氣候室模擬高溫脅迫環(huán)境,系統(tǒng)評(píng)價(jià)了 GA3,BR,SA,MeJA, PP333 五類植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)其形態(tài)建成、光合特性、抗氧化系統(tǒng)、滲透調(diào)節(jié)及氮代謝的調(diào)控效應(yīng)。
1材料與方法
1.1材料與設(shè)計(jì)參試?yán)苯菲贩N為隴椒10號(hào),在溫室中常規(guī)培養(yǎng)至三葉一心,備用。試驗(yàn)處理見表1,噴施調(diào)節(jié)劑 24h 后,將幼苗移入智能人工氣候箱(RXZ-500D),設(shè)置晝/夜溫 38°C/30°C ,光強(qiáng)800μmol/m2 s(LED光源),光周期 16h/8h ,相對(duì)濕度 70% ,持續(xù)脅迫 14d 。
亮藍(lán)G-250法測定。硝酸還原酶(NR)采用離體法測定。谷氨酰胺合成酶(GS)采用羥胺比色法測定。谷氨酸合成酶(GOGAT)采用NADH氧化法測定。天冬酰胺合成酶(AS)采用偶聯(lián)反應(yīng)法測定。
2結(jié)果與分析
2.1外源生長調(diào)節(jié)劑對(duì)高溫脅迫下辣椒幼苗形態(tài)指標(biāo)的影響通過對(duì)表2中不同植物生長調(diào)節(jié)劑處理下幼苗形態(tài)指標(biāo)的對(duì)比分析,可以明確 GA3(100mg/L) 表現(xiàn)最為優(yōu)異,幼苗莖粗、根長、鮮重和干重均位列首位,分別較CK增加 32.4%.44.7%.51.7% 和 72.2% 。這種全面優(yōu)勢表明 GA3 在促進(jìn)細(xì)胞伸長(株高)、維管束發(fā)育(莖粗)、根系擴(kuò)展(根長)及干物質(zhì)積累方面具有顯著協(xié)同效應(yīng)。
2.2外源生長調(diào)節(jié)劑對(duì)高溫脅迫下辣椒幼苗光合特性的影響通過對(duì)表3中不同植物生長調(diào)節(jié)劑處理下幼苗光合參數(shù)的對(duì)比分析, GA3(100mg/L) 展現(xiàn)出顯著的光合性能優(yōu)勢。該處理幼苗的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度與蒸騰速率較CK均有所提升,而胞間 CO2 濃度顯著低于CK。葉綠素含量較CK增加 40.9% ,且顯著優(yōu)于BR 0.1mg/L 和MeJA 20μmol/L ,說明 GA3 能有效維持光系統(tǒng)色素穩(wěn)定性,減少高溫引起的葉綠體降解。
2.3外源生長調(diào)節(jié)劑對(duì)高溫脅迫下辣椒幼苗緩解氧化損傷的影響通過對(duì)表4中不同植物生長調(diào)節(jié)劑處理下幼苗抗氧化系統(tǒng)指標(biāo)的對(duì)比分析, GA3 ( 100mg/L )在高溫脅迫下展現(xiàn)出最全面的抗氧化保護(hù)能力。該處理的SOD較CK提升 67.4% ,顯著高于其他處理。同時(shí), GA3100mg/L 處理的POD 活性和CAT活性分別較CK提高 82.3% 和 92.9% ,其MDA含量較CK下降 62.4% ,且為所有處理中最低值,說明該處理能最大程度減輕高溫引發(fā)的膜脂過氧化損傷。
2.4外源生長調(diào)節(jié)劑對(duì)高溫脅迫下辣椒幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響通過對(duì)表5中不同植物生長調(diào)節(jié)劑處理下幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的對(duì)比分析,GA3(100mg/L) 表現(xiàn)出最顯著的滲透調(diào)節(jié)能力提升作用。該處理的脯氨酸含量較CK提升 106.5% ,顯著高于其他處理。同時(shí), GA3100mg/L 處理的可溶性糖和可溶性蛋白含量分別較CK提高 122.8% 和110.8% ,有效防止了高溫導(dǎo)致的細(xì)胞脫水與酶系統(tǒng)失活。
2.5外源生長調(diào)節(jié)劑對(duì)高溫脅迫下辣椒幼苗氮代謝關(guān)鍵酶的影響通過對(duì)表6中不同植物生長調(diào)節(jié)劑處理下幼苗氮代謝關(guān)鍵酶活性的對(duì)比分析, GA3 ( 100mg/L )對(duì)氮代謝系統(tǒng)的激活效果最為全面且顯著。該處理的硝酸還原酶(NR)活性較CK提升
58.2% ,顯著高于其他處理。同時(shí), GA3100mg/L 的GS 和GOGAT活性分別較CK提高 98.8% 和 86.2% ,其AS活性較CK提升 77.7% ,為所有處理中最高值,說明該處理能顯著增強(qiáng)銨態(tài)氮的同化效率及酰胺類物質(zhì)的合成能力。
2.6隸屬函數(shù)綜合分析從表7可以看出, GA3 100mg/L 綜合評(píng)價(jià)值最高(0.998),在辣椒幼苗的形態(tài)建成、光合效率、抗氧化系統(tǒng)、滲透調(diào)節(jié)及氮代謝中均表現(xiàn)最優(yōu),顯著提升幼苗高溫抗性。
3小結(jié)與討論
從試驗(yàn)結(jié)果可以看出,外源調(diào)節(jié)劑能夠有效緩解辣椒幼苗高溫?fù)p傷,但其效果高度依賴于調(diào)節(jié)劑的種類和濃度。 GA3(100mg/L) 在形態(tài)、光合及氮代謝指標(biāo)上均表現(xiàn)優(yōu)異,其促進(jìn)株高和莖粗的效應(yīng)與赤霉素通過增強(qiáng)細(xì)胞伸長和分裂的經(jīng)典機(jī)制一致[9]。此外, GA3 顯著提升了葉片SPAD值和凈光合速率,優(yōu)化了光能利用效率[。值得注意的是, GA3 對(duì)氮代謝的全面激活表明其通過促進(jìn)硝酸鹽還原和氨同化,為蛋白質(zhì)合成提供了充足的底物,這與在番茄中的研究結(jié)論一致[]?;陔`屬函數(shù)分析(表7), GA3 ( 100mg/L )是緩解辣椒幼苗高溫脅迫的理想選擇。
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