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內(nèi)外的育種目標。耐低溫弱光性鑒定是研究植物耐性機理和篩選耐低溫弱光材料的基礎(chǔ)，而所采用鑒定指標的合理性及準確性是對育種材料耐性進行客觀評價的關(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大。目前，尚無辣椒

2、耐低溫弱光種質(zhì)鑒定篩選的統(tǒng)一指標和方法。 本研究以12個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氧化(離子滲漏率、 MDA)、酶和非酶保護系統(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個單項指標的動態(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體系和操作體系，應(yīng)用該體系對供試12個辣椒品種的耐低溫弱光性和耐弱光性進行了鑒定。 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。處理初期各種保護酶的活性增強與品種的耐低溫弱光性之間沒有顯著相關(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)，其它保護酶活性和非酶保護物質(zhì)含量與辣椒的耐弱光性之間無相關(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)為保護作用；耐低溫弱光性較強的4＃品種和較弱的63品

7、種中Pro含量與耐性呈負相關(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。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)，葉綠素熒光技術(shù)可用于辣椒耐低溫弱光性和耐弱光性快速、準確、大量的鑒定。 6.確立了15項指標組成的辣椒耐低溫弱光性鑒定指標體系和操作體系。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項與耐低溫弱光性綜合隸屬函數(shù)值達極顯著相關(guān)，7項達顯著相關(guān)。 7.確立了21項指標組成的辣椒耐弱光性鑒定指標體系和操作體系。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項與辣椒耐

12、弱光性綜合隸屬函數(shù)值達極顯著相關(guān)，10項達顯著相關(guān)。 8.改進的以單葉受低溫傷害程度分級統(tǒng)計的冷害指數(shù)和植株低溫死亡率能較準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單易行的方法。單一弱光處理任意時期的辣椒葉片Car含量和Car/chlT值均與辣椒耐弱光性鑒定綜合隸屬函數(shù)值達顯著正相關(guān)，是辣椒耐弱光性鑒定簡單、穩(wěn)定的理想指標。 9.由綜合隸屬函數(shù)值鑒定的12個辣椒試驗品種耐低溫弱光性由強至弱為：湘研1號