辣椒苗期耐热性及其生理生化特性研究

姜燕 ，黄新根 ，杨寅桂 ，周庆红 ，郑咪 ，肖旭峰

（1.江西农业大学农学院，南昌，330045；2.江西农望高科技有限公司）

辣椒苗期耐热性及其生理生化特性研究

姜燕1，黄新根2，杨寅桂1，周庆红1，郑咪1，肖旭峰1

（1.江西农业大学农学院，南昌，330045；2.江西农望高科技有限公司）

对6个耐热性不同的辣椒品种进行高温处理，计算热害指数，并研究辣椒幼苗叶片中超氧化物歧化酶、过氧化物酶的活性变化，以及丙二醛、脯氨酸的含量变化。结果表明，辛香8号和辛香24号耐热性较强；随着胁迫温度的升高，辣椒叶片中SOD的活性均表现为先上升后下降；POD活性与品种耐热性无明显相关性；MDA含量和脯氨酸含量与胁迫温度呈正相关。SOD活性、PRO和MDA含量变化可以作为辣椒耐热性鉴定的生理指标，而POD活性则不适合用于鉴定辣椒的耐热性。

辣椒；苗期；耐热性；生理生化特性

姜燕（1991-），女，在读硕士，研究方向为蔬菜学，

电话：15870685131，E-mail：sylvia0201@126.com

杨寅桂，男，通信作者，副教授，研究方向为蔬菜学，

电话：13077994709，E-mail：yangyingui@163.com

辣椒（Capsicum annuumL.）是重要的果菜类蔬菜，在解决夏淡季蔬菜供应中具有重要地位，近年来栽培面积不断扩大。辣椒是一种喜温性植物，而高温却不利于其生长，由于耐热品种较少，在长江以南地区夏季持续高温条件下，早熟品种难以越夏，中、晚熟品种开花多而结果少，导致产量锐减[1]。研究辣椒高温伤害及其生理生化指标的变化，将有助于采取相应措施减轻高温为害，为筛选辣椒耐热品种提供有效的途径。本试验选用耐热性不同的辣椒品种植株进行高温处理，对各个辣椒品种的热害症状以及生理生化指标进行研究，以期找到适宜的鉴定辣椒耐热性的指标，为选育耐高温辣椒品种和耐高温栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与处理

本试验以耐热性不同的6个辣椒品种为试材，分别为辛香2号、辛香8号、辛香24号、杭椒一号、辣丰三号、农大8819，所用辣椒种子均由江西农望高科技有限公司提供。本试验于2013年9~12月在江西农业大学农学院省果蔬保鲜质量点实验室内进行。

每个品种取200粒大小均一、饱满的种子，清水浸种4 h，再用2%NaOH浸种15 min后取出，清水洗净后用湿纱布包裹放入培养皿中，置于30℃人工培养箱内黑暗条件下催芽，保持纱布湿润。种子露白后播种于装有基质（草炭∶蛭石=3∶1）的32孔穴盘中，在光照14 h、黑暗10 h、25℃条件下育苗。

1.2 试验方法

①热害指数统计方法 当幼苗具4片真叶时，移栽至10 cm×10 cm（直径×高）塑料营养钵中，6~8片真叶时移入人工气候箱，45℃下处理24 h，调查热害症状。热害指数的测定参照贾开志等[2]的方法，并加以改进，将热害分5级，分级标准如下：0级，植株生长正常，无受害症状；1级，植株稍有萎蔫，少数新叶轻微失水；2级，植株萎蔫，中下部叶片下垂、皱缩；3级，植株严重萎蔫，上部叶片严重下垂，新叶失水、皱缩；4级，植株叶片全部干枯或脱落。

②生理生化指标测定方法 超氧物歧化酶（SOD）活性按高俊凤[3]的NBT光化还原法测定。过氧化物酶（POD）活性参照曹建康[4]的方法测定。丙二醛（MDA）含量参照高俊凤[3]的方法测定。游离脯氨酸（PRO）含量参照张蜀秋[5]的方法测定。各指标重复测3次。

1.3 数据分析

热害指数的计算，热害指数=∑[各株级数/（最高级数×总株数）]×100[2]；应用 Excel和 SPSS 软件对SOD活性、POD活性、MDA含量以及PRO含量进行分析。

