茉莉酸对提高辣椒幼苗低温耐受性影响的研究

发布时间：2016-04-28 10:54

第 1 章 前言

1.1 研究背景
辣椒(Capsicum annuum L.)是茄科辣椒属植物,广泛栽培于我国各地。辣椒对土壤条件要求不高,在中性和微酸性土壤中都可以种植,宜在土层深厚肥沃,富含有机质和透气性良好的沙性土或良性土壤中种植。辣椒比较喜欢干爽的空气,喜温,最适生长温度为 24℃/28℃,苗期对温度较敏感,要求温度较高,白天 25℃/28℃,夜晚 15℃/18℃最好,幼苗不耐低温,低于 10℃生长发育缓慢,低于 5℃的土温严重影响辣椒生长,甚至可能过导致其死亡[1]。作为我国北方冬春季温室大棚生产的主要蔬菜之一,温度成为影响辣椒产量及品质的一个重要因素。虽然进行温室大棚生产可以在一定程度上对温度进行调节,但是在北方春季早熟栽培育苗及定植初期常常会遭受低温冷害侵袭,或者连续的阴雨和潮热天气,会使保护地内的温度偏离正常植物生长所需的温度,影响植物生长,从而导致品质和产量降低。园艺作物生产过程中,环境条件对其影响是不容忽视的。环境为作物生长提供了光、热、空气、水分等有利于作物生长的因子,但同样会在生长发育过程中面临来自环境的温度、光强、水分、盐分等逆境胁迫。在一定程度上,温度决定了园艺作物的产量和品质。在辣椒栽培种植过程中,北方气温偏低且温度变化幅度较大,尤其是随着保护栽培面积的增加,低温冷害对蔬菜生产的影响也日益突出。低温使辣椒幼苗的生长发育受到抑制,影响其内部生理生化反应、产量、品质,甚至导致植株死亡[2]。辣椒具有丰富的营养价值,富含维生素 B、维生素 C、胡萝卜素、辣椒素以及钾、镁和铁等人体所必需的微量元素。除此之外,具有一定的药用价值和保健功效,深受人们喜爱。辣椒果皮中含有辣椒素而有辣味,作为辅料能增进食欲;增强体力,改善怕冷、冻伤;能加速新陈代谢,促进荷尔蒙分泌,保健皮肤;维生素 C 可以降低胆固醇;辣椒可以促进脂肪代谢,可以减肥。
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1.2 国内外研究现状

1.2.1 茉莉酸
1971 年,人们从真菌培养中分离鉴定出游离态的茉莉酸[5],经过 40 多年的实验研究,发现茉莉酸及其甲酯在植物界中普遍存在,是新型的植物生长调节物质,具有广泛的生理功能,不仅调节植物生长和发育,如萌发、衰老、果实成熟、根的生长、花粉发育和球茎的形成[6]、卷须的缠绕,而且还参与植物对机械伤害、病害、虫害、温度胁迫、盐胁迫等环境胁迫做出防御响应。茉莉酸及其甲酯在代谢和生理功能上具有激素作用的特点,特别类似于脱落酸的功能。

1.2.2 茉莉酸对植物生理的作用
植物幼苗经外源茉莉酸甲酯处理后,对幼苗的株高和茎粗无显著影响,但可以有效的提高了幼苗的鲜重、干重。影响植物种子的萌发,高浓度抑制而低浓度有促进作用。除此之外,茉莉酸可以促进乙烯的产生[7],对植物的衰老和器官脱落有强烈的促进作用;茉莉酸还可以促使气孔关闭,叶绿素降解。茉莉酸对作物的生理有一定的抑制作用,它可以抑制叶绿素的形成和光合作用,并对植株的营养生长和种子萌发有不同程度的抑制。在园艺作物贮存过程中用茉莉酸处理,会使产品保持较高的品质,减少物质损失,延长贮存的时间。
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第 2 章 材料与方法

