干旱脅迫對辣椒果實中辣椒素、二氫辣椒素及VC含量的影響

彭 瓊 童建華 柏連陽 蕭浪濤*

（1湖南省農業科學院農業生物技術研究中心，湖南長沙 410125；2湖南農業大學植物激素與生長發育湖南省重點實驗室，湖南長沙 410128）

辣椒（Capsicum annuumL.）為茄科辣椒屬的多年生或一年生作物。辣椒素類物質和VC含量是評估辣椒果實品質性狀的重要指標。辣椒素類物質是辣椒果實中重要的次生代謝物，是辣椒中辣味物的主要來源，其中辣椒素和二氫辣椒素的含量占總辣椒素含量的90%以上。目前，辣椒素類物質已作為食品工業中的添加劑和醫藥工業中的鎮痛劑得到了廣泛應用（狄云 等，2000；郭峰 等，2002）。同時，辣椒素有望成為下一代國際抗癌藥物和減肥藥物的核心成分（Athanasiou et al.，2007；Luo et al.，2011）。辣椒果實富含 VC，VC 含量是辣椒的主要品質指標。因此，開展辣椒果實中辣椒素類物質及VC含量等重要品質指標的調控研究，有利于提高原材料的商品價值，在實際生產應用中具有重要意義。

辣椒素類物質的生物合成與積累不僅受遺傳基因的調控，同時也受到植物自身發育與外界環境的影響，不同辣椒品種或同一辣椒品種的不同發育階段的辣度均存在很大差異（李光光 等，2010； Barbero et al.，2014）。干旱脅迫是世界范圍內限制農作物生產的主要環境因子之一，辣椒的生長期常受到不同程度的干旱脅迫。然而，現階段關于干旱脅迫對辣椒生長發育的研究多集中在生理機制（宋志榮，2003）、光合特性（胡文海 等，2008）以及菌根真菌互作（Mena-Violante et al.，2006）等方面，而對于干旱脅迫下辣椒品質指標變化的研究甚少。本試驗利用盆栽控水的方法對辣椒植株進行不同程度的干旱脅迫處理，研究辣椒果實發育過程中主要品質指標辣椒素、二氫辣椒素及VC含量的變化，并對處理后植株葉片的光合特性進行分析，以期為辣椒素類物質的積累與調控、辣椒品質的提高提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為辣椒品種湘研5號，由湖南農業科學院蔬菜研究所提供。辣度中等，參考湖南省地方標準（DB43/T275—2006）及成善漢等（2009）的研究結果，湘研 5 號的辣度為 1 000～10 000 SHU。

1.2 試驗方法

1.2.1 材料處理 試驗于2013年夏季在湖南農業大學植物激素與生長發育湖南省重點實驗室的網室內進行，設置正常灌水處理（CK）、輕度干旱脅迫處理（T1）和中度干旱脅迫處理（T2）3個水分梯度，每處理3盆，5次重復。采用稱重法進行控水處理，CK、T1和T2處理的土壤相對含水量分別為田間最大持水量的70%～85%、55%～70% 和40%～55%。于開花前對植株進行掛牌登記及相應的控水處理，自然干旱至設定土壤含水量的標準范圍，每天8：00和18：00采用稱重法補水控水并記錄，處理期間除盆內土壤水分外其他管理方式一致，土壤相對含水量達到相應干旱脅迫處理6 d后，植株在對照條件下恢復4 d。在辣椒植株開花后的40 d（綠熟期）、50 d（轉色期）和 60 d（紅熟期），分別取果實大小和成熟度基本一致的辣椒進行各項指標的測定。

1.2.2 樣品測定 依照Williams等（2004）和周燾（2005）的方法并加以改進，采用100%乙腈（分析純）進行提取后辣椒素及二氫辣椒素的分離。利用Agilent1100高效液相色譜儀進行辣椒素及二氫辣椒素的HPLC測定。檢測波長為280 nm，柱溫為25 ℃，流動相為乙腈∶水（V/V）=60∶40，流速為1 mL·min-1。辣椒素及二氫辣椒素標準樣品均購自Sigma公司，純度分別大于95%和90%。

采用南京建成生物工程研究所的VC測定盒進行辣椒果實VC含量的測定。采用LI-6400便攜式光合作用系統進行辣椒葉片光合特性的測定，紅藍光源，光通量密度為 700 μmol·m-2·s-1，測定植株頂部第1片成熟葉，每處理定點測定3株，測定時間為 9：00～11：00。

1.3 數據處理

數據作圖采用 Microsoft Excel 2003 軟 件， 用SPSS數據分析系統進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 干旱脅迫對辣椒果實中辣椒素、二氫辣椒素含量的影響

從圖1、2可以看出，開花后40～50 d，輕度及中度干旱處理均不利于辣椒素、二氫辣椒素的積累，辣椒果實中辣椒素、二氫辣椒素的含量均顯著低于對照。開花后60 d，輕度干旱處理的辣椒素、二氫辣椒素含量急劇增加，分別比對照提高了63.36%、63.03%；而中度干旱處理的辣椒素、二氫辣椒素含量則顯著低于對照。

圖1 干旱脅迫對辣椒果實中辣椒素含量的影響

圖2 