研 究報(bào)告 Research Report NaCl 脅迫對(duì)辣椒種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響 劉微 1 李佳薇 2 徐若瑄 2 郭雨豐 2 綦雅欣 2 陽(yáng)振 2 劉宇華 2 3 1 湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院醫(yī)藥技術(shù)學(xué)院 衡陽(yáng) 421005 2 衡陽(yáng)師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院 衡陽(yáng) 421008 3 衡陽(yáng)師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院 南岳 山區(qū)生物資源保護(hù)與利用湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 衡陽(yáng) 421008 通信作者 liuyuhua 摘 要 為探究辣椒 Capsicum annuum L 種子和幼苗對(duì)鹽脅迫的生理響應(yīng)機(jī)制 本研究以 3 個(gè)不同基因型 的辣椒品種為試驗(yàn)材料 研究不同濃度 NaCl 脅迫對(duì)辣椒種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響 并通過(guò)隸屬函數(shù)值法 對(duì)辣椒品種及不同處理階段的耐鹽性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià) 結(jié)果顯示 隨著 NaCl 濃度的升高 3 個(gè)辣椒品種的發(fā) 芽率 發(fā)芽指數(shù) 發(fā)芽勢(shì)和胚根長(zhǎng)均呈現(xiàn)下降趨勢(shì) 而胚芽長(zhǎng)和鮮重則呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì) 在 NaCl 濃度為 200 mmol L 時(shí) 3 個(gè)辣椒品種種子的萌發(fā)均受到顯著抑制 表明萌發(fā)過(guò)程中辣椒種子僅可適應(yīng)低于 200 mmol L NaCl 的鹽脅迫 200 mmol L 可作為辣椒種子耐鹽性的篩選參考濃度 耐鹽性綜合評(píng)價(jià)表明 低 鹽條件下 Wanyu 和 Liu58 品種的耐鹽性較好 而高濃度的鹽脅迫下 HJ10 1 則具有更好的耐鹽性 辣椒 幼苗體內(nèi)的各項(xiàng)生理指標(biāo)均對(duì)鹽脅迫有響應(yīng) 丙二醛 MDA 脯氨酸 Pro 過(guò)氧化氫酶 CAT 超氧化物歧化 酶 SOD 的含量或活性隨 NaCl 濃度的升高而增大 過(guò)氧化物酶 POD 葉綠素 根系長(zhǎng)和根系面積的含量或 長(zhǎng)度則隨 NaCl 濃度的升高呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì) 葉綠素 根系長(zhǎng)和根系面積的含量或長(zhǎng)度在 NaCl 濃 度為 100 mmol L 時(shí)達(dá)到峰值 POD 的活性則在 NaCl 濃度為 200 mmol L 時(shí)達(dá)到峰值 本研究結(jié)果不僅有助 于辣椒鹽脅迫生理響應(yīng)機(jī)制的解析 且為辣椒耐鹽品種的選育提供了科學(xué)依據(jù) 關(guān)鍵詞 辣椒 Capsicum annuum L NaCl 脅迫 種子萌發(fā) 幼苗生長(zhǎng) Effect of NaCl Stress on Seed Germination and Seedling Growth of Pepper Liu Wei 1 Li Jiawei 2 Xu Ruoxuan 2 Guo Yufeng 2 Qi Yaxin 2 Yang Zhen 2 Liu Yuhua 2 3 1 College of Medicine and Technology Hunan Polytechnic of Environment and Biology Hengyang 421005 2 College of Life Sciences and Environ ment Hengyang Normal University Hengyang 421008 3 Hunan Key Laboratory for Conservation and Utilization of Biological Resources in the Nanyue Mountainous Region College of Life Sciences and Environment Hengyang Normal University Hengyang 421008 Corresponding author liuyuhua DOI 10 13271 j mpb 022 005403 Abstract To explore the physiological response mechanism of pepper seeds and seedlings on salt stress 3 differ ent genotype pepper varieties were identified as experimental materials and the