水分脅迫對辣椒幼苗生長發育的影響

侯 杰 徐珊珊 劉紅霞 拉巴普赤 鄭德春

（吉林市農業科學院，吉林 吉林 132101）

0 引言

辣椒（Capsicum annuumLinn.）系茄科辣椒屬、能結辣味或甜味漿果、一年生或多年生草本植物，別名番椒、海椒、秦椒、辣茄等，在我國各地普遍栽培。據統計，我國辣椒年種植面積僅次于大白菜，居第二位，是我國產值最大的蔬菜作物，在保證蔬菜周年均衡供應中發揮重要作用［1］。辣椒根系分布淺，根系細且弱，呈木栓化狀態，極易受水分脅迫影響［2-3］。水分脅迫會影響植物的生長發育，導致植株水分代謝失調、物質代謝紊亂、光合作用和呼吸作用等受到嚴重影響，還會導致其產量與品質下降［4-5］。因此，筆者對辣椒幼苗進行水分脅迫處理，研究土壤相對含水量對辣椒幼苗形態指標及生理指標的影響，以期為辣椒栽培及抗旱育種研究提供更多的理論依據。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為宇椒2號特大甜椒，種子由吉林市農業科學院提供。

1.2 試驗方法

試驗于吉林市農業科學院日光溫室中進行，辣椒種子處理后播種，待其長至5葉1心時，挑選長勢整齊一致的辣椒幼苗定植于直徑15 cm、高20 cm的塑料盆中，育苗基質為壤土、草炭、蛭石按體積比2∶1∶1配制而成；辣椒定植緩苗7 d后，開始對植株進行水分脅迫處理，根據土壤相對含水量設5個處理，分別為CK（80%）、T1（70%）、T2（60%）、T3（50%）、T4（40%），每個處理3次重復，每個重復10株。

采用盆栽稱重法測定土壤相對含水量，土壤相對含水量計算公式為

式（1）（2）中：W1表示盆質量，W2表示土壤鮮質量，W3表示土壤干質量，CS表示土壤含水量，RWC表示土壤相對含水量，A表示田間持水量。

1.3 測量指標及方法

1.3.1 形態指標。分別在水分脅迫處理第10天、第20天、第30天進行辣椒幼苗形態指標（株高、莖直徑）的測定。每個處理隨機選取5株，植株的株高、莖直徑分別用直尺、游標卡尺進行測量。

1.3.2 生理指標。在水分脅迫處理第30天進行辣椒幼苗生理指標（可溶性糖含量、游離脯氨酸含量、葉綠素含量、丙二醛含量）的測定。每個處理隨機選取5株，可溶性糖含量采用蒽酮法測定［6］，游離脯氨酸含量采用酸性茚三酮顯色法測定［7］，葉綠素含量采用乙醇-丙酮浸提法測定［8］，丙二醛含量采用丙酮法測定［8］，可溶性蛋白含量由考馬斯亮藍G-250染色法測定［8］，POD酶活性采用愈創木酚法測定［8］。

1.4 數據處理

采用Microsoft Excel和DPS軟件進行數據處理和統計分析。

2 試驗結果與分析

2.1 水分脅迫對辣椒幼苗形態指標的影響

2.1.1 水分脅迫對辣椒幼苗株高的影響。由圖1可知，隨著水分脅迫時間的延長，辣椒幼苗的株高也逐漸增加，但土壤相對含水量越小，辣椒幼苗株高的增長幅度就越小。水分脅迫處理第30天時，對照（CK）處理下辣椒幼苗株高最高，為48 cm；T4處理下辣椒幼苗株高最低，為24 cm。試驗結果表明，水分脅迫影響辣椒幼苗的生長，抑制辣椒幼苗株高的增加。

圖1 水分脅迫對辣椒幼苗株高的影響

2.1.2 水分脅迫對辣椒幼苗莖直徑的影響。由表1可知，隨著水分脅迫處理天數的延長，除T3處理外，辣椒幼苗的莖直徑隨之增加。在水分脅迫處理第30天時，對照（CK）處理下，辣椒幼苗莖直徑最大，為0.440 cm；T4處理下，辣椒幼苗莖直徑最小，為0.209 cm。試驗結果表明，水分脅迫抑制辣椒幼苗莖直徑的增長。

表1 水分脅迫對辣椒幼苗莖直徑的影響 cm

2.2 水分脅迫對辣椒幼苗生理指標的影響

2.2.1 水分脅迫對辣椒幼苗可溶性糖含量的影響。由圖2可知，隨著水分脅迫程度的加劇，辣椒幼苗可溶性糖含量呈上升趨勢。在5個處理水平下，對照（CK）處理下辣椒幼苗可溶性糖含量最低，為10.6 mg/g FW；T4（土壤相對含水量40%）處理下辣椒幼苗可溶性糖含量最高，為19.0 mg/g FW，是對照（CK）的1.792倍。說明水分脅迫處理下，可溶性糖含量的積累對辣椒幼苗來說是一種有效的保護劑，增加可溶性糖含量可提高辣椒幼苗對水分脅迫環境的適應性。

