赤霉素在辣椒人工自交中的应用

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(南通科技职业学院， 江苏 南通 226007)

辣椒是常异花授粉作物，天然杂交率在5%～50%之间。在辣椒杂交育种中，亲本提纯保存及杂种自交分离中经常使用人工自交。棉花缠绕花蕾法，因便捷、高效在辣椒人工自交中普遍使用[1]。但人工自交改变了辣椒自然生长状比，在有些品种中出现坐果率低、果小、种子少、种子萌发差等现象[2]。研究发现，适当浓度赤霉能促进番茄植株、果实、种子的生长发育[3]。而目前赤霉素在辣椒上应用，主要作为种子引发剂来提高辣椒种子的萌发质量，对利用赤霉素来促进辣椒果实、种子的生长发育的研究几乎无系统报道。本试验在栽培种和野生种辣椒人工自交时使用适当浓度的赤霉素促进辣椒果实、种子发育， 以获得数量多、质量好的辣椒自交种，以期为野生辣椒的保护利用及栽培种育种基因源的拓展做好前期工作。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试栽培种辣椒为南通地方品种启东小辣椒(C.annuum)，多代自交自交纯合。

供试野生种辣椒小米辣(C.frutescens)从云南省引进，多代自交纯合[4]。

赤霉素(GA3)为分析纯，购于上海稼丰园艺有限公司。

1.2 试验仪器

光照培养箱GZX-150(北京林茂科技有限公司)、脱脂棉、游标卡尺、玻璃培养皿(90 mm)。

1.3 试验方法

赤霉素设7个处理：100 mg/L(处理1)、200 mg/L(处理2)、300 mg/L(处理3)、400 mg/L(处理4)、500 mg/L(处理5)、600 mg/L(处理6)、700 mg/L(处理7)，以清水作对照(ck)。田间试验在南通市蔬菜科学研究所试验农场钢管大棚内进行，不同浓度赤霉素溶液放在冰箱冷藏室保存。

2017年4月25日，去除辣椒ZY-6对椒、门椒花和果，4月26 —30日选择四门斗至八面风的大花蕾(当天为蕾，次日为花，每节留1朵)，笔蘸取赤霉素溶液轻轻涂抹花蕾，风干后撕一小块脱脂棉均匀展开棉纤维成薄薄一层，将脱脂棉轻轻裹在花瓣上挂上标牌标记，其余管理方法同大田保护地辣椒栽培[1,5]。每个处理人工授粉60朵花3次重复，2016年5月15 日考查各处理的坐果率，其余果和花全部摘除。7月月20日开始采收已自然成熟的全红果，测定杂交结籽情况。种子晒干后，9月20日测定种子千粒重。

2017年9月20日辣椒自交种温水浸种6 h后，分装在铺有滤纸的培养皿中，在每个培养皿放置种子60粒，每个处理3次重复，将其置于25 ℃培养箱内发芽。每天定时记录发芽的种子粒数，到第14天为止。第7天计发芽势，第14天计发芽率和测定各处理正常幼苗的根长，并根据的发芽种子数和根长，计算种子的发芽指数、活力指数。

发芽势(%)=(7 d发芽种子数/供试种子总数)×100%；

发芽率(%)=(14 d发芽种子数/处理种子总数)×100%；

发芽指数=∑(Gt/Dt)

式中：Gt为在t日的发芽数，Dt为相应的发芽日数；

活力指数(VI)=S×∑(Gt/Dt)(式中：S为平均根长(mm))。

评价处理隶属函数值(Uij)= (Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)，式中Uij表示i品种第j评价指标隶属函数值；Xij表示i品种j评价指的测定值，Xjmin表示所有处理j评价指标值的最小值；Xjmax表示所有处理处理j评价指标值的最大值。根据各评价指标的隶属函数，求算辣椒人工自交用不同浓度赤霉素处理效果综合评价值。

1.4 数据处理

试验数据采用Excel软件处理，不同处理之间的数据分析利用SPSS软件处理。

2 结果与分析

2.1 不同处理对辣椒自交种的影响

从表1统计数据分析可知，处理2赤霉素浓度在200 mg/L栽培种辣椒启东小辣椒坐果率最高，为46.1%，平均单椒结籽也最多，为68.2粒，分别比ck增加59.5%、145.3%；坐果率、单椒结籽与其他所有处理差异极显著。处理3的千粒重最高，为5.27 g，比ck增加17.1%，差异显著。赤霉素浓度在300～700 mg/L时，随着浓度的增加，对坐果率、单椒结籽数、千粒重表现出抑制作用。野生种辣椒小米辣在赤霉素浓度为400 mg/L时，坐果率、千粒重均最高，分别为30.5%、4.05 g，分别比ck增加55.6%、11.6%；其中坐果率与处理3差异不显著，但与其他所有处理差异极显著。赤霉素浓度在500～700 mg/L时，随着浓度的增加，对坐果率、单椒结籽数、千粒也表现出抑制作用(详见表1)。

2.2 不同处理对辣椒自交种萌发的影响

从表2统计数据可知，赤霉素浓度在100～300 mg/L时，处理1、处理2栽培种启东小辣椒各个萌发指标均好于ck，3个处理之间发芽势、发芽率、发芽势、发芽指数差异均不显著。赤霉素浓度在400～700 mg/L，所有处理萌发指标均低于ck；随着赤霉素浓度的增加，自交种萌发效果不断下降，赤霉素浓度在600、700 mg/L时， 发芽势、发芽率、发芽势、发芽指数均极显著低于ck。辣椒小米辣赤霉素浓度在200～400 mg/L时，野生种小米辣萌发指标均高于ck，随着浓度增加萌发效果随之改善；赤霉素浓度为400 mg/L时，发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数在所有处理中均最高，分别比ck增加25.6%、18.5%、25.3%、31.4%，与ck差异极显著。赤霉素浓度为500～700 mg/L时，随着浓度增加萌发效果不断下降，浓度越高萌发指标越差(详见表2)。