effect of different concentrations of NaCl stress on seed germination and growth of pepper seedlings were identified in this study Besides a com prehensive evaluation of salt tolerance properties of pepper varieties and different treatment stages was performed by weighted subordinate function method The result showed that with the increase of NaCl concentration the ger mination rate germination potential germination index and root length of 3 pepper varieties decreased gradually while the bud length and fresh weight appeared a trend of firstly increased and then decreased The germination of the 3 pepper varieties was significantly inhibited at the NaCl concentration of 200 mmol L indicating that the pep per seeds can only be adapted to the salt stress of less than 200 mmol L NaCl during germination and 200 mmol L 基金項(xiàng)目 本研究由衡陽(yáng)師范學(xué)院科研啟動(dòng)基金項(xiàng)目 2020QD17 資助 引用格式 Liu W Li J W Xu R X Guo Y F Qi Y X Yang Z and Liu Y H 2024 Effect of NaCl stress on seed germination and seedling growth of pepper Fenzi Zhiwu Yuzhong Molecular Plant Breeding 22 16 5403 5414 劉微 李佳薇 徐若瑄 郭雨豐 綦 雅欣 陽(yáng)振 劉宇華 2024 NaCl 脅迫對(duì)辣椒種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響 分子植物育種 22 16 5403 5414 分子植物育種 2024 年 第 22 卷 第 16 期 第 5403 5414 頁(yè) Molecular Plant Breeding 2024 Vol 22 No 16 5403 5414 分 子植物育種 Molecular Plant Breeding 隨著環(huán)境的惡化 設(shè)施農(nóng)業(yè)的迅猛擴(kuò)大及化肥 的大量施用 土地鹽漬化已然成為世界性難題 據(jù)相 關(guān)統(tǒng)計(jì) 目前世界鹽漬土地面積約 1 00 10 9 hm 2 中 國(guó)鹽漬土地面積約 3 46 10 7 hm 2 其中鹽堿化耕地面 積約為 7 60 10 6 hm 2 鄭佳秋等 2016 土壤鹽漬化 給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了嚴(yán)重的影響 鹽脅迫已經(jīng)成為影 響植物生長(zhǎng)和導(dǎo)致作物減產(chǎn)的重要限制因素 張菊平 等 2020 在耕地有限且鹽漬化日益嚴(yán)重的當(dāng)下 如 何提高作物的耐鹽性和選育耐鹽的新品種已成為當(dāng) 前亟待解決的問(wèn)題 鹽脅迫是一類(lèi)主要的非生物脅迫因子 對(duì)植物 種子的萌發(fā)和幼苗的生長(zhǎng)具有直接且顯著的影響 牛彩霞等 2006 研究發(fā)現(xiàn) 3 種鈉鹽 NaCl Na 2 SO 4 和 NaNO 3 均可抑制辣椒種子的萌發(fā) 發(fā)芽率 胚根長(zhǎng) 活力指數(shù)等萌發(fā)指標(biāo)隨鹽濃度的增加而降低 曾幼 玲等 2006 也發(fā)現(xiàn)高濃度的 NaCl 可顯著抑制鹽生植 物鹽爪爪和鹽穗木種子的萌發(fā) 但低濃度的鈉鹽卻 可促進(jìn)幼苗的生長(zhǎng) 鹽脅迫對(duì)植物生長(zhǎng)的影響主要 表現(xiàn)在破壞細(xì)胞內(nèi)外離子和水分的平衡 引起植物 代謝紊亂 同時(shí)積累大量的活性氧 造成細(xì)胞膜受 損 最終抑制植物的生長(zhǎng) 張昆等 2017 然而在長(zhǎng)期 的自然選擇過(guò)程中 植物也進(jìn)化出應(yīng)對(duì)鹽脅迫的防 御機(jī)制 如通過(guò)合成可溶性蛋白 可溶性糖和脯氨酸 等物質(zhì)降低細(xì)胞內(nèi)的水勢(shì)以維持水分平衡 增強(qiáng) CAT SOD POD 等酶的活性以及時(shí)清除植物體內(nèi)的 活性氧 減少細(xì)胞膜的損傷 孟祥浩等 2015 沈徐悅 等 2021 在望春玉蘭的鹽脅迫研究中發(fā)現(xiàn) NaCl 處 理可提高望春玉蘭幼苗中 Pro MDA 