摘? ?要? ?為探究低溫下不同硒處理對辣椒種子萌發(fā)和幼苗生長的影響,采用氣候培養(yǎng)箱模擬低溫環(huán)境,以隴椒5號為試材,設(shè)置7個濃度處理(0.01、0.05、0.09、0.12、0.15、0.18 mg/L和清水對照)和2個低溫處理階段,分別為種子萌發(fā)時4 ℃處理48 h,幼苗期(2葉1心)12 ℃處理7 d,測定分析種子萌發(fā)和幼苗生理特性,結(jié)果表明:4 ℃處理下,T3(0.09 mg/L)處理辣椒種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、株高、芽苗高較CK分別增加23.02%、3.63%、20.01%、19.1%和16.52%;12 ℃處理下,T3處理辣椒幼苗O2-(超氧陰離子)和MDA(丙二醛)含量較CK分別顯著降低34.57%和15.34%;其葉綠素含量、根系活力、可溶性蛋白含量、SOD(超氧化物歧化酶)、POD(過氧化物酶)和CAT(過氧化氫酶)活性較CK分別顯著增加56.87%、25.38%、22.53%、21.04%、16.27%和11.58%。綜上,T3處理可促進低溫脅迫下辣椒種子萌發(fā)和幼苗生長,提高辣椒抗冷性。
關(guān)鍵詞? 辣椒;硒酵母;低溫脅迫;種子萌發(fā);幼苗生長
辣椒(Capsicum annuum L.)是甘肅定西地區(qū)農(nóng)業(yè)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)之一。近年來隨著定西區(qū)域氣候的變化,露地辣椒育苗和定植階段倒春寒現(xiàn)象發(fā)生普遍,給生產(chǎn)者造成很大經(jīng)濟損失?,F(xiàn)階段蔬菜苗期多采用外源化學(xué)物質(zhì)抵御低溫逆境,但對于辣椒苗期抗低溫脅迫的化學(xué)調(diào)控措施研究較少,篩選適宜濃度的外源化學(xué)調(diào)控物質(zhì)對增強辣椒苗期抗低溫脅迫能力具有重要意義。
硒(Se)作為植物體內(nèi)GSH-Px(谷胱甘肽過氧化物酶)的主要組成部分,其在促進生長發(fā)育、改善果實品質(zhì)、提高植株抗氧化能力、增強抗逆性方面效果突出。硒酵母片價格低廉且含硒量高(70 mg中含硒50 μg),用于辣椒浸種不會出現(xiàn)食品安全問題。目前,硒酵母對植株生長發(fā)育影響的研究鮮有報道,其中低溫脅迫對辣椒生產(chǎn)應(yīng)用研究報道極缺。因此,本試驗以隴椒5號為試材,探究低溫下不同濃度硒酵母溶液處理對辣椒種子萌發(fā)(低溫4 ℃)和幼苗(低溫12 ℃)生長的影響,期望能夠篩選出低溫條件下辣椒苗期最佳硒酵母溶液濃度,以期進一步探索出增強辣椒種子萌發(fā)和幼苗抗低溫脅迫的簡單便捷措施。
1? ?材料與方法
1.1? ?試驗材料? ?辣椒品種為隴椒5號,試驗所用硒酵母商品為西維爾。
1.2? ?試驗設(shè)計? ?試驗于2023年4月在甘肅定西安定區(qū)溫室進行,設(shè)7個處理(表1),每個處理選取50粒辣椒種子,3次重復(fù)。辣椒種子各處理使用不同濃度硒酵母溶液30 mL黑暗中浸種24 h。
辣椒種子4 ℃萌發(fā)試驗:取浸泡后的種子,將其放在上下均與相應(yīng)處理濃度硒酵母溶液濕潤的濾紙上,蓋上培養(yǎng)皿(直徑120 mm)蓋,放入4 ℃冰箱中處理48 h,取出放入26 ℃氣候培養(yǎng)箱中進行常規(guī)培養(yǎng),對種子萌發(fā)和生長情況進行觀察記錄。
辣椒幼苗12 ℃處理試驗:取浸泡后的種子,放入培養(yǎng)皿,置于26 ℃氣候培養(yǎng)箱中進行常規(guī)培養(yǎng)。將發(fā)芽的種子放入帶有育苗基質(zhì)的50孔穴盤(54 cm×28 cm)中,將穴盤放入光照強度均為 200 μmol/m2·s , 光周期均為 12 h光/12 h暗,白天28 ℃、晚上26 ℃的氣候培養(yǎng)箱中。每隔2 d澆灌500 mL霍格蘭營養(yǎng)液,在辣椒幼苗長至2葉1心時,在氣候培養(yǎng)箱內(nèi)進行12 ℃培養(yǎng)7 d的處理,觀察記錄辣椒幼苗生長情況并取樣。
1.3? ?測定指標(biāo)
1)根長。用直尺測定辣椒芽苗主根長度,每個處理選擇15株。
2)芽苗高。用直尺測定辣椒芽苗子葉到根頸的長度,每個處理選擇15株。
3)生理生化指標(biāo)。幼苗長至2葉1心時,用硫代巴比妥酸法測定MDA含量;用羥胺氧化法測定超氧陰離子含量;用分光光度法測定葉綠素含量;用考馬斯亮藍法測定可溶性蛋白含量;用氯化三苯基四氮唑法測定根系活力;用氮藍四唑法測定SOD含量;用愈創(chuàng)木酚法測定POD含量;CAT活性通過試劑盒測定。
2? ?結(jié)果與分析
