干旱脅迫對辣椒種子萌發(fā)的影響

耿廣東，張愛民，張素勤

（貴州大學農(nóng)學院，貴州貴陽，550002）

辣椒（Capsicum annuumLinn.）是茄科辣椒屬一年生或多年生草本植物，除具有較高的營養(yǎng)價值外，還可作為新型綠色農(nóng)藥等加以利用，目前我國辣椒生產(chǎn)發(fā)展迅速，栽培面積迅速擴大，種植面積僅次于白菜居蔬菜作物第二位，其產(chǎn)值和效益則高于白菜而位居蔬菜作物之首[1]。由于我國1億hm2耕地約有3/4的面積每年都會遭受不同程度干旱的威脅[2]，這對辣椒的大面積種植不利，因此選育抗旱性辣椒品種對辣椒的大面積推廣具有重要意義。種子是辣椒的繁殖材料，種子萌發(fā)階段需要充足的水分供應，這一階段的耐旱狀況在一定程度上反映了植物的耐旱程度，種子發(fā)芽狀況也是判定種子質(zhì)量、確定播種量的一項重要指標[3]。本文以不同濃度聚乙二醇（PEG）處理研究了干旱脅迫對辣椒種子萌發(fā)特性和幼苗生長特性的影響，以期為辣椒抗旱性研究和抗旱品種的選育提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

3個抗旱性不同的辣椒品種（系），遵椒2號（抗旱性差）、89號 （抗旱性中等）和8093號 （抗旱性強），由貴州省辣椒所提供。

1.2 試驗設(shè)計

以不同濃度的PEG-6000溶液模擬干旱脅迫，濃度設(shè)置為 0（CK），2.5%，5.0%，7.5%和 10.0%，與之相對應的水勢分別為 0，-0.07，-0.13，-0.20，-0.28 MPa。

精選飽滿、色澤良好、無損傷的辣椒種子，先用800倍液的84消毒液浸泡30 s，洗凈；然后用75%酒精溶液浸泡 2.5 min，洗凈；放入 50～60℃的熱水中攪拌，水溫降至30℃左右時放置到30℃恒溫箱中浸泡5～6 h。將種子放入培養(yǎng)皿中，培養(yǎng)皿中放有2層浸透不同濃度PEG-6000的濾紙，種子上加蓋1層濕濾紙，于25～28℃的培養(yǎng)箱中進行發(fā)芽試驗。以后每天每處理加相應濃度的PEG溶液2 mL，以保持濾紙濕潤，防止水勢變動。每辣椒品種（系）每處理設(shè)3次重復，每重復50粒種子。

1.3 試驗方法

從開始發(fā)芽起，每天觀察并記錄種子發(fā)芽數(shù)，第10天發(fā)芽試驗結(jié)束，每皿隨機抽取10株測量胚根長、胚軸長，并稱其鮮質(zhì)量，然后將其置入105℃烘箱中殺青15 min，再于80℃烘至恒質(zhì)量，稱其干質(zhì)量。按國際統(tǒng)一標準第7天計算發(fā)芽勢，第10天計算發(fā)芽率，發(fā)芽試驗結(jié)束后，計算種子的發(fā)芽指數(shù)，芽期幼苗干、鮮質(zhì)量及含水量。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫對辣椒種子發(fā)芽特性的影響

由表1可知，隨干旱脅迫的加劇，辣椒種子的發(fā)芽率呈下降趨勢，下降幅度因品種（品系）和脅迫程度而異。PEG濃度小于7.5%時，3個品種的發(fā)芽率與對照相比變化差異不顯著，濃度為10.0%時，發(fā)芽率下降幅度明顯增大，與對照相比，遵椒2號、89號和8093號分別下降20.95%，7.48%和8.00%，說明抗旱性弱的品種（品系）在干旱脅迫下發(fā)芽率降低幅度較大。

表1 干旱脅迫對參試辣椒品種發(fā)芽特性，發(fā)芽期生長特性，發(fā)芽期含水量的影響

PEG濃度為5.0%時，遵椒2號的發(fā)芽勢比對照增加15.5%，而8093號和89號變化不大；PEG濃度增至7.5%時，遵椒2號和8093號的發(fā)芽勢明顯下降，下降幅度分別為17.45%和17.57%，89號僅下降2%；PEG濃度為10.0%時，3個材料的發(fā)芽勢均下降，遵椒2號、8093號和89號分別下降61.74%、27.33%和27.89%。說明干旱脅迫對遵椒2號種子萌發(fā)的速率和整齊度產(chǎn)生了很大影響。

隨PEG濃度增加，遵椒2號和89號發(fā)芽指數(shù)先升后降，5.0%的處理下最高，8093號總體呈下降趨勢，10.0%處理下最低；與5.0%處理相比遵椒2號、89號和 8093號分別下降 74.51%，46.79%和43.65%。說明一定程度的干旱脅迫有利于提高辣椒的發(fā)芽指數(shù)，而過度脅迫則會降低其發(fā)芽指數(shù)。