2.1 试验材料及处理
本试验选取南韩红干椒、益都红、南韩红金条、PE-1005 四种辣椒品种作为试验材料。选择籽粒饱满、色泽正常、无虫害、大小一致的种子各 200 粒;对所选种子进行温汤浸种:在 55℃温水的水浴锅中浸 15min,取出水浴锅,自然冷却至 30℃左右,然后置于 30℃的恒温箱中浸种 6h;将种子沥干,然后包在消毒的湿纱布里置于培养皿中,最后将培养皿置于30℃的恒温箱中催芽12-24h;当种子培根“露白”时即可播种。将催好芽的种子播种在先前准备的营养钵中,种植深度适中,每个营养钵中一到两粒种子,然后覆土浇水,覆膜。将营养钵置于光照培养箱中进行培养,数据设置为:白天 22℃,夜间 18℃。
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2.2 试验测定指标与方法
邻取两支试管按下表加入 25℃预热过的缓冲液,然后加入预热过的邻苯三酚(空白管用 10mmol/L HCl 代替邻苯三酚),迅速摇匀,立即倾入 1cm 比色杯中,在 325nm 波长处测定光吸收值,每隔 30s 读数一次,测定 4min 内每分钟光吸收值的变化。要求自氧化速率控制在每分钟的光吸收值为 0.07(可增减邻苯三酚的加入量,以控制光吸收值)。取比色皿 2 只,于一只中加入反应混合液 3ml,KH2PO41ml,作为校零对照,另一只中加入反应混合液 3ml,上述酶液 1ml(如酶活性过高可适当稀释),立即开启秒表,于分光光度计 470nm 波长下测量 OD 值,每隔 30s 读数一次。以每分钟表示酶活性大小,即以△OD470/min.mg 蛋白质表示,蛋白质含量测定按 Folin法进行。
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第 3 章 结果与分析.....14
3.1 茉莉酸对低温处理辣椒幼苗 SOD 活性的影响 ......14
3.2 茉莉酸对低温处理辣椒幼苗 POD 活性的影响......19
3.3 茉莉酸对低温处理辣椒幼苗 CAT 活性的影响.......24
3.4 茉莉酸对低温处理辣椒幼苗叶片脯氨酸(Pro)影响 ........29
3.5 茉莉酸对低温处理辣椒幼苗叶片丙二醛(MDA)影响 .....33
第 4 章 讨 论........38

第 3 章 结果与分析

3.1 茉莉酸对低温处理辣椒幼苗 SOD 活性的影响

超氧化物歧化酶(SOD)是植物体内的一种保护性酶,是植物体内普遍存在的一种酶,是一种清除和防御活性氧或其他过氧化物自由基对细胞膜伤害的酶[27]。植物遇到低温胁迫后,组织体内 SOD 酶会产生积极的反应,来缓解逆境产生的过多过氧化物自由基,努力维持体内自由基和活性氧与酶类物质的动态统一平衡。由图 3.1.1 所示:南韩红干椒在对照温度 25℃/15℃和两个低温(20℃/10℃、15℃/5℃)处理下,SOD 的活性大体呈现出一定幅度先上升再下降的趋势。20℃/10℃、15℃/5℃温度下未经茉莉酸处理的辣椒幼苗的 SOD 活性明显小于其余三组。25℃/15℃温度下经茉莉酸处理的南韩红干椒幼苗体内 SOD 活性变化幅度最大。由图 3.1.2 所示:益都红 SOD 活性随时间的变化幅度大于南韩红干椒。25℃/15℃温度下茉莉酸处理组与 15℃/5℃未经茉莉酸处理组的益都红幼苗体内SOD 活性呈先微幅上涨,后下降的趋势,第 10 天比第 1 天分别下降 16.4%和17.2%。20℃/10℃茉莉酸处理组益都红幼苗 SOD 活性随处理时间增加而增强,第 10 天比第 2 天增加 39.38%。15℃/5℃经茉莉酸处理组与 20℃/10℃未经茉莉酸处理组幼苗 SOD 活性呈现先降后增的趋势,前者在第 6 天达到峰值,比第 1天增加 16.8%,后者在第 8 天达到峰值,比第 1 天增加 19.1%。

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结 论

1.在一定的温度范围内,随着处理温度的降低,辣椒幼苗内防御性酶(SOD、POD、CAT)活性上升,当处理温度低于植物能忍受的范围或者处理时间的延长,辣椒幼苗内的防御性酶活性则会急剧下降。
2.在一定温度范围及一定时间范围内,茉莉酸可以增强辣椒幼苗体内防御性酶的活性,使其表现出更强的抗寒性。
3.茉莉酸处理后,SOD、POD、CAT 对低温胁迫的反应不同步,且在较低温度下茉莉酸对防御性酶影响更大。
4.茉莉酸对四个品种辣椒幼苗的影响因防御酶种类不同存在一定差异,总的来说各品种辣椒幼苗对茉莉酸的敏感性由强到弱依次为:南韩红干椒,南韩红金条,益都红,PE-1005。
5.经过 15 ℃/ 5℃,20 ℃ /10℃两个温度梯度处理的辣椒幼苗叶片中脯氨酸、丙二醛均比未处理的辣椒幼苗叶片中的含量高,并且随着低温程度和低温时间的延长,脯氨酸和丙二醛也有一定程度的增加。相同温度梯度下,茉莉酸处理的辣椒幼苗脯氨酸含量增长快,丙二醛增长缓慢。
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参考文献(略)

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本文编号：37774