2.1? ?不同硒處理對低溫下辣椒種子萌發(fā)的影響? ?適宜濃度的硒酵母溶液(T3,0.09 mg/L)浸種處理可以促進辣椒種子在低溫(4 ℃)下的萌發(fā)與生長,濃度過大(T5,0.15 mg/L)則會抑制種子萌發(fā)與生長 (表2)。T5處理較CK在發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、根長、芽苗高方面分別降低17.45%、0.06%、5.14%、8.3%和4.24%;T3處理綜合表現(xiàn)最佳,其發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、根長及芽苗高分別較CK提高23.02%、3.63%、20.01%、19.1%和16.52%。
2.2? ?不同硒處理對低溫下辣椒幼苗傷害物質(zhì)產(chǎn)生的影響? ?辣椒幼苗在低溫(12 ℃)條件下,隨處理天數(shù)增加,植株體內(nèi)O2-產(chǎn)生速率呈現(xiàn)上升—下降—上升趨勢(圖1),在低溫處理第7 d,T3和T4處理O2-含量顯著低于CK,分別降低34.57%和20.54%,而T5和T6處理體內(nèi)O2-含量上升,分別較CK增加2.77%和5.36%。綜合表現(xiàn)T3最佳。
幼苗在低溫(12 ℃)條件下,辣椒體內(nèi)MDA含量呈現(xiàn)先升后降趨勢(圖2),處理第7 d,T3處理MDA含量較CK降低15.34%,且差異顯著;而高濃度硒酵母處理下T5和T6的 MDA含量較CK分別增加1.46%和2.87%。
2.3? ?不同硒處理對低溫下辣椒幼苗葉綠素的影響? 隨著低溫處理時間增加,辣椒幼苗葉綠素含量出現(xiàn)下降趨勢(圖3),處理第7 d,T3葉綠素含量高于CK 56.87%,且差異顯著;而高濃度硒酵母會抑制低溫脅迫下辣椒葉綠素的合成,T5和T6葉綠素含量較CK分別顯著降低13.82%和19.4%。
2.4? ?不同硒處理對低溫下辣椒幼苗根系活力的影響? ?隨著低溫處理時間增加,各處理根系活力呈現(xiàn)逐漸降低趨勢(圖4)。適宜的硒酵母濃度可以提高辣椒幼苗根系在低溫下的活力,處理第7 d,T3根系活力較CK顯著增加25.38%;而過低或過高濃度的硒酵母均會降低根系活力,處理第7 d,T1(0.02 mg/L)和T6(0.18 mg/L)較CK根系活力分別顯著降低1.69%和1.26%。
2.5? ?不同硒處理對低溫下辣椒幼苗可溶性蛋白活性的影響? ?不同硒處理辣椒幼苗在低溫脅迫下體內(nèi)可溶性蛋白含量呈現(xiàn)逐漸增加趨勢(圖5)。處理第7 d,T3處理表現(xiàn)最佳,其可溶性蛋白含量較CK顯著增加22.53%;高濃度硒處理會抑制可溶性蛋白的合成,在處理第7 d,T6較CK可溶性蛋白含量顯著降低2.39%。
2.6? ?不同硒處理對低溫下辣椒幼苗抗氧化酶活性的影響? ?隨著低溫處理時間增加,辣椒幼苗體內(nèi)SOD活性、POD活性以及CAT活性均呈現(xiàn)先升后降趨勢(圖6)。處理第7 d,T3處理SOD、POD、CAT活性分別較CK顯著增加21.04%、16.27%和11.58%;高濃度硒處理會抑制SOD、POD、CAT活性,處理第7 d,T5較CK的SOD、POD、CAT活性分別顯著降低4.6%、0.47%、1.45%。綜合各處理在低溫脅迫下抗氧化酶活性,T3表現(xiàn)最佳。
3? ?小結(jié)與討論
硒作為植物吸收的必要元素以及生理活動的多方面參與者,在減少活性氧損傷、保護細胞膜完整性、提高光合呼吸等方面作用突出,可以對低溫脅迫下種子萌發(fā)和生長起到促進作用。張昊楠研究發(fā)現(xiàn),低溫硒處理水稻種子,相比較不施硒處理,在0.5 mg/L 硒濃度下水稻種子發(fā)芽率顯著增加3.37%,水稻幼苗體內(nèi)可溶性蛋白顯著增加122.73%,根系活性顯著上升92.25%。史雅涵等研究發(fā)現(xiàn),30 g/hm2硒處理下,蕓豆種子發(fā)芽率顯著增加,葉片中葉綠素含量7.92%,植株體內(nèi)MDA含量降低20.32%。本試驗發(fā)現(xiàn),T3(0.09 mg/L)處理在低溫下可以促進硒酵母溶液浸種后辣椒種子的萌發(fā)與生長,而過高濃度(≥0.15 mg/L)則會產(chǎn)生抑制作用,同時硒酵母溶液浸種處理還增加了辣椒幼苗對逆境脅迫的抗性,體內(nèi)抗氧化還原酶活性顯著增加,膜質(zhì)過氧化產(chǎn)物降低顯著,根系活力和葉片中葉綠素含量均保持在較高水平。
綜上,適宜的硒酵母濃度處理可以有效緩解低溫脅迫給辣椒種子萌發(fā)和幼苗生長帶來的抑制? ? 作用,本試驗中硒浸種和幼苗處理最適濃度為? ?0.09 mg/L。
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趙世軍,甘肅省定西市安定區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村綜合服務(wù)中心,郵編743000。
收稿日期:2023-09-07