葉綠素含量和 SOD POD 活性 且隨脅迫時(shí)間的延長(zhǎng) MDA 含量和 SOD 活性逐漸升高 劉艷菊等 2021 研究表明低鹽 脅迫可促進(jìn)油茶的生長(zhǎng) 可溶性蛋白 MDA H 2 O 2 含 量 質(zhì)膜透性和 SOD POD 活性均隨 NaCl 濃度增加 而增加 因此 了解鹽脅迫對(duì)植物生理生化的影響 對(duì)解析鹽脅迫的分子機(jī)制和提高植物的耐鹽性具有 重要意義 辣椒 Capsicum annuum L 別名番椒 辣子及牛 角椒 是茄科 Solanaceae 辣椒屬 Capsicum 一年生或 有限多年蔬菜作物 在中國(guó)蔬菜設(shè)施栽培中占有重 要地位 牛彩霞等 2006 中國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部辣椒產(chǎn)業(yè) 發(fā)展報(bào)告顯示 2018 年中國(guó)辣椒種植面積約為 2 13 10 6 hm 2 年產(chǎn)量 4 00 10 10 kg 經(jīng)濟(jì)總量超過(guò) 1000億元 栽培面積 產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益均居蔬菜之首 辣椒已成 為種植農(nóng)戶(hù)致富的主要經(jīng)濟(jì)作物之一 周帥等 2020 鹽害是辣椒設(shè)施栽培中面臨的主要非生物脅迫因 素 土壤鹽漬化將導(dǎo)致辣椒根系不發(fā)達(dá) 植株矮小 病害加重 進(jìn)而降低果實(shí)的產(chǎn)量 嚴(yán)重影響了辣椒的 經(jīng)濟(jì)效益 鄭佳秋等 2016 為克服土壤鹽漬化對(duì)辣 椒生產(chǎn)帶來(lái)的影響 有研究進(jìn)行了辣椒耐鹽材料的 鑒定和篩選工作 但有關(guān)鹽脅迫下辣椒的生理響應(yīng) 機(jī)制研究較少 本研究通過(guò)分析不同濃度 NaCl 脅 迫下辣椒種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)過(guò)程中的生理變化 鑒定和評(píng)價(jià) 3 個(gè)辣椒品種耐鹽性的強(qiáng)弱 為選育辣 椒耐鹽品種 解析辣椒鹽脅迫的生理響應(yīng)機(jī)制提供 了科學(xué)依據(jù) 1 結(jié)果與分析 1 1 不同濃度 NaCl 處理對(duì)種子萌發(fā)的影響 3 個(gè)辣椒品種在不同濃度的 NaCl 脅迫下均具有 發(fā)芽能力 但隨 NaCl 濃度的升高 種子的發(fā)芽率 逐漸降低且降低幅度隨濃度的增加而逐漸增大 圖 1A 在低濃度 NaCl 小于 150 mmol L 的鹽脅迫 下 3 個(gè)辣椒品種的發(fā)芽率均降低 但與對(duì)照組無(wú)顯 著性差異 表明低濃度的 NaCl 對(duì)辣椒種子的發(fā)芽率 無(wú)顯著性影響 當(dāng) NaCl 濃度為 200 mmol L 時(shí) 除 can be used as a reference concentration for salt tolerant screening of pepper seed The comprehensive evaluation of salt tolerance indicated that Wanyu and Liu58 varieties show preferred salt tolerance properties under low salt conditions while HJ01 1 has better salt tolerance under high salt conditions The physiological indicators of pep per seedlings have a response to salt stress With the increase of NaCl concentration the content or activity of mal ondialdehyde MDA proline PRO catalase CAT superoxide dismutase SOD increased while the activity or content of peroxidase POD chlorophyll root length and root area increased first and then decreased The content or length of chlorophyll root length and root area reached peak at NaCl concentration of 100 mmol L but the ac tivity of the POD reached the peak at the NaCl concentration of 200 mmol L The study results not only contribute to the analysis of physiological response mechanisms under salt stress but also provides a scientific basis for the breeding on salt tolerance of pepper varieties Keywords Pepper Capsicum