表1 不同处理对辣椒自交种的影响

品种处理坐果率(%)单椒结籽数(粒)千粒重(g)启东小辣椒131.2cC42.3bB4.65bBC 246.1aA68.2aA5.05aAB 338.9bB40.4bB5.27aA 420.5cC32.8cC4.41bcCD 525.6dC20.9eE4.34bcCD 615.5eD9.0fF4.12cD 716.1eD9.2fF3.38dE ck28.9cdC27.8dD4.50bCD小米辣119.5cCD10.2cdBC3.52bcABC 222.8bcBC12.5bB3.76abAB 326.7abAB17.8aA3.64bA 430.5aA12.1bcB4.05aA 518.4cdCD11.5bcBC3.68abAB 69.5eE4.2eD3.24cdBC 715.0dDE8.6dC3.06dC ck19.6cBC11.7bcB3.63abAB

注：同列数据后不同小写字母表示在0.05水平差异显著，不同大写字母表示在0.01水平差异极显著。下同。

表2 不同处理对辣椒自交种萌发的影响

品种处理发芽势(%)发芽率(%)发芽指数活力指数启东小辣椒140.0abAB90.0abAB7.21abA36.72aA241.1abAB93.9aA7.41abA38.08aA345.0aA92.8aAB7.46aA35.04aA433.3cBC83.3bB6.13cB22.93cB535.6bcB69.4cC6.05cB25.44bcB627.2dCD65.30cC4.84dC16.78dC719.5eD53.9dD3.50eD10.99eDck37.8bcAB87.8abAB6.67bcAB27.76bB小米辣120deCD59.4bB3.61aA8.54dC227.2abAB64.5bAB4.92abAB15.11abA325.6bcAB65.0bAB4.64bAB13.41bcB430.0aA74.4aA5.42aA16.73aA523.3cdBCD66.1bAB3.78cBC8.69dC618.3eD38.3cC3.59dC8.83dC711.7fE41.1cC2.29eD4.64eDck23.9bcBC62.8bB4.33bcBC12.73cB

2.3 不同处理对辣椒人工自交的综合评价

为避免单一指标评价不同浓度赤霉素溶液处理对辣椒人工自交效果带来的片面性问题，用隶属函数法求出个各个处理的综合评价值，平均隶属越大效果越好[6]。栽培种启东小辣椒不同处理综合依次为：处理2>处理1 >处理 3>ck>处理5 >处理 4>处理6 >处理7，野生种启东小米辣不同处理综合依次为:处理4>处理2 >处理 3>ck>处理6 >处理 5>处理1 >处理7(详见表3)。

表3 不同处理对辣椒人工自交各测定指标的隶属函数值

品种处理坐果率单椒结籽数千粒重发芽势发芽率发芽指数活力指数平均隶属度位次启东羊角椒10.51310.56250.67200.80390.90250.93690.94980.7630321.00001.00000.88360.84711.00000.98741.00000.9597130.76470.53041.00001.00000.97251.00000.88780.8793240.16340.40200.54500.54120.73500.66410.44080.4988550.33010.20100.50790.63140.38750.64390.53340.462266000.39150.30200.28500.33840.21370.2187770.01960.0034000000.00338ck0.43790.31760.59260.71760.84750.80050.61900.61904小米辣10.47620.44120.46460.45360.58450.42170.32260.4521620.63330.61030.70710.84700.72580.84030.86600.7471330.81901.00000.58590.75960.73960.75080.72540.7686241.00000.58091.00001.00001.00001.00001.00000.9401150.42380.53680.62630.63390.77010.47600.33500.543156000.18180.360700.41530.34660.1863770.26190.3235000.0776000.09478ck0.48100.55150.57580.66670.67870.65180.66910.61074

3 讨论与结论

辣椒人工自交影响辣椒授粉质量，而授粉质量不好对辣椒坐果、结籽、种子萌发等均产生负面影响[7]。有研究表明，较低浓度的外源赤霉素能促进梨花粉离体及原位的萌发，而高浓度的赤霉素抑制花粉的萌发[8]。棉花中研究表明，使用适当浓度的赤霉素喷花，不仅促进了棉铃的生长,而且对棉花种子的发育也有明显的促进作用[9-10]；番茄中研究发现，内源赤霉素显著增加种子的重量[11]。本试验在栽培种、野生种辣椒人工自交时使用适当浓度赤霉素溶液涂抹花蕾，应是赤霉素抑制了脱落酸的形成，从而抑制了花柄或果柄的基部在生长发育过程中产生离层，这可能是辣椒坐果率较高的原因[11]。适当的浓度赤霉素促进辣椒花粉在柱头萌发顺利到达子房[12]，促使更多的胚株受精发育成种子；促进了同化产物供应种子生长发育，种子数量、质量均有所改进[13]。

本试验在栽培种、野生种辣椒人工自交时分别使用200，400 mg/L霉素浓度处理，有效促进果实、种子生长发育，降低了人工干涉对辣椒自交的负面影响，取得了理想效果。辣椒人工自交受到环境、授粉技术、田间管理等影响，需要在今后试验中进一步明确[5,13]。不同品种辣椒人工自交需要的赤霉素溶液浓度可能也不一样，需在小面积试验的基础上试验后应用。