辣椒種質資源苗期耐熱性綜合評價體系的建立

摘要：為建立辣椒苗期耐熱性綜合評價體系，以30份辣椒種質為試驗材料，隨機分成2組，分別用于耐熱性預測模型構建（20份）和模型驗證（10份）。利用人工氣候室模擬高溫環境，測定10個與高溫相關的形態和生理指標，應用主成分分析、隸屬函數、聚類分析、逐步回歸分析法綜合評價辣椒材料的耐熱性。結果表明，在10個指標中，有8個單項指標受高溫影響顯著，其可轉化為3個相互獨立的綜合指標，累計貢獻率達76.474%；基于綜合評價值（D 值）的系統聚類將20份材料分為抗、中抗、中感和敏感4大類；通過逐步回歸分析構建了預測方程，并以此方程對驗證組10份材料的耐熱性進行預測，結果與D 值極顯著相關，表明此方程對辣椒苗期耐熱性的預測具有較好的可靠性，可用于辣椒苗期耐熱性評價。通過比較熱害指數法和綜合評價法鑒定辣椒苗期耐熱性，發現2種方法的鑒定結果總體相似，熱害指數法對于中等抗性材料的鑒定區分度不夠，但其更直觀、便捷，可作為耐熱性鑒定的可靠指標和進行耐熱性初步評價。

關鍵詞：辣椒；苗期耐熱性；綜合評價體系；預測方程；熱害指數

doi：10.13304/j.nykjdb.2023.0391

中圖分類號：S641.3 文獻標志碼：A 文章編號：10080864（2025）03006011

溫室氣體排放引起的全球變暖日益嚴重，局部地區極端高溫出現的頻率、強度和持續時間均呈增加趨勢[12]。我國長江中下游及以南地區夏季日最高氣溫常超過35 ℃，極端的可超過40 ℃ [34]。辣椒適宜生長的溫度是20～30 ℃，當氣溫超過35℃，辣椒生長發育受阻，表現為植株矮小，葉色變淡，畸形花、果等[56]。

遭受高溫脅迫時，辣椒葉片蒸騰速率增加以降低葉溫，當細胞內水分蒸騰消耗量超過根系吸水量時，植株出現萎蔫甚至死亡。衡量高溫脅迫下植株萎蔫程度的熱害指數（heat injury index，HII）常直接用于植物耐熱性評價[7-10]。高溫脅迫打破活性氧（reactive oxygen specie，ROS）與清除系統之間的平衡，導致辣椒植株中的ROS含量急劇增加，造成核酸、蛋白質、脂質等的氧化損傷，觸發非程序性細胞死亡[11]。細胞中的ROS清除系統響應脅迫，通過調控過氧化物酶（peroxidase，POD）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過氧化氫酶（catalase，CAT）等的活性變化來維持細胞內氧化還原穩態[1213]；同時，細胞內非酶ROS清除物質，如脯氨酸（proline，Pro）、谷胱甘肽（glutathione，GSH）等也迅速積累來清除多余的ROS[14]。此外，高溫脅迫還影響細胞滲透性，一些滲透調節物質如可溶性糖（soluble sugar，SS）[15]和Pro含量增加以保持細胞內外滲透平衡，提高自身抗逆性。可溶性蛋白（soluble protein，SP）作為滲透調節物質，其積累對細胞膜系統和細胞內生命物質起保護作用，在植物應答高溫脅迫過程中有重要作用[1617]。因此，這些表型、生理生化特征常作為辣椒耐熱性評價、鑒定的指標。

植物遭受高溫脅迫后的外觀形態、生理生化指標，甚至基因、蛋白的表達都因基因型的不同而有所差異，不同基因型對高溫脅迫的應答方式不同。因此，根據單項指標不能準確評判材料的耐熱性。本研究選擇10個單項指標，利用主成分分析結合隸屬函數對20份辣椒材料的耐熱性進行綜合評價，構建苗期耐熱性預測方程，篩選可用于辣椒苗期耐熱性鑒定的指標，以期為辣椒耐熱性種質篩選提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

以田間觀察具有耐熱性差異的30份辣椒種質資源為材料，所用試驗材料均由江西省農業科學院蔬菜花卉研究所茄果類蔬菜研究室提供。其中，第1組20份材料用于構建耐熱性預測模型，第2組10份材料用于預測方程的檢驗。

1.2 試驗設計

選取飽滿的辣椒種子播于50孔育苗穴盤中，每個材料常溫（normal temperature，NT）對照和高溫（high temperature，HT）處理各10穴，設3次重復，播種后置于人工氣候室常規培養。培養條件為：白天28 ℃ /14 h、光照12 000 lx，夜間23 ℃/10 h，濕度均設置為70%。待幼苗長至4片真葉完全展開時進行溫度試驗。高溫處理：白天38 ℃/14 h，光照12 000 lx，夜間28 ℃ /10 h，濕度均為70%；常溫對照：條件設置同常規培養。連續處理48 h后取同一部位的葉片進行各生理指標測定。

用于調查熱害指數（HII）、株高（plant height，PH）和莖粗（stem diameter，SD）的每個材料播20穴，管理同上。待幼苗長至6葉1心時移至人工氣候箱，高溫處理參照陳文超等[18]的方法。

1.3 指標測定

1.3.1 生理指標的測定 POD、CAT活性和Pro、丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量的測定分別采用POD Activity Assay Kit、CAT Activity AssayKit、Pro Content Assay Kit 和MDA Content AssayKit試劑盒（BOXBIO，北京），按照操作說明進行。參照李合生[19]的方法，采用蒽酮比色法測定可溶性糖（SS）含量，采用BCA法測定可溶性蛋白（SP）含量，采用分光光度法測定葉綠素含量（chlorophyll content，CC），并測定相對電導率（relative electrical conductivity，REC）。