annuum L NaCl stress Seed germination Seedling growth 5404 圖 1 鹽脅迫對(duì)辣椒種子發(fā)芽率 A 發(fā)芽勢(shì) B 發(fā)芽指數(shù) C 和相對(duì)鹽害率 D 的影響 注 P 0 05 Figure 1 The effect of salt stress on germination rate A germination potential B germination index C and relative salt damage rate D of pepper seeds Note P 0 05 NaCl 脅迫對(duì)辣椒種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響 Effect of NaCl Stress on Seed Germination and Seedling Growth of Pepper Wanyu 外 另外 2 個(gè)品種的發(fā)芽率均與對(duì)照組間存 在顯著性差異 Wanyu 展現(xiàn)出更好的耐鹽性 而當(dāng) 鹽濃度達(dá)到 250 mmol L 時(shí) Wanyu HJ10 1 和 Liu58 的發(fā)芽率均受到顯著抑制 P 0 05 與對(duì)照 組相比分別降低了 74 45 72 22 73 75 鹽脅迫 對(duì) HJ10 1 和 Liu58 品種發(fā)芽指數(shù)的影響與其對(duì) 發(fā)芽率的影響類(lèi)似 均隨 NaCl 濃度的升高而逐漸降 低 但鹽脅迫對(duì) Wanyu 品種發(fā)芽指數(shù)的影響卻展現(xiàn) 出不同的模式 Wanyu 的發(fā)芽指數(shù)隨 NaCl 濃度的 升高表現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì) 圖 1C 此外 當(dāng) NaCl 濃度達(dá)到 150 mmol L 時(shí) HJ10 1 和 Liu58 的發(fā)芽指數(shù)與對(duì)照組間存在顯著性差異 而 Wanyu 的發(fā)芽指數(shù)卻與對(duì)照無(wú)顯著性差異 隨著鹽濃度的增加 3 個(gè)品種的發(fā)芽勢(shì)呈現(xiàn) 出先升高后降低的趨勢(shì) 圖 1B 在 NaCl 濃度為 50 mmol L 時(shí) HJ10 1 和 Liu58 的發(fā)芽勢(shì)到達(dá)最 大值 分別為 58 89 和 76 24 而 Wanyu 品種卻 在 NaCl 濃度為 100 mmol L 時(shí)達(dá)到最大值 為 68 89 鹽脅迫下 3 個(gè)辣椒品種的相對(duì)鹽害率也存 在一定的差異 當(dāng) NaCl 濃度為 250 mmol L 時(shí) Wanyu 和 HJ10 1 的相對(duì)鹽害率高達(dá)到了 85 90 和 86 67 而 Liu58 的相對(duì)鹽害率僅為 78 67 Liu58 表現(xiàn)出更好的耐鹽性 圖 1D 1 2 不同濃度 NaCl 處理對(duì)種子萌發(fā)過(guò)程中辣椒幼苗 生長(zhǎng)量的影響 鹽脅迫下 3 個(gè)辣椒品種幼苗的生長(zhǎng)均受到不同 程度的影響 圖 2 圖 3 Wanyu 和 Liu58 胚根的 長(zhǎng)度隨 NaCl 濃度的增加逐漸變短 當(dāng) NaCl 濃度達(dá) 到 200 mmol L 時(shí) 其胚根長(zhǎng)度分別被抑制了 49 08 和 49 53 HJ10 1 胚根的生長(zhǎng)展現(xiàn)出與 Wanyu 和 Liu58 不同的模式 低鹽脅迫下 低于 200 mmol L 時(shí) 其胚根的長(zhǎng)度隨 NaCl 濃度的增加而增長(zhǎng) 當(dāng)濃 度為 150 mmol L 時(shí) 其胚根長(zhǎng)度達(dá)到 4 54 cm 相比 對(duì)照組增加了 14 35 當(dāng) NaCl 濃度為 250 mmol L 時(shí) 3 個(gè)辣椒品種的生長(zhǎng)均受到較強(qiáng)的抑制作用 種 子的胚僅突破種皮 因胚根和胚芽太短 不易進(jìn)行 檢測(cè) 故未作數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 圖 2 3 個(gè)辣椒品種胚芽的 長(zhǎng)度隨 NaCl 濃度的增加呈現(xiàn)先增長(zhǎng)后減短的趨勢(shì) 圖 3B 在 NaCl 濃度為 50 mmol L 時(shí) 3 個(gè)辣椒品種 具有最長(zhǎng)胚芽 與對(duì)照組相比 Wanyu HJ10 1 和 Liu58 的胚芽分別增長(zhǎng)了 25 88 5 49 和 24 58 然 而當(dāng) NaCl 濃度為 200 mmol L 時(shí) Wanyu HJ 10 1 和 Liu58 的胚芽受到顯著抑制 其長(zhǎng)度分別僅 5405 分 子植物育種 Molecular Plant Breeding 圖 3 鹽脅迫對(duì)胚根長(zhǎng) A 胚芽長(zhǎng) B 鮮重 C 干重 D 和相對(duì)含水量 E 的影響 注 P 0 05 Figure 3 The effect of salt stress on root length A bud length