水杨酸对低温条件下辣椒种子发芽和幼苗生理特性的影响

来源:用户上传      作者: 张素勤　耿广东　谭玉丽

　　水杨酸(SA)是广泛存在于植物体内的一种小分子酚类物质，可以在韧皮部中运输，起着独特的生理作用。它是植物体产热的热素，并可提高植物的抗逆性。SA对低温条件下黄瓜、玉米、茄子的抗寒性已被证实，但SA对低温条件下辣椒种子发芽和幼苗生理特性的影响还未见报道。因此，本文利用SA对辣椒种子浸泡的方法，通过低温处理，研究了不同浓度的外源SA对辣椒种子发芽和幼苗生理特性的影响，以探讨SA对辣椒抗寒性的影响，寻找提高辣椒抗寒性的方法，并筛选提高辣椒抗寒的最佳SA浓度，为提高辣椒抗寒性和指导生产提供理论依据。
　　
　　一、材料和方法
　　
　　1、材料
　　试验材料为遵椒一号，遵义县辣椒办惠赠。
　　
　　2、方法
　　(1)sA对低温条件下辣椒种子萌发的影响试验于2006年11月在贵州大学园艺系实验室进行。辣椒种子经粒选后，用0.1％高锰酸钾消毒15 min，蒸馏水漂洗3次，再用滤纸将水吸干，然后分别放入0.5 mmol/L、1.0 mmol/L、1.5 mmol/L、2.0 mmol/L和2.5 mmol/L的SA溶液中，于26℃恒温培养箱中浸种6h，取出后清洗3次，放入铺有两层滤纸的培养皿内，于17℃的光照培养箱中培养(黑暗)，每天统计发芽数，计算发芽率和发芽指数，重复4次，以蒸馏水为对照。
　　(2)SA对低温条件下辣椒幼苗生理生化指标的影响 待上述种子大部分露白时，挑选长势良好、出芽整齐的种子播于装有珍珠岩的基质中，并用Hoagland营养液浇灌，于20℃条件下培养，当2片子叶展平后，测定POD和CAT活性以及MDA和叶绿素含量等生理生化指标。
　　
　　二、结果与分析
　　
　　1、SA对低温条件下辣椒种子发芽的影响
　　由表1可知，SA对辣椒种子的发芽率和发芽指数都有明显的影响。随SA浓度的增加，低温条件下辣椒种子发芽率的变化趋势均是先升高后降低。与对照相比，0.5 mmol/L，1.0 mmol/L和1.5 mmol/L 3个浓度处理的辣椒种子发芽率分别增加了25.39，37.30和45.94个百分点，差异达到显著水平；发芽指数分别增加了57.85％，54.89％和70.29％，且差异均达到极显著水平，2.0 mmol/L和2.5 mmol/L处理的辣椒种子发芽率降低，2.5 mmol/L处理的辣椒种子发芽指数显著降低，这可能是由于SA浓度过高对辣椒种子造成伤害的缘故。试验还发现，2.0 mmol/L和2.5mmol/L处理后的种子出现发霉现象，2.5 mmol/L处理的发霉程度大于2.0 mmol/L，说明高浓度的水杨酸对低温条件下的辣椒种子具有抑制作用。
　　
　　
　　
　　
　　2、SA对低温条件下辣椒幼苗生理生化指标的影响
　　(1)对辣椒幼苗叶片中POD(过氧化物酶)活性的影响POD活性的提高有利于植物细胞迅速清除沉积在植物体内的氧自由基，主要是通过氧化酚类复合物来分解过氧化氢。由表2可知，经SA浸种后，辣椒幼苗POD活性均升高。0.5 mmol/L和2.5 mmol/L处理的增加幅度较小，分别比对照增加4.26％和8.09％，与对照差异达到显著水平；1.0 mmol/L，1.5mmol/L和2.0mmol/L 3个处理的POD活性分别比对照增加33.19％，38.72％和28.09％，差异均达到极显著水平。由此说明，过低浓度或过高浓度的SA处理效果不佳，可能是因为低浓度的SA未能激发保护酶POD的活性，而高浓度的SA则破坏了辣椒种子和幼苗内部的生理代谢，致使POD活性未能大幅度的增加。
