低溫弱光下辣椒生理生化變化規(guī)律及品種耐性鑒定研究.pdf

1、低溫弱光是設(shè)施栽培中限制作物產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素，篩選、培育耐低溫弱光品種已成為國(guó)內(nèi)外的育種目標(biāo)。耐低溫弱光性鑒定是研究植物耐性機(jī)理和篩選耐低溫弱光材料的基礎(chǔ)，而所采用鑒定指標(biāo)的合理性及準(zhǔn)確性是對(duì)育種材料耐性進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)的關(guān)鍵。辣椒原產(chǎn)中南美洲熱帶地區(qū)，是人們廣為喜愛(ài)的喜溫蔬菜，亦是冬、春設(shè)施栽培的主要作物，但冬、春季溫室的低溫弱光抑制其生長(zhǎng)發(fā)育，致使其產(chǎn)量和品質(zhì)降低，制約著設(shè)施辣椒冬春季節(jié)生產(chǎn)效益的提高和栽培面積的擴(kuò)大。目前，尚無(wú)辣椒

2、耐低溫弱光種質(zhì)鑒定篩選的統(tǒng)一指標(biāo)和方法。 本研究以12個(gè)耐低溫弱光性不同的辣椒品種為試材，分別研究了在15℃/5℃(晝/夜)、100μmol·m-2·s-1PFD低溫弱光(模擬節(jié)能日光溫室冬春季節(jié)的實(shí)際條件)下和28℃(2/18℃(晝/夜)、100μmol·m-2·s-1PFD常溫弱光下處理0d、5d、10d、15d和20d的辣椒幼苗葉片膜脂過(guò)氧化(離子滲漏率、 MDA)、酶和非酶保護(hù)系統(tǒng)(SOD、POD、APX、GR、AsA、

3、GSH)、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)(脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白)、葉綠素和類胡蘿卜素(Chla、Chlb、Chla/b、ChlT、Car、Car/ChlT)、葉綠素a熒光參數(shù)(Fv/Fm、φPS Ⅱ、Fv′/Fm′、qP、NPQ、Fs、Fm、F0、Fv、Fm′、Fo′、 FV′)、淀粉、葉面積干重比(SLA)、根冠比共32個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，為辣椒耐低溫弱光性鑒定和耐弱光性鑒定提供理論依據(jù)。以冷害指數(shù)和低溫死亡率為耐低溫弱光性的初選依據(jù)，以

4、弱光下干物質(zhì)積累量的變化為耐弱光性的初選依據(jù)，應(yīng)用相關(guān)分析和綜合隸屬函數(shù)的方法，分別確立了辣椒耐低溫弱光和耐弱光鑒定的指標(biāo)體系和操作體系，應(yīng)用該體系對(duì)供試12個(gè)辣椒品種的耐低溫弱光性和耐弱光性進(jìn)行了鑒定。 主要研究結(jié)果如下： 1.低溫弱光和單一弱光處理使辣椒葉片的SLA升高，葉片變薄。在正常條件下，辣椒植株的根冠比逐漸減小，低溫弱光和單一弱光處理使根冠比減小緩慢。 2.低溫弱光和單一弱光處理后，所有辣椒品種的SO

5、D、POD、APX、GR等保護(hù)酶活性均被激活。POD活性在20d處理期內(nèi)均高于處理前，SOD、APX和GR在處理5d或10d形成活性高峰，之后下降，大部分品種在處理末期低于處理前水平；AsA含量顯著降低：GSH含量總體上增加；葉片離子滲漏率和MDA含量總體升高。處理初期各種保護(hù)酶的活性增強(qiáng)與品種的耐低溫弱光性之間沒(méi)有顯著相關(guān)性。低溫弱光處理15d，辣椒葉片的外觀傷害癥狀開(kāi)始顯現(xiàn)，SOD、APX活性與品種耐低溫弱光性之間呈顯著正相關(guān)，PO

6、D和GR活性、AsA和GSH含量均無(wú)相關(guān)性。單一弱光處理5d的APX活性與品種耐弱光性之間呈顯著正相關(guān)，其它保護(hù)酶活性和非酶保護(hù)物質(zhì)含量與辣椒的耐弱光性之間無(wú)相關(guān)性。 3.低溫弱光和單一弱光處理后，辣椒葉片的Pro含量、可溶性糖含量升高，可溶性蛋白含量處理前期升高，后期降低，處理20d全部低于處理前水平。10個(gè)品種的Pro含量與品種的耐低溫弱光性呈極顯著正相關(guān)，Pro的累積表現(xiàn)為保護(hù)作用；耐低溫弱光性較強(qiáng)的4＃品種和較弱的63品