B fresh weight C dry weight D and relative water content E of pepper seedling Note P 0 05 圖 2 不同濃度 NaCl 對(duì)辣椒幼苗生長(zhǎng)的影響 注 幼苗從左到右對(duì)應(yīng)的 NaCl 濃度分別為 0 50 100 150 200 250 mmol L Figure 2 The effect of different concentrations NaCl on growth of pepper seedlings Note The corresponding NaCl concentration of seedlings from left to right is 0 50 100 150 200 250 mmol L 為對(duì)照組的 60 88 70 19 和 60 83 HJ10 1 Liu58 和 Wanyu 幼苗的鮮重均隨 NaCl 濃度的增加呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì) 圖 3C 當(dāng) NaCl 濃度為 50 mmol L 時(shí) HJ10 1 和 Liu58 的 鮮重達(dá)到最大值 相比對(duì)照組分別增加了 12 60 和 10 09 但與對(duì)照組無(wú)顯著性差異 Wanyu 在 100 mmol L NaCl 的鹽脅迫下 鮮重質(zhì)量最高 與對(duì) 照組相比增加了 32 36 并具有顯著性差異 表明 Wanyu 鮮重對(duì)鹽脅迫的響應(yīng)較為遲鈍 在高濃度 200mmol L 的鹽脅迫下 HJ10 1 Liu58 和 Wanyu 的鮮重質(zhì)量與其他處理組均存在顯著差異 表明高 濃度的 NaCl 能夠顯著抑制辣椒幼苗的生長(zhǎng) 不同濃度 的 NaCl 對(duì) 3 個(gè)辣椒品種干重的影響較小 鹽脅迫下 3 個(gè)品種的干重均與對(duì)照組無(wú)顯著性影響 圖 3D 鹽脅迫對(duì)含水量的影響僅出現(xiàn)在高濃度條件下 當(dāng) NaCl 濃度達(dá)到 200 mmol L 時(shí) Wanyu HJ10 1 和 Liu58 的含水量顯著低于對(duì)照組 相比對(duì)照組降 5406 表 1 鹽脅迫下辣椒萌發(fā)指標(biāo)間的相關(guān)性分析 Table 1 Correlation analysis between pepper germination indicator under salt stress 注 P 0 05 P 0 01 Note P 0 05 P 0 01 指標(biāo) Indexes 發(fā)芽率 Germination rate 發(fā)芽勢(shì) Germination potenti al 發(fā)芽指數(shù) Germination index 相對(duì)鹽害率 Relative salt damage rate 胚根長(zhǎng) cm Root length cm 胚芽長(zhǎng) cm Bud length cm 鮮重 g Fresh weight g 干重 g Dry weight g 相對(duì)含水量 Relative water content 發(fā)芽率 Germinat ion rate 1 000 0 946 0 911 0 990 0 036 0 225 0 369 0 543 0 343 發(fā)芽勢(shì) Germination potential 1 000 0 959 0 952 0 420 0 360 0 770 0 428 0 828 發(fā)芽指數(shù) Germinat ion index 1 000 0 909 0 381 0 336 0 579 0 324 0 788 相對(duì)鹽害率 Relative salt damage rate 1 000 0 234 0 168 0 572 0 576 0 516 胚根長(zhǎng) cm Root length cm 1 000 0 676 0 459 0 196 0 597 胚芽長(zhǎng) cm Bud length cm 1 000 0 569 0 045 0 664 鮮重 g Fresh we ight g 1 000 0 607 0 696 干重 g Dry we ight g 1 000 0 127 相對(duì)含水量 Relative water content 1 000 低了 4 60 3 75 3 49 圖 3E 1 3 辣椒種子萌發(fā)指標(biāo)的相關(guān)性分析和隸屬函數(shù)分析 種子萌發(fā)過(guò)程中發(fā)芽率等萌發(fā)指標(biāo)之間往往存 在一定的相關(guān)性 本研究通過(guò)對(duì) 3 個(gè)不同基因型辣 椒品種萌發(fā)性狀的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn) 在萌發(fā)指標(biāo) 中 與相對(duì)鹽害率和相對(duì)含水量顯著相關(guān)的指標(biāo)最 多 6 項(xiàng) 其中發(fā)芽率 發(fā)芽勢(shì) 發(fā)芽指數(shù) 干重 鮮 重 相對(duì)含水量 6 項(xiàng)指標(biāo)均與相對(duì)鹽害率呈現(xiàn)負(fù)相 關(guān) 表 1 