NaCl胁迫对不同品种辣椒幼苗生理生化特性的影响

周 静，徐 强，张 婷

(安徽农业大学 园艺学院，安徽 合肥230036)

NaCl胁迫对不同品种辣椒幼苗生理生化特性的影响

周 静，徐 强，张 婷

(安徽农业大学 园艺学院，安徽 合肥230036)

【目的】 测定NaCl胁迫下2种辣椒生理生化指标的变化，研究2个辣椒品种对盐胁迫响应的生理生化机制。【方法】 以“强丰7301”和“秋艳”2个辣椒品种为材料，采用沙培法研究不同浓度NaCl(0(CK)，50，100，150，200，250 mmol/L)胁迫对辣椒幼苗叶片丙二醛(MDA)、游离脯氨酸(Pro)含量和抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性的影响。【结果】 当胁迫时间相同时，随着NaCl浓度的增加，2个辣椒品种幼苗叶片中的MDA和Pro含量总体呈上升趋势，抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性呈先升高后下降的趋势。【结论】 高浓度(200，250 mmol/L)NaCl处理会使辣椒植株逐渐表现出盐害症状；在相同浓度NaCl处理下，“秋艳”的盐害程度较“强丰7301”重。

盐胁迫；辣椒；生理生化特性

由于设施土壤常年栽培，设施内土壤中的盐类积累已对辣椒、黄瓜等蔬菜造成连作障碍，使其减产严重。现今对经济作物的耐盐性研究也逐渐增多，如已有人研究了耐盐黄瓜、大豆、茄子等传统蔬菜，而且成绩比较突出[4-5]。目前对辣椒在盐胁迫下的研究较少，现有研究主要集中在种子萌发期[6]、复合逆境[7]及外源物质的缓解效应上[8]，而缺少盐胁迫对不同品种辣椒生理特性影响的系统研究。因此，采取各种方法来提高植物耐盐性是植物抗逆性研究的重要方面。本试验采用沙培方法，比较NaCl胁迫下不同品种辣椒幼苗期的生理生化特性差异，初步总结出NaCl胁迫下辣椒幼苗的一些生理生化特点，以期为丰富植物适应盐胁迫的生理机制和耐盐辣椒品种的筛选提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料来源及处理

供试的辣椒品种为江淮园艺公司生产的“强丰7301”和“秋艳”。试验在安徽农业大学园艺学院园艺实验室内进行，采用统一规格的花盆进行育苗，在相同的环境条件下栽培管理，并在辣椒幼苗期进行不同浓度NaCl胁迫处理。

1.1.1 萌发期处理 选择色泽好、大小一致、籽粒饱满的2个辣椒品种的种子，分别放入100 g/L次氯酸钠溶液中消毒20 min，用蒸馏水洗净，浸种24 h，置于直径为15 cm、底部铺有3层滤纸的培养皿中，每皿50粒，重复3次，置于(28±1) ℃恒温培养箱中催芽。

1.1.2 幼苗期处理 待辣椒种子萌发的芽长有1 cm时将其移至营养钵中进行沙培(V(沙子)∶V(珍珠岩)∶V(草炭)=1∶1∶1)，于自然光照下培养，每隔1 d浇灌1次1/2(稀释倍数)日本山崎甜椒配方的营养液。出苗后每盆保留大小均匀的5棵幼苗，待辣椒长至5叶1心时进行不同浓度的NaCl胁迫处理，处理液为加入NaCl的日本山崎甜椒配方的全营养液，各处理NaCl终浓度分别是50，100，150，200，250 mmol/L[9-10]，对照(CK)为日本山崎甜椒配方的全营养液，其中NaCl浓度为0。每个处理9盆，随机区组设计，重复3次。NaCl溶液每24 h浇灌1次，分别于处理前(0 d)和处理后5，10，15，20 d进行各项生理生化指标的测定。每个处理随机取样，重复测定3次，取平均值。