2.2 干旱脅迫對發(fā)芽期生長特性的影響

由表1可知，干旱脅迫可抑制辣椒胚根和胚軸生長。PEG濃度小于5.0%時，8093號的胚根變化幅度較小，PEG濃度為7.5%時急劇下降，與對照相比，下降了46.46%；在試驗濃度的范圍內(nèi)，遵椒2號和89號的下降幅度均大于8093號；PEG濃度為10.0%時，3個材料的胚根長均為最低值，與對照相比，均達到極顯著差異，遵椒2號、89號和8093號分別降低64.61%、57.45%和49.13%。從胚軸長度變化規(guī)律來看，3個材料的變化趨勢與胚根長變化相似，當PEG濃度達到10.0%時，胚軸最短，與對照相比，遵椒2號、89號和8093號分別下降58.77%、58.52%和61.17%。

2.3 干旱脅迫對辣椒發(fā)芽期含水量的影響

干旱脅迫對辣椒萌發(fā)期幼苗干、鮮質(zhì)量的影響程度不同。由表1可知，干旱脅迫對發(fā)芽期幼苗鮮質(zhì)量的影響大于對干質(zhì)量的影響，并且二者變化趨勢不同。隨干旱脅迫增強，3個材料的鮮質(zhì)量均明顯下降，干質(zhì)量則呈先升后降，與對照相比，遵椒2號、8093號和89號的鮮質(zhì)量分別下降了65.74%、55.23%和56.88%，干質(zhì)量的下降幅度均小于20%。這可能是因為鮮質(zhì)量與幼苗吸水量有關(guān)，干旱脅迫導致幼苗吸水困難，幼苗鮮質(zhì)量下降，干質(zhì)量則與種子貯藏物質(zhì)的轉(zhuǎn)化及幼苗新陳代謝活動有關(guān)。

辣椒幼苗含水量隨干旱脅迫的加大呈下降趨勢。PEG濃度小于5.0%時，幼苗含水量變化較小；PEG濃度5.0%～7.5%時，3個材料幼苗含水量均較大幅下降；當PEG濃度大于7.5%時，遵椒2號和8093號的含水量繼續(xù)下降，89號則略有上升。與對照相比，PEG濃度為10.0%時，遵椒2號、89號和8093號含水量分別下降65.74%、56.88%和55.23%。說明，抗旱性強的品種（系）幼苗含水量下降得少，抗旱性弱的品種（系）幼苗含水量下降得多。

3 小結(jié)與討論

種子萌發(fā)階段需要充足的水分供應，水分不足會造成萌發(fā)時間延長，出苗率下降，幼苗生長瘦弱等不良現(xiàn)象[4]。發(fā)芽率主要反映種子的生活力；發(fā)芽勢主要體現(xiàn)種子的發(fā)芽速率和整齊度[5]，發(fā)芽指數(shù)是反映種子的萌發(fā)速率和整齊度的另一個重要指標，發(fā)芽指數(shù)高，說明發(fā)芽迅速，整齊度高，反之則發(fā)芽遲緩，整齊度差[6]。

有研究表明，低濃度PEG處理有利于改善老化種子性能[7]，利于種子萌發(fā)，而濃度過高則會降低發(fā)芽率和成苗率[3，5]。本試驗中，輕度干旱脅迫對種子萌發(fā)影響不明顯，發(fā)芽率和發(fā)芽勢與對照相比變化差異不顯著，發(fā)芽指數(shù)在輕度干旱脅迫下有所升高，說明輕度干旱脅迫可能有利于種子萌發(fā)，提高發(fā)芽速率和整齊度。但重度干旱脅迫處理使種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)迅速降低，并且對遵椒2號的影響最大，89號次之，8093號最小。說明嚴重干旱脅迫會阻礙種子萌發(fā)，延遲發(fā)芽時間，并且對抗旱性弱的品種（系）影響程度較大，這與吳其林[8]研究結(jié)果相似，這主要是因為抗旱性弱的品種抵抗干旱脅迫的能力差。

幼胚萌動后，充足的水分供應才能保證胚根、胚軸迅速生長[9]，水分供應不足，會抑制其生長，甚至導致已萌發(fā)種子死亡[9,10]。本試驗中，干旱脅迫對辣椒胚根、胚軸的生長均起到抑制作用。在試驗濃度范圍內(nèi)，遵椒2號胚根長下降幅度最大，89號次之，8093號最小，8093號胚軸長變化最大，遵椒2號次之，89號最小。說明8093號可以通過較小的胚根長變化維持對水分的吸收，較大的胚軸長變化則減少了呼吸作用和蒸騰作用對水分的散失，是抗旱性強的表現(xiàn)，遵椒2號則相反。

植物體內(nèi)的含水量在某種程度上反映植物生理活動的活躍程度，含水量高說明植物新陳代謝旺盛，生命力強，反之則說明新陳代謝遲緩，生命力較弱[4]。本試驗表明，3個辣椒品種（系）的幼苗含水量隨干旱脅迫程度的加大而降低，遵椒2號下降幅度最大，89號次之，8093號最小，說明不同水分條件影響幼苗對水分的吸收，導致幼苗含水量降低，影響辣椒新陳代謝，降低辣椒生命活力，抗旱性弱的品種（系）比抗旱性強的品種（系）更易受到傷害。

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