在與相對(duì)含水量顯著相關(guān)的指標(biāo)中 除相 對(duì)鹽害率外 發(fā)芽勢(shì) 發(fā)芽指數(shù) 胚根長(zhǎng) 胚芽長(zhǎng) 鮮 重 5 個(gè)指標(biāo)均與其呈現(xiàn)顯著正相關(guān) 相關(guān)系數(shù)分別 為 0 828 0 788 0 597 0 664 和 0 696 發(fā)芽率 發(fā)芽 勢(shì) 發(fā)芽指數(shù) 相對(duì)鹽害率作為種子萌發(fā)過(guò)程中重要 的評(píng)價(jià)參數(shù) 4 個(gè)指標(biāo)間均呈現(xiàn)極顯著相關(guān)性 其中 發(fā)芽指數(shù)與相對(duì)鹽害率的相關(guān)系數(shù)最低 但仍高達(dá) 到 0 909 為綜合評(píng)價(jià)鹽脅迫下 3 個(gè)辣椒品種的耐鹽性差 異 采用多性狀指標(biāo)的隸屬函數(shù)值法對(duì) 9 個(gè)萌發(fā)指 標(biāo)的加權(quán)值和總加權(quán)值進(jìn)行計(jì)算 表 2 由于相對(duì)鹽 害率與品種的耐鹽性成反比 因此對(duì)相對(duì)鹽害率采 用反隸屬函數(shù)值法計(jì)算 而其余 8 個(gè)指標(biāo)則采用隸 屬函數(shù)值法計(jì)算 此外 因?qū)φ战M未受到鹽脅迫處 理 故不做耐鹽性綜合指標(biāo)的隸屬函數(shù)值計(jì)算 結(jié)果 顯示 Liu58 品種在 50 mmol L NaCl 鹽脅迫下 隸屬 函數(shù)總加權(quán)值最大 展現(xiàn)出最好的耐鹽性 當(dāng) NaCl 濃度為 100 mmol L 和 150 mmol L 時(shí) Wanyu 品種 的總加權(quán)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 HJ10 1 和 Liu58 品種 具有 最好的耐鹽性 但處于高濃度的鹽脅迫下 200mmol L NaCl 其總加權(quán)值低于 HJ10 1 HJ10 1 表現(xiàn)較 強(qiáng)的耐鹽性 1 4 鹽脅迫對(duì) HJ10 1 辣椒幼苗生長(zhǎng)的影響 為進(jìn)一步探究辣椒幼苗鹽脅迫的生理響應(yīng)機(jī) NaCl 脅迫對(duì)辣椒種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響 Effect of NaCl Stress on Seed Germination and Seedling Growth of Pepper 5407 分 子植物育種 Molecular Plant Breeding 圖 4 鹽脅迫下辣椒幼苗的表型及抗氧化系統(tǒng)酶活性的變化 注 A 不同濃度 NaCl 脅迫下 HJ10 1 幼苗的表型 從左到右 對(duì)應(yīng)的 NaCl 濃度分別為 0 50 100 150 200 250 mmol L B NaCl 脅迫對(duì) HJ10 1 幼苗 CAT 活性的影響 C NaCl 脅迫對(duì) HJ10 1 幼苗 POD 活性的影響 D NaCl 脅迫對(duì) HJ10 1 幼 苗 SOD 活性的影響 P 0 05 Figure 4 The phenotype of pepper seedlings and the change of enzyme activity of antioxidant system under salt stress Note A The phenotype of HJ10 1 seedlings under different con centrations of NaCl stress and the corresponding NaCl concentra tion from left to right is 0 50 100 150 200 250 mmol L respec tively B The effect of NaCl stress on CAT activity of HJ10 1 seedlings C TheeffectofNaClstressonPODactivityof HJ10 1 seedlings D TheeffectofNaClstressonSODactivityof HJ10 1 seedlings P 0 05 制 利用 5 個(gè)濃度梯度的 NaCl 溶液對(duì) HJ10 1 幼苗 五葉一心時(shí)期 進(jìn)行處理 結(jié)果顯示隨著 NaCl 濃度 的增加 辣椒幼苗的受害癥狀加重 低鹽脅迫下 辣 椒幼苗能夠保持正常的生長(zhǎng) 葉片呈現(xiàn)綠色 而當(dāng) NaCl 濃度為 250 mmol L 時(shí) 辣椒幼苗低節(jié)位的葉片 變黃 并大量脫落 僅在生長(zhǎng)旺盛的頂部保留葉片 圖 4A 低濃度的 NaCl 可促進(jìn)辣椒根系的生長(zhǎng) 當(dāng) NaCl 濃度為 100 mmol L 時(shí) 處理組辣椒幼苗的總 根長(zhǎng)和總面積達(dá)到最大值 與對(duì)照組相比分別增加了 123 21 和 87 33 而當(dāng) NaCl 濃度超過(guò) 100 mmol L 時(shí) 根的生長(zhǎng)受到顯著抑制 NaCl 濃度為 250 mmol L 時(shí)處理組總根長(zhǎng)和總根面積僅為對(duì)照組的 