1.2 测定指标及其方法

丙二醛(MDA)含量测定采用硫代巴比妥酸法[11]；叶片游离脯氨酸(Pro)含量测定采用茚三酮比色法[11]，超氧化物歧化酶(SOD)活性测定采用氮蓝四唑法(NBT)[12]，过氧化物酶(POD)活性测定采用愈创木酚法[13]，过氧化氢酶(CAT)活性测定采用紫外吸收法[13]。

1.3 数据统计

数据处理及绘图采用 Excel 2003软件，方差分析采用SAS 9.1软件，并对平均数进行Duncan’s多重比较。

2 结果与分析

2.1 NaCl胁迫对辣椒幼苗叶片MDA含量的影响

MDA是植物遭受逆境伤害时发生膜脂过氧化作用的产物。MDA含量的变化是反映细胞膜脂过氧化作用强弱的一个重要指标[14]。从图1可以看出，“强丰7301”在NaCl胁迫后5 d，随着NaCl浓度的增加MDA含量迅速增加，分别高于对照15.9%，106.5%，127.9%，152.1%和159.0%；在NaCl盐胁迫后的10，15和20 d，随着胁迫时间的增加，MDA含量不再上升，其原因可能是MDA与细胞膜上的蛋白质发生了交联且反应达到平衡。而“秋艳”MDA含量随着NaCl浓度的增大总体呈上升趋势，在NaCl盐胁迫后20 d，250 mmol/L NaCl盐胁迫下MDA含量达到最大值，高于对照100.6%。

2.2 NaCl胁迫对辣椒幼苗叶片SOD活性的影响

由图2可知，“强丰7301”在NaCl胁迫后5 d，200和250 mmol/L NaCl处理SOD活性与对照相比差异不显著，以150 mmol/L NaCl处理的SOD活性最高，显著高于对照58.3%；在NaCl胁迫10，15和20 d时，与对照相比各处理的SOD活性变化显著，其中200 和250 mmol/L NaCl处理的SOD活性总体较低。“秋艳”在处理5～20 d时，各NaCl浓度处理之间的SOD活性差异显著；在处理5，10和15 d时，100 mmol/L NaCl处理的SOD活性最高，而在处理20 d时，50 mmol/L NaCl处理的SOD活性最高。表明SOD活性因受到NaCl胁迫的诱导而增强，可以维持活性氧代谢的平衡，保护膜结构，这在一定程度上减缓了逆境胁迫对植物的伤害，对活性氧的清除起到了积极作用。

图1 NaCl胁迫对不同品种辣椒幼苗叶片丙二醛(MDA)含量的影响图柱上标不同小写字母者表示处理之间差异显著(P<0.05 )(LSD法标记)。下图同
Fig.1 Effects of NaCl stress on MDA content in seedlings of different pepper varieties Different lowercase letters indicate significant difference between treatments (P<0.05) (LSD’s test).The same below

2.3 NaCl胁迫对辣椒幼苗叶片POD活性的影响

NaCl胁迫对不同品种辣椒幼苗叶片POD活性的影响见图3。

图3 NaCl胁迫对不同品种辣椒幼苗叶片POD活性的影响
Fig.3 Effects of NaCl stress on POD activities in seedlings of different pepper varieties

由图3可以看出，在处理5～20 d后，2个辣椒品种的POD活性均随NaCl浓度的增加呈先上升后下降的趋势，随着胁迫时间的延长POD活性总体呈上升趋势。2个辣椒品种在胁迫后5 d，各个处理间的POD活性值变化显著。在盐胁迫后10，15和20 d，“强丰7301”以150 mmol/L NaCl处理的POD的活性最大,而“秋艳”以100 mmol/L NaCl处理的POD活性最大，“秋艳”POD活性最大值与“强丰7301”相比分别降低了55.62%，55.58%和53.97%。由此可以看出，在不同处理时间、不同NaCl浓度下，都出现了POD活性最高值，此最高值对应的胁迫时间和NaCl浓度就是辣椒的最大耐受临界值，超过此值，POD活性下降。