2 结果与分析

2.1 辣椒苗期耐热性的鉴定

表1结果表明，辛香8号和辛香24号的热害指数小于10，耐热性强，为耐热品种；辛香2号、杭椒一号和辣丰三号的热害指数20.0~35.0，耐热性较强；而农大8819的热害指数达65.0，耐热性弱，为热敏品种。

2.2 热胁迫对不同品种辣椒幼苗生理生化指标的影响

①高温对幼苗SOD活性的影响 超氧化物歧化酶（SOD）具有清除自由基的能力，是膜脂过氧化的主要保护酶系[6]。本试验结果表明，高温处理前，各辣椒品种的SOD活性无显著差异。在35℃高温处理后，各辣椒品种的SOD活性都有所增加，其中，辛香24号增幅最大，达到92.72%；农大8819的增幅最小，为41.7%；其余品种增幅均在65%左右，差异不大。在经40℃高温处理后，各品种的SOD活性开始下降，其中，农大8819的降幅最大，达到71.49%，其余品种降幅都较小，在18.37%～38.93%（图 1）。

②高温对幼苗POD活性的影响 POD在植物体内的主要作用是清除H2O2，将其分解为O2和H2O，有效地保护细胞免受损伤[7]。本试验结果表明，热胁迫下，随着胁迫温度的升高，辛香2号、辛香8号、辛香24号和杭椒一号的POD活性均呈上升趋势，其中，辛香24号的增幅最大，其他3个品种增幅差异不大；而辣丰三号和农大8819的POD活性呈下降趋势，其中，农大8819的降幅明显（图2）。

③高温对幼苗中MDA活性的影响 丙二醛（MDA）是膜脂过氧化作用的最终产物，其含量的高低是膜脂过氧化程度的重要标志[7]。结果表明，热处理前，农大8819的MDA含量为0.852 mmol/g，明显高于其他品种。热胁迫后，6个品种的MDA含量随着胁迫温度的上升都持续增加，其中，辛香8号和辛香24号的增值较小，分别为0.442 mmol/g和0.859 mmol/g；农大8819的增值较大，MDA含量达到2.536 mmol/g，仍明显高于其他品种（图3）。

④高温对幼苗中PRO活性的影响 脯氨酸（PRO）是植物蛋白质的组成成分之一，并可以游离状态广泛存在于植物体中。几乎所有的逆境都会造成植物体内脯氨酸的积累[8]。本试验结果表明，不同品种辣椒叶片中PRO含量变化差异明显，且脯氨酸含量与胁迫温度呈正相关。30℃时，各品种叶片中PRO含量差异不大。热胁迫后，各辣椒品种的PRO含量均有所增加，其中，耐热品种辛香8号和辛香24号的积累量较高（图4）。

表1 辣椒幼苗经45℃24 h处理的热害指数

3 讨论

苗期耐热性分析认为，以热害症状表现为主的人工模拟气候法鉴定结果准确稳定，简单可靠，且与田间自然高温鉴定结果一致性较高，能够较准确快捷地反映出辣椒品种耐热性强弱。

图1 高温胁迫对不同耐热性辣椒叶片SOD活性的影响

图2 高温胁迫对不同耐热性辣椒叶片POD活性的影响

图3 高温胁迫对不同耐热性辣椒叶片MDA含量的影响

图4 高温胁迫对不同耐热性辣椒叶片脯氨酸含量的影响

热胁迫下辣椒叶片中SOD的活性均表现为先上升后下降，这有可能是由于在较低的胁迫温度下辣椒能启动抗氧化系统的保护机制，但随着胁迫温度的上升，抗氧化系统被破坏[9]。其中辛香8号和辛香24号的增幅较大而减幅较小，说明这两个品种耐热能力较强；而农大8819的增幅最小减幅最大，则说明其耐热性最差。试验中POD酶的活性在不同耐热性辣椒品种间的变化趋势并不完全一致，其中，辣丰三号和农大8819的POD活性随胁迫温度的升高而下降，而其他品种则呈缓慢上升趋势。这与徐剑锋[10]观察到的热胁迫下辣椒叶片SOD和POD的活性均表现为先上升后下降的研究结果并不一致，这可能与辣椒品种、胁迫条件的不同有关，马德华等[11]的研究也指出，POD活性与品种耐热能力不完全一致，因而，将POD作为耐热性鉴定的指标还有待进一步研究。