34 35 和 43 44 表 3 1 5 不同濃度 NaCl 對(duì) HJ10 1 辣椒幼苗生理指標(biāo) 的影響 鹽脅迫對(duì)辣椒葉片代謝物的合成和積累有顯著 的影響 代謝物檢測(cè)結(jié)果顯示 MDA 和 Pro 隨 NaCl 濃度的增加呈現(xiàn)先增加后持平的趨勢(shì) 表 3 當(dāng) NaCl 濃度為 150 mmol L 時(shí) 處理組中 MDA 和 Pro 的含 量均顯著高于對(duì)照組 與對(duì)照組相比分別增加了 170 57 和 179 39 而當(dāng) NaCl 濃度達(dá)到 200mmol L 時(shí) 處理組 MDA 和 Pro 的含量更是對(duì)照組的 4 24 和 4 05 倍 當(dāng) NaCl 濃度為 250 mmol L 時(shí) MDA 和 Pro 的含量與處理組 200 mmol L NaCl 保持持平 鹽脅迫下 各處理組中幼苗葉綠素的含量也存在差 異 低濃度的 NaCl 促進(jìn)植株中葉綠素的積累 而高 濃度則抑制葉綠素的合成 表 3 當(dāng) NaCl 濃度為 100 mmol L 時(shí) 處理組中葉綠素的含量相比對(duì)照組 顯著增加 增幅達(dá)到了 79 66 而當(dāng) NaCl 濃度高于 100 mmol L 時(shí) 葉綠素的含量急劇降低 NaCl 濃度 為 150 200 250 mmol L 時(shí) 葉綠素的含量相比對(duì)照 組分別降低了 46 89 38 98 和 41 24 相對(duì)含水 量隨 NaCl 濃度的增加而降低 但降低程度較小 未 達(dá)到顯著水平 表 3 表明 NaCl 脅迫對(duì)辣椒幼苗 五 葉一心 相對(duì)含水量的影響較小 1 6 不同濃度 NaCl 對(duì) HJ10 1 辣椒幼苗抗氧化系 統(tǒng)的影響 鹽脅迫下 辣椒幼苗體內(nèi)的 CAT POD 和 SOD 活性均上升 但不同處理組間存在差異 圖 4B 圖 4C 圖 4D CAT 的活性隨 NaCl 濃度的升高而逐漸增 大 當(dāng) NaCl 濃度為 150 mmol L 時(shí) CAT 的活性顯 著高于對(duì)照組 活性增加了 40 而當(dāng) NaCl 濃度為 5408 總 加 權(quán) 值 T o t a l w e i g h t e d v a l u e 4 7 5 0 2 8 0 4 5 7 2 9 6 8 1 4 2 9 4 5 3 9 1 5 8 2 3 4 2 7 7 6 2 1 5 1 3 4 9 5 5 9 3 0 3 9 0 2 干 重 g D r y w e i g h t g 1 0 0 0 0 0 0 0 0 2 9 4 1 0 0 0 0 0 0 0 0 2 5 9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 1 0 0 0 0 0 0 0 0 4 3 5 含 水 量 R e l a t i v e w a t e r c o n t e n t 0 0 0 0 0 6 1 8 1 0 0 0 1 0 0 0 0 9 4 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 3 4 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9 3 0 1 0 0 0 表 2 鹽 脅 迫 下 辣 椒 萌 發(fā) 指 標(biāo) 的 加 權(quán) 隸 屬 函 數(shù) 值 T a b l e 2 T h e w e i g h t e d m e m b e r s h i p f u n c t i o n v a l u e o f p e p p e r g e r m i n a t i o n i n d i c a t o r u n d e r s a l t s t r e s s 注 當(dāng) N a C l 的 濃 度 大 于 2 5 0 m m o l L 時(shí) 僅 發(fā) 芽 率 發(fā) 芽 指 數(shù) 相 對(duì) 鹽 害 率 存 在 統(tǒng) 計(jì) 數(shù) 據(jù) 不 具 綜 合 性 故 不 做 展 示 N o t e W h e n t h e c o n c e n t r a t i o n o f N a C l w a s g r e a t e r t h a n 2 5 0 m m o l L o n l y g e r m i n a t i o n r a t e g e r m i n a t i o n i n d e x a n d r e l a t i v e s a l t d a m a g e r a t e d a t a h a d s t a t i s t i c a l d a t a w h i c h w e r e n o t c o m p r e h e n s i v e s o t h e y w e r e n o t s h o w n N a C l 濃 度 m m o l L C o n c e n t r a t i o n o f N a C l m m o l L 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 品 種 V a r i e t y W a n y u H J 1 0 1 L