　　(2)对辣椒幼苗叶片中CAT(过氧化氢酶)活性的影响CAT清除过氧化氢的能力很强，它主要存在于过氧化物体中，催化分解过氧化氢。由表2可知，经不同浓度SA浸种后，辣椒幼苗中CAT活性均升高。各处理辣椒幼苗体内的CAT活性分别比对照升高了6.03％，13.78％，22.00％，22.82％和11.51％，1.0 mmol/L和2.5 mmol/L处理与对照之间存在显著性差异，而1.5 mmol/L和2.0 mmol/L处理与对照达到极显著性差异。因此，SA浸种可激活辣椒种子或幼苗体内的CAT活性，以清除辣椒体内的O2-自由基，使辣椒的抗寒性增强。
　　(3)对辣椒幼苗叶片中MDA含量的影响 MDA是膜脂过氧化产物，其含量的高低可以反映细胞膜系受损的程度。由表2可知，SA浸种可降低低温条件下辣椒幼苗的MDA含量，降低细胞膜受伤害程度。经1.5 mmol/L SA浸种的辣椒幼苗体内MDA含量最小，0.5 mmol/L浸种的MDA含量最大，其分别比对照降低了47.49％和28.45％，与对照均达到极显著性差异。试验结果表明1.5 mmol/L SA浸种后，幼苗体内MDA含量最低，辣椒幼苗细胞膜受到低温破坏的程度最低，有效地降低了膜脂过氧化造成的伤害，加强了细胞的结构稳定性。
　　(4)对辣椒幼苗叶片中叶绿素含量的影响大量研究表明，低温会引起植物体内叶绿素含量下降。由表3可知，浓度在0.5～2mmol/L范围内，幼苗中的叶绿素总量分别比对照提高7.17％，31.61％，51.30％和4.80％，证明SA处理对低温条件下辣椒叶绿素含量有较大影响，尤其以1.5 mmol/L的处理效果最为明显。但经2.5 mmol/L处理后，辣椒幼苗叶绿素总量低于对照。说明SA浓度过高会影响种子内部的生理代谢，导致幼苗体内叶绿素总量降低，从而影响光合系统，以至于出现叶片萎蔫、失水等症状。
　　
　　三、讨论
　　
　　植物在受到外界不良环境刺激后，细胞膜系统作为感受刺激的敏感部位感受到了冷害刺激，膜透性就会发生变化。因此，我们可以以细胞膜的透性变化作为植物产生抗冷性的指标。本试验结果表明，SA能明显降低低温处理下的膜透性，保护细胞内部结构，说明SA具有提高植物抗冷能力的作用。辣椒种子经SA处理后，低温胁迫下辣椒子叶内丙二醛(膜脂过氧化产物)含量降低，这个结果与黄爱霞等、黄丽华等报道的一致，表明SA维持细胞膜完整性很可能是通过抑制膜脂过氧化作用来实现的。本试验还发现，SA可提高POD活性，加强了自由基清除能力，从而抑制了自由基所引发的膜脂过氧化过程，使膜的完整性得到维持。这一结果与张蕊等报道的结果一致。一定浓度范围内，随SA浓度的增加，CAT活性升高，但当浓度增加到一定程度后，CAT活性开始降低，这与宋泽双等、黄爱霞等的研究结果不太一致，可能是由于试验所用材料不同，或可能是由于处理温度和SA浓度不同所致。而POD活性、MDA和叶绿素含量的变化趋势与他们所得的结果一致。
　　在本实验中，1.5 mmoL/L SA处理的辣椒的发芽率和发芽指数最大，POD活性最高，CAT活性较高，MDA、叶绿素a、叶绿素b及其总量最大，因此1.5 mmoL/L的SA是本试验的最适处理浓度。耿广东等报道茄子在低温条件下SA浓度越大，对茄子抵抗冷性越强；李艳军等报道番茄以300 mg/L SA处理，效果最佳；张蕊等研究结果表明，用0.5 mmoL/L SA预处理水稻幼苗，能有效地提高水稻的抗性，水杨酸处理低温条件下萝卜的最适浓度为0.1g/L。这些结果都说明SA对低温条件下植物的抗冷能力有增强的作用，不同植物所要求的最适SA浓度不一样，根据不同作物选择最佳浓度，才能更好地解决农业生产问题。

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