7、種中Pro含量與耐性呈負(fù)相關(guān)，Pro的累積表現(xiàn)為傷害性反應(yīng)。 單一弱光處理5d的Pro含量與辣椒耐弱光性呈顯著正相關(guān)。低溫弱光處理10d的可溶性蛋白和處理20d的可溶性糖與辣椒耐低溫弱光性呈顯著正相關(guān)。 4.低溫弱光處理使辣椒葉片的Chla、Chlb、ChlT、Car含量降低，Car/ChlT減小，Chla/Chlb增大；單一弱光處理使辣椒葉片的Chla、Chlb和ChlT含量增加，Car含量降低，Car/ChlT減小，Chla

8、/b的變化呈降升降的趨勢(shì)。低溫弱光和單一弱光處理使辣椒葉片的淀粉含量大幅度下降，處理期內(nèi)均顯著低于處理前水平。低溫弱光處理5d、15d的Chla/Chlb，處理20d的Car，處理10d、20d的Car/ChlT，處理5d、10d、20d的淀粉含量與辣椒耐低溫弱光性顯著相關(guān)；單一弱光處理任意時(shí)期的Car、Car/ChlT，處理5d的Chla、Chlb、ChlT，處理10d的淀粉與辣椒耐弱光性顯著相關(guān)。 5.低溫弱光處理使辣椒葉片

9、的φPSⅡ、Fv′/Fm′、qP、Fm、Fo、Fv、Fm′、Fo′和Fv'均降低，NPQ和Fs增大。單一弱光處理使辣椒葉片φPS Ⅱ、qP逐漸降低，F(xiàn)v′/Fm′前期降低，末期升高；Fs、Fo、Fm、Fv、Fm′、 Fo′和Fv′均顯著升高。低溫弱光處理15d辣椒葉片的Fm′、Fv′、Fv′/Fm′、qP、φPSⅡ、NPQ均與辣椒耐低溫弱光性鑒定綜合隸屬函數(shù)值達(dá)極顯著相關(guān)；單一弱光處理15d辣椒葉片的Fm′、Fo′、Fv′、Fs、qP和

10、處理5d的Fm、Fo與辣椒耐弱光性極顯著相關(guān)，葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)可用于辣椒耐低溫弱光性和耐弱光性快速、準(zhǔn)確、大量的鑒定。 6.確立了15項(xiàng)指標(biāo)組成的辣椒耐低溫弱光性鑒定指標(biāo)體系和操作體系。分別為：15℃/5℃(晝/夜)，100 μmol·m-2·s-1PFD下處理15d的SOD、APX、Chla/b、Fm′、Fv′、Fv′/Fm′、qP、φPSⅡ、NPQ，處理10d可溶性蛋白、淀粉、根冠比，處理20d的可溶性糖、Car、Car/Ch

11、lT。8項(xiàng)與耐低溫弱光性綜合隸屬函數(shù)值達(dá)極顯著相關(guān)，7項(xiàng)達(dá)顯著相關(guān)。 7.確立了21項(xiàng)指標(biāo)組成的辣椒耐弱光性鑒定指標(biāo)體系和操作體系。分別為：28℃/18℃(晝/夜)，100μmol·m-2·s-1PFD下處理5d的.APX、Pro、Fm、Fo、Fv、Chla、Chlb、ChlT、Car、Car/ChiT，處理10d的MDA、淀粉、離子滲漏率，處理15d的Fm′、Fo′、Fv′、qP、φPSⅡ、NPQ、Fs、SLA。11項(xiàng)與辣椒耐

12、弱光性綜合隸屬函數(shù)值達(dá)極顯著相關(guān)，10項(xiàng)達(dá)顯著相關(guān)。 8.改進(jìn)的以單葉受低溫傷害程度分級(jí)統(tǒng)計(jì)的冷害指數(shù)和植株低溫死亡率能較準(zhǔn)確反映辣椒品種的耐低溫弱光性，可以作為辣椒耐低溫弱光性鑒定簡(jiǎn)單易行的方法。單一弱光處理任意時(shí)期的辣椒葉片Car含量和Car/chlT值均與辣椒耐弱光性鑒定綜合隸屬函數(shù)值達(dá)顯著正相關(guān)，是辣椒耐弱光性鑒定簡(jiǎn)單、穩(wěn)定的理想指標(biāo)。 9.由綜合隸屬函數(shù)值鑒定的12個(gè)辣椒試驗(yàn)品種耐低溫弱光性由強(qiáng)至弱為：湘研1號(hào)