i u 5 8 W a n y u H J 1 0 1 L i u 5 8 W a n y u H J 1 0 1 L i u 5 8 W a n y u H J 1 0 1 L i u 5 8 發(fā) 芽 率 G e r m i n a t i o n p o t e n t i a l 0 4 3 7 0 0 0 0 1 0 0 0 0 5 5 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 7 2 2 0 0 0 0 1 0 0 0 0 5 4 2 0 0 0 0 1 0 0 0 發(fā) 芽 勢(shì) G e r m i n a t i o n p o t e n t i a l 0 0 0 0 0 3 3 0 1 0 0 0 0 6 3 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 7 0 8 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 2 8 3 發(fā) 芽 指 數(shù) G e r m i n a t i o n i n d e x 0 6 0 5 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 6 4 3 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 3 0 0 7 9 7 0 0 0 0 1 0 0 0 相 對(duì) 鹽 害 率 R e l a t i v e s a l t d a m a g e r a t e 0 0 6 4 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 4 7 7 1 0 0 0 0 1 2 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 7 9 2 根 長(zhǎng) c m R o o t l e n g t h c m 1 0 0 0 0 8 5 7 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 5 2 5 0 9 6 3 1 0 0 0 0 0 0 0 0 5 2 7 1 0 0 0 0 0 0 0 芽 長(zhǎng) c m B u d l e n g t h c m 0 6 4 5 1 0 0 0 0 0 0 0 0 6 3 2 1 0 0 0 0 0 0 0 0 8 4 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 3 2 8 1 0 0 0 0 0 0 0 鮮 重 g F r e s h w e i g h t g 1 0 0 0 0 0 0 0 0 4 3 4 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 3 0 9 0 0 0 0 0 3 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 總 根 面 積 c m 2 T o t a l r o o t a r e a c m 2 4 5 1 6 3 6 5 a 7 3 8 8 3 1 2 b 8 4 6 0 4 7 2 b 4 4 5 4 2 6 8 a 2 1 9 1 1 3 8 c 1 9 6 2 1 0 7 c 總 根 長(zhǎng) c m T o t a l r o o t l e n g t h c m 2 1 1 3 7 7 2 5 a 4 0 7 0 5 6 3 5 b 4 7 1 8 2 5 0 5 b 2 1 0 3 6 8 0 6 a 9 6 5 7 6 5 7 c 7 2 6 2 5 6 6 c 表 3 不 同 濃 度 N a C l 對(duì) 辣 椒 幼 苗 生 理 指 標(biāo) 的 影 響 T a b l e 3 T h e e f f e c t o f d i f f e r e n t c o n c e n t r a t i o n s N a C l o n p h y s i o l o g i c a l i n d i c a t o r o f p e p p e r s e e d l i n g s 注 不 同 字 母 表 示 處 理 間 差 異 顯 著 P 0 0 5 N o t e D i f f e r e n t l e t t e r s i n d i c a t e s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s b e t w e e n t r e a t m e n t s P 50 mmol L 200 mmol L 150mmol L 250mmol L 總加權(quán)數(shù)值可反映各處理組 中辣椒幼苗的長(zhǎng)勢(shì)好壞 當(dāng) NaCl 濃度為 100 mmol L 時(shí) 總加權(quán)值最大 辣椒幼苗表現(xiàn)出較好的長(zhǎng)勢(shì) 當(dāng) NaCl 濃度為 250 mmol L 時(shí) 總加權(quán)數(shù)值最小 故此 處理組辣椒幼苗的長(zhǎng)勢(shì)最差 2 討論 植物種子萌發(fā)是一個(gè)十分復(fù)雜的生理過(guò)程 受 許多因素的影響 大量研究表明鹽脅迫可影響植物 種子的萌發(fā) 鹽