MDA是膜脂过氧化作用的产物，其积累对膜和细胞造成进一步的伤害。本研究发现，在热胁迫下，耐热品种与热敏辣椒品种的MDA含量都有所增加，但热敏品种的增幅明显高于耐热品种。这与姚元干等[1]的研究结果一致。MDA含量与耐热性强弱呈负相关，表明MDA含量可以作为判断辣椒耐热性的一项指标。正常情况下，植物体内的PRO含量很低，但当其处于逆境时PRO含量可急剧增加[12]。本研究发现，在高温胁迫下，脯氨酸含量迅速增加，耐热辣椒品种PRO含量增幅大于不耐热品种，因此脯氨酸含量也可作为耐热性鉴定的指标之一。

4 结论

辣椒苗期耐热指数鉴定表明，辛香8号和辛香24号的热害指数低，为耐热品种，辛香2号、杭椒一号和辣丰三号为较耐热品种，农大8819为热敏品种。高温胁迫下，耐热品种的SOD活性和PRO含量的提高都明显高于热敏品种，MDA的提高量则低于热敏品种；而POD的活性变化与耐热能力并不一致。因此，SOD活性、PRO和MDA含量变化可以作为辣椒耐热性鉴定的生理指标，而POD活性则不适合用于鉴定辣椒的耐热性。

[1]姚元干，石雪晖，杨建国，等.辣椒叶片耐热性生理生化指标探讨[J].湖南农业大学学报，1998（4）：119-122.

[2]贾开志，陈贵林.高温胁下不同茄子品种幼苗耐热性研究[J].生态学杂志，2005，24（4）：398-401.

[3]高俊凤.植物生理学实验指导[M].北京：高等教育出版社，2006.

[4]曹建康.果蔬采后生理生化实验指导[M].北京：中国轻工业出版社，2007.

[5]张蜀秋.植物生理学技术教程[M].北京：科学出版社，2011.

[6]逯明辉，巩振辉，陈儒钢，等.辣椒热胁迫及耐热性研究进展[J].北方园艺，2009（9）：99-102.

[7]贾志银，巩振辉，许红娟，等.高温胁迫对辣椒幼苗生长及生理性状的影响[J].北方园艺，2010（12）：5-8.

[8]张继澍.植物生理学[M].北京：高等教育出版社，2006.

[9]易籽林，赵坤，董文斌，等.辣椒高温胁迫研究进展[J].辣椒杂志，2011（3）：5-9.

[10]徐剑锋.甜椒耐热机理及热胁迫下生理生化变化的研究[D].福州：福建农林大学，2003.

[11]马德华，庞金安，李淑菊.高温对辣椒幼苗叶片某些生理作用的影响[J].天津农业科学，1999，5（3）：8-10.

[12]杨寅桂，李为观，娄群峰，等.黄瓜耐热性研究进展[J].中国瓜菜，2007（5）：30-34.

Study on Heat Tolerance and Physiological-biochemical Characteristics of Hot Pepper Seedlings

JIANG Yan1,HUANG Xingen2,YANG Yingui1,ZHOU Qinghong1,ZHENG Mi1,XIAO Xufeng1
(1.College of Agronomy,Jiangxi Agricultural University,Nanchang 330045;2.Jiangxi Nongwang High-tech Co.,Ltd.)

We studied the effects of high temperature stress on heat injury index,contents of MDA and proline,activities of SOD and POD in seedlings of six hot pepper cultivars.The results showed that,Xinxiang No.8 and Xinxiang No.24 were better in heat tolerance.As the temperature increased,the SOD activity firstly increased and then decreased,while the POD activity had no significant correlation with heat tolerance.The contents of MDA and proline had the positive relationship with temperature in the paper.Thus,SOD activity,proline content and MDA content could be taken as physiological indicators for heat resistance identification of hot pepper seedlings.

Hot pepper;Seedling period;Heat tolerance;Physiological-biochemical characteristics

S641.3

A

1001-3547（2014）12-0047-04

10.3865/j.issn.1001-3547.2014.12.015

江西省科技厅农业科技成果转化资金项目（2010GB2C500228）

2014-04-20