2.4 NaCl胁迫对辣椒幼苗叶片CAT活性的影响

由图4可以看出，2个辣椒品种的CAT活性变化与SOD、POD活性变化表现出相似的趋势，在处理5，10，15和20 d时，随着NaCl浓度的增加总体呈先上升后下降的变化趋势，但是随着NaCl胁迫时间的延长，CAT活性的变化总体呈上升趋势。在胁迫后5 d，250 mmol/L NaCl处理的“强丰7301”和50 mmol/L NaCl处理的“秋艳”的CAT活性与对照相比差异均不显著，2个品种其余NaCl处理的CAT活性均与对照差异显著。在NaCl处理10 d时，“强丰7301”在0，50,100,150,200和250 mmol/L NaCl处理下的CAT活性均明显高于“秋艳”，分别较之增加了32.83%，37.71%，36.13%，32.78%，49.81%和59.03%。随着NaCl胁迫时间的延长，2个辣椒品种均以250 mmol/L NaCl处理下的CAT活性值最低。

图4 NaCl胁迫对不同品种辣椒幼苗叶片CAT活性的影响
Fig.4 Effects of NaCl stress on CAT activities in seedlings of different pepper varieties

2.5 NaCl胁迫对辣椒幼苗叶片Pro含量的影响

由图5可以看出，胁迫0 d时，辣椒的Pro含量比较低且稳定，但当其受到NaCl胁迫后，在一定NaCl浓度范围内，随着NaCl浓度的增加，Pro含量总体上均有较大幅度的提高。“强丰7301”在NaCl处理后10，15和20 d时，其Pro含量与对照相比呈上升趋势，且10，15和20 d的Pro含量最大值分别较“秋艳” 高71.68%，112.37%和102.77%。“秋艳”的Pro含量虽然在50～250 mmol/L NaCl胁迫5 d达到了最大值，但其调节能力较为有限；在10～20 d，随着NaCl胁迫时间的延长，其Pro含量大体呈下降趋势，最大值较5 d时依次下降26.81%，48.38%和37.89%。

3 讨 论

植物耐盐性受多种因素控制，不同植物的耐盐性和耐盐机制各不相同，即使是同一种植物的不同品种，其各种抗盐生理生化指标也存在差异。本研究分析了不同浓度NaCl(0，50，100，150，200和250 mmol/L)胁迫下2个辣椒品种幼苗叶片中MDA和Pro含量以及SOD、POD、CAT活性的变化规律。

植物在遭受生物胁迫或非生物胁迫时，会产生活性氧，活性氧性质活跃，在植物缺少保护时，会破坏细胞的生物膜脂、蛋白质和核酸，从而使植物的正常新陈代谢受到严重干扰[15]。人们对盐胁迫下植物体内的抗氧防御系统进行了大量研究，并确定其由一些能清除活性氧的酶系和抗氧化物质组成，如SOD、POD、CAT、ASA等，他们协同作用共同抵抗盐分胁迫诱导的氧化伤害，单一的抗氧化酶不足以防御这种氧化胁迫[16]。本试验中，2个辣椒品种幼苗叶片中SOD、POD、CAT活性的变化趋势大体相同，随着NaCl浓度的增加均呈先升后降的趋势，而随着NaCl胁迫时间的延长总体变化趋势是上升的，但出现峰值的时间不同，这与杜利霞等[17]的研究结果一致。本研究中，在NaCl胁迫下，2种辣椒幼苗叶片SOD、POD、CAT活性总体上均高于对照，表明在NaCl胁迫下，2个辣椒品种的幼苗叶片可以通过SOD、POD、CAT的相互协调、共同协作来提高自身的活性，从而清除膜脂过氧化作用产生的MDA，最终起到保护膜结构的作用，减轻植株受到的盐胁迫伤害。本试验结果表明，在一定浓度NaCl胁迫下，作物内源 SOD 活性增加，MDA 含量降低，质膜透性下降，这与赵可夫[18]的研究结果一致。可见SOD 等自由基清除系统对保护膜结构、提高作物耐盐性有一定作用。本研究结果表明，“强丰7301”受到盐胁迫伤害的程度轻于“秋艳”。