圖2 水分脅迫對辣椒幼苗可溶性糖含量的影響

2.2.2 水分脅迫對辣椒幼苗游離脯氨酸含量的影響。脯氨酸既是植物受到水分脅迫時的一種保護物質，也能用來鑒別植物受到水分脅迫的影響程度。由圖3可知，土壤相對含水量越小，辣椒幼苗中游離脯氨酸含量越高。5個處理水平下，對照（CK）處理下辣椒幼苗游離脯氨酸含量最低，為0.79 mg/g FW；T4（土壤相對含水量40%）處理下辣椒幼苗游離脯氨酸含量最高，為1.69 mg/g FW。這說明植株遭受水分脅迫時，脯氨酸的積累可提高辣椒幼苗對水分脅迫環境的適應性。植物體中的游離脯氨酸含量與其抗旱性有一定的相關性，游離脯氨酸含量增加有利于增強植株抗旱性。

圖3 水分脅迫對辣椒幼苗游離脯氨酸含量的影響

2.2.3 水分脅迫對辣椒幼苗葉綠素含量的影響。葉綠素在植物光合作用中具有重要的作用，其含量與植物的光合強度聯系密切。由圖4可知，隨著水分脅迫程度的加劇，辣椒幼苗葉片內葉綠素含量越來越少。T1（土壤相對含水量70%）處理下，辣椒幼苗葉片中的葉綠素含量與對照（CK）相比差異較小；T4（土壤相對含水量40%）處理下，辣椒幼苗葉片中的葉綠素a和葉綠素b含量與對照（CK）相比差異較大，葉綠素a和葉綠素b含量分別下降了52.95%、54.38%。這表明水分脅迫降低了辣椒幼苗葉片中的葉綠素含量，從而影響植株的光合作用，阻礙辣椒幼苗生長。

圖4 水分脅迫對辣椒幼苗葉綠素含量的影響

2.2.4 水分脅迫對辣椒幼苗丙二醛含量的影響。植物組織在逆境脅迫下會受到不同程度的破壞，丙二醛含量會逐漸上升，可通過測定植物丙二醛含量判斷植物抗性的強弱。由圖5可知，隨著水分脅迫程度的加劇，辣椒幼苗中丙二醛含量不斷增加。對照（CK）處理下辣椒幼苗丙二醛含量最低，為40 μmol/g；T4（土壤相對含水量40%）處理下辣椒幼苗丙二醛含量最高，為109 μmol/g。試驗結果表明，水分脅迫會導致辣椒幼苗丙二醛含量增加。

圖5 水分脅迫對辣椒幼苗丙二醛含量的影響

2.2.5 水分脅迫對辣椒幼苗可溶性蛋白含量的影響。由圖6可知，隨著水分脅迫程度的加劇，辣椒幼苗可溶性蛋白含量呈上升趨勢。在5個處理水平下，對照（CK）處理下辣椒幼苗可溶性蛋白含量最低，為49.3 mg/g；T4（土壤相對含水量40%）處理下辣椒幼苗可溶性蛋白含量最高，為92.4 mg/g，是對照（CK）的1.874倍。這說明辣椒幼苗遭受水分脅迫時，可溶性蛋白含量的增加可提高辣椒幼苗對水分脅迫環境的適應性。

圖6 水分脅迫對辣椒幼苗可溶性蛋白含量的影響

2.2.6 水分脅迫對辣椒幼苗POD酶活性的影響。由圖7可知，隨著水分脅迫程度的加劇，辣椒幼苗的POD酶活性呈上升趨勢。在5個處理水平下，對照（CK）處理下辣椒幼苗POD酶活性最低，為56.52 U/g；T4（土壤相對含水量40%）處理下辣椒幼苗POD酶活性最高，為102.78 U/g，是對照（CK）的1.818倍。這說明水分脅迫會導致辣椒幼苗POD酶活性上升。

圖7 水分脅迫對辣椒幼苗POD酶活性的影響

3 結論與討論

在逆境條件下，植物體內可溶性糖含量、游離脯氨酸含量的增加及POD酶活性的增強可減小植物細胞滲透勢，以保證植物體內所需水分能夠正常維持，從而提高植物的抗逆性［9-11］。揭雨成等［12］研究發現，逆境條件下脯氨酸含量的增加可以使細胞持水性增加，防止細胞脫水，從而提高植物抗旱。Dhinds a等［13］研究發現，在逆境條件下，植物會產生保護酶系統，使POD酶活性增強，從而抵抗水分脅迫帶來的傷害。此試驗結果表明，隨著土壤相對含水量的減少，辣椒幼苗的株高、莖直徑的增長量均呈下降趨勢，葉綠素含量也明顯降低，而可溶性糖含量、游離脯氨酸含量、丙二醛含量、可溶性蛋白含量及POD酶活性則逐漸增加。這與大多數研究結果一致［14-19］。總體來說，水分脅迫抑制了辣椒幼苗的生長發育，使辣椒幼苗的生理指標值發生了明顯的改變。