外源BR處理對堿性鹽脅迫下辣椒生長的影響

趙愷 辛文春 何冰紓

摘要?為探究外源油菜素內酯（ Brassinolide， BR）對辣椒耐鹽性的影響，以“湘研15號”辣椒為試材進行田間模擬試驗，經過21 d堿性鹽脅迫后，分析外源BR對辣椒幼苗植株生長情況、抗氧化酶活性、丙二醛等抗逆性相關生理指標的影響。結果表明， BR可促進鹽脅迫下辣椒幼苗植株增長、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SOD活性最大;鹽脅迫下POD活性增加13.80 %，BR為0.50 mg/L時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CAT 活性最大;鹽脅迫下MDA 含量提高61.34 %，BR為0.50 mg/L時MDA含量最低。由此可知，在NaHCO3鹽脅迫時外源噴施 BR溶液可顯著減輕脅迫所帶來的傷害，提高苗木的抗鹽性，其中以噴施0.50 mg/L緩解效應最為顯著。

關鍵詞?油菜素內酯;鹽脅迫;辣椒

中圖分類號?S641.3?文獻標識碼?A

文章編號?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業生產的一個重大災害，不但能夠破壞農林生產和生態環境，還危害作物的生長環境，而且阻礙農業現代化生產進程[1]。 鹽脅迫下植物會受離子毒害，大量產生有毒自由基，膜脂過氧化程度加重，蛋白質降解，DNA鏈被破壞，導致植物生長發育受阻[2]。鹽脅迫之所以能夠影響植物生長體現在土壤鹽分過多能造成土壤滲透勢的下降，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胞膜上的離子，致使細胞膜結構破壞，造成有機質外滲;鹽脅迫抑制植物蛋白質合成進程，加快細胞內已合成儲存蛋白質的分解[3]。 植物體為適應鹽脅迫會產生一系列生理變化，如生成滲透調節物質等來降低水勢增加耐鹽性[4-5]。鹽脅迫能加速細胞膜的選擇透過性，使膜質過氧化程度加速并生成丙二醛（ MDA），因此MDA的含量是衡量細胞膜損傷情況的標準之一[6]。超氧化物歧化酶（ SOD）和過氧化物酶（ POD）是植物體內具有清除活性氧自由基、保護細胞膜功能的抗氧化酶， 被作為植物抗逆性的指標[7]。油菜素內酯（brassinolide，BR），也被稱為蕓苔素內酯，廣泛存在于植物界中，具有高效、廣譜、無毒等特點，被列為第六大類植物內源激素[8]，在促進細胞伸長和分裂、誘導種子萌發、調節營養生長和抗衰老等方面具有調節作用。研究表明，BR能影響植物在逆境下的緩沖能力從而增強植物的抗逆性，如BR增強作物根系吸水性能[9]，穩定膜系統的結構功能，調節細胞內生理環境[10-11]，維持較高的能量代謝[12]，促進正常的生理生化代謝。

松原市地處吉林省西部，經濟總量位居吉林省第三位，農業現為該市的支柱產業。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對堿性鹽脅迫下辣椒幼苗生長發育的保護作用，以期為松原市蔬菜生產和抵御逆境條件提供理論依據。

1?材料與方法

1.1?試驗材料?供試辣椒品種為當地主栽品種“湘研15號”辣椒，2019年4月選取粒大飽滿、種胚結構完整的種子為試驗材料，種子經催芽處理后移栽至田間，4葉1心時選取長勢良好、無病蟲害的植株帶回實驗室進行脅迫處理。蕓苔素內酯（BR，油菜素內酯）購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）購于致遠精細化工。植物生理試劑盒均購于南京建成生物工程研究所。

1.2?試驗設計?選擇NaHCO3為脅迫劑，根據預備試驗結果將脅迫濃度設置為60 mmol/L，對應pH為8.35。脅迫處理參照李玉梅等[13]的方法進行。脅迫處理于16：00—17：00進行，采用多次施鹽進行施入，每盆澆灌50 mL，共配制200 mL分4次均勻澆灌。設置5個不同濃度梯度的 BR（0、0.01、0.25、0.50、1.00、2.00 mg/L）處理，以清水作為CK，進行鹽脅迫下外源 BR處理對幼苗生長的影響試驗。每處理50盆，幼苗培養24 d進行指標測量，重復3次。

1.3?測定指標與方法

生長指標（植株凈高度、干物質重量）參考楊升等[14]的方法測定，植物生理指標SOD、POD、CAT、MDA等按照試劑盒說明書的操作進行測定。

1.4?數據分析?所有數據輸入Excel 2007并制圖，用SPSS 17.0統計軟件對試驗數據進行差異顯著性分析。

2?結果與分析

2.1?外源BR處理對堿性鹽脅迫下幼苗生長的影響

由圖1可知，鹽脅迫抑制了辣椒植株的生長，表現為植株凈生長高度下降且降幅為32.75 %，與非脅迫下達顯著水平。不同濃度外源BR處理能促進脅迫下植株的生長，且隨著處理濃度的增加表現為先高后低的趨勢， 但高濃度（2 mg/L）時則表現為抑制植株生長。當外源 BR濃度為0.25～0.50 mg/L時促進效果最為明顯， 鹽脅迫的傷害大大減輕且植株有一定恢復，植株高度為3.26 cm，與對照相比株高下降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，植株干物質重下降且降幅為61.75 %，與非脅迫達顯著水平。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時對鹽脅迫的緩解效應最明顯， 幼苗干重為7.21 g，與非脅迫下相比植株下降6.67%，與其他濃度處理達顯著差異水平。

2.2?外源BR處理對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BR濃度的增加，葉片SOD活性先高后低，而當 BR濃度為1.00～2.00 mg/L時 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%，當外源BR濃度為0.50 mg/L時 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 BR濃度為0.50 mg/L時 CAT活性最高，與其他處理差異顯著。

2.3?外源BR處理對堿性鹽脅迫下MDA含量的影響

由圖3可知，CK的MDA含量為4.45 nmol/g，當對辣椒進行堿性鹽脅迫時MDA含量顯著提高且增幅達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，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MDA含量最低，因此對幼苗的恢復作用也最為明顯，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?結論與討論

由于鹽堿脅迫的存在，植物的正常生長受到限制，減慢組織和器官的分化，生長發育停滯[15]。在抑制植物生長方面主要通過降低滲透勢、破壞膜結構及離子毒害等方面，具體體現在植株生長量下降，膜質氧化釋放丙二醛以及活性氧過量積累等[16]。BR通過影響植物在逆境下的緩沖能力從而加強自身的逆境忍耐能力，被廣泛地應用于農業生產中。劉丹[17]研究表明外源BR能增強甜菜葉片氮素的轉運和吸收能力，提高光色素含量，并能夠增強葉片的光能利用率;通過施用BR能減輕細胞的膜質過氧化程度和MDA含量，提高生長中后期SOD、CAT活性;與此同時，還促進葉片合成較多的滲透調節物質來調節葉叢期滲透壓。王秀峰等[18]認為葉面噴施 BR溶液能增加辣椒在鹽脅迫下的生長情況，提高葉綠素水平，降低葉片和根系質膜相對透性和 MDA含量，提高抗氧化酶活性和滲透調節物質來增強辣椒的抗鹽性。

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

該試驗結果表明，外源BR為中濃度（0.50 mg/L）時可促進堿性鹽脅迫下辣椒的株高和干物質的積累，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。根據試驗結果可以確定，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對堿性鹽脅迫下辣椒生長的保護作用及抗氧化酶活性，以期為松原市蔬菜生產和抵御逆境條件提供理論依據。

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