辣椒耐低温弱光品种筛选及其生理机制研究

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辣椒是我国主要的蔬菜作物,因其喜温特性,在实际农业生产中常因低温弱光胁迫而导致低产甚至死亡。而低温与弱光的协同胁迫下对冷敏感植物造成的损害远远大于低温的单独胁迫作用,且在实际生产过程中,低温与弱光往往具有协同作用,故本试验主要针对辣椒的耐低温弱光性进行品种筛选。植物的耐低温弱光胁迫能力的鉴定涉及植株形态、生理生化等多个方面,常用的鉴定指标有胁迫指数、根系活力、叶绿素含量、膜脂过氧化水平、保护酶系统活性和可溶性蛋白的含量等。本研究试验材料为江苏省盐城市农业科学院所提供的8种辣椒品种:1#(盐椒2号)、3#(28-1-5-1)、4#(36-4-1-8、6#(—周口辣椒)、17#(道县汉泡椒)、18#(1-8-17-20)、19#(1-8-4-8-①)、24#(海花红),在幼苗期进行18d温度15℃/6℃(白天12h/黑夜12h),光强100μmolm-2s-1低温弱光处理,且进行同期对照处理。在处理期间进行袁观观测记录和叶绿素含量、荧光参数的测定。在处理结束后,将部分辣椒植株进行采样,用于后续指标的测定,另一部分搬至温室,进行恢复处理。采集样品的测定指标有生物量、光合参数、可溶性蛋白含量和几种主要抗氧化酶活性,与对照组进行比较分析。恢复处理植株在40d后进行性状和光合测定,并在结果后进行果实测定和产量计算。主要结果如下:
  (1)所有辣椒品种的冷害指数从低到高的排列顺序为:品种4、品种17<品种18<品种6<品种3<品种1、19<品种24。筛选可得品种4和17为耐低温弱光性最强的辣椒品种,在18d的低温弱光处理后,其辣椒外部无受损症状,且冷害指数均为0,但二者植株长势存在显著性差异。
  (2)低温弱光处理导致所有辣椒幼苗叶片的最大光量子产量(Fv/Fm)和实际光量子产量(Yield)值减小,且减小幅度随着其耐性的减小而增加。此外各品种叶片叶绿素a(Chla)和叶绿素b(Chlb)的含量也均呈现不同程度下降,且耐性最差的品种24的下降幅度最大,而各品种类胡萝卜素(Car)含量的变化趋势差异较大,有待进一步研究。
  (3)低温弱光对辣椒根系生长发育的胁迫影响较地上部大,且对地上部组织含水量无显著性影响。各辣椒品种在低温弱光处理下,可溶性蛋白(SP)的含量呈现不同程度的增加,其增加幅度与品种自身的差异及耐性有关。
  (4)对各品种辣椒幼苗叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)五种胁迫主要酶活性进行测定发现,因品种差异和耐性大小活性变化差异较大,且耐性强的品种与耐性差的品种呈现显著性差异。
  (5)40d的恢复处理后,品种18生长长势最好,其耐低温弱光胁迫性和恢复能力皆较强。果实测定发现,低温弱光处理对品种3的果实的生长发育受损较大,故其生殖生长的恢复能力较差。
  综上所述,所有辣椒品种的耐低温弱光胁迫能力从高到低的排列顺序为:品种4、17>品种18>品种6>品种3>品种1、19>品种24,且各项鉴定指标与各辣椒品种的品种特性、耐低温弱光性存在相关性。
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