Pro是一种重要的有机渗透调节物质，具有平衡液泡中的高浓度盐分、避免细胞质脱水、稳定细胞蛋白质结构、防止酶变性失活和保持氮含量等作用[19]。当受到盐胁迫的程度达到一定限度，Pro的积累能力便会降低，因而植物的渗透调节能力也会下降。Pro的积累是植物对抗盐胁迫而采取的一种保护生理应激措施[20]。本试验中，在低浓度(50～100 mmol/L)NaCl胁迫下，辣椒Pro含量积累不明显；随着NaCl浓度的增加，2种辣椒Pro含量总体呈上升趋势，从而防止质膜透性的变化，对质膜的完整性有保护作用，可降低高盐胁迫的伤害。

综上所述，在低浓度(50～100 mmol/L) NaCl胁迫下，2个辣椒品种的幼苗表现出的盐害症状较轻，这种现象可能与低盐促进细胞的渗透调节有关。该结果与宋旭丽等[10]和那桂秋等[21]对辣椒和大豆的研究结果相同。在NaCl浓度为150 或200 mmol/L时，辣椒幼苗叶片能很好地通过自身的抗氧化酶清除系统和渗透调节物质来抵抗盐胁迫引起的破坏。在此过程中，SOD起到了积极的抗氧化作用，Pro作为渗透调节物质也发挥了一定的作用。250 mmol/L NaCl处理对植株造成了不可逆损伤，最终导致植株生长缓慢、萎蔫。另外，2个辣椒品种的幼苗在NaCl处理15 d时Pro含量变化趋势与其他处理时间下有所不同，Pro含量随着NaCl浓度增大先升高后下降，这可能与NaCl处理环境和处理时间有关，故关于NaCl胁迫下Pro与幼苗生长之间的关系还需进一步验证。同时，本试验只研究了NaCl胁迫3周抗性指标的变化，对于辣椒幼苗长期的耐盐胁迫机制仍需继续研究。

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Effect of NaCl stress on physiological characteristics of seedlings of different pepper varieties

ZHOU Jing，XU Qiang，ZHANG Ting

(SchoolofHorticulture,AnhuiAgriculturalUniversity,Hefei,Anhui230036,China)

【Objective】 To provide theoretical guidance for application of peppers,this experiment studied the physiological and biochemical mechanism of two pepper varieties under salt stress.【Method】 Taking two pepper varieties (“Qiangfeng 7301” and “Qiuyan”) as materials and using sand cultivation method,this paper studied the effects of NaCl with different concentrations (0(CK),50,100,150,200,and 250 mmol/L) on contents of MDA and proline and activities of antioxidant enzymes (SOD,POD,and CAT) of seedlings.【Result】 With the increase of NaCl concentration,the contents of MDA and proline in seedling leaves of both peppers increased,while the activities of antioxidant enzymes (SOD,POD,and CAT) increased initially and then decreased.【Conclusion】 High salt concentrations(200 and 250 mmol/L) induced salt harm symptom of both pepper varieties.At same NaCl concentrations,“Qiuyan” had stronger salt harm degree than “Qiangfeng 7301”.

salt stress；pepper；physiological characteristics

2013-10-05

2013年度安徽高校省级科学研究项目(KJ2013A116)

周 静(1987-)，女，安徽灵璧人，在读硕士，主要从事植物生理研究。E-mail：zhoujing0186@126.com

徐 强(1978-)，男，河南息县人，副教授，博士，硕士生导师，主要从事农田生态和植物栽培生理生态研究。 E-mail：qiang_xu1015@163.com

时间:2015-01-05 08:59

10.13207/j.cnki.jnwafu.2015.02.014

Q945.78；S641.3

A

1671-9387(2015)02-0120-06

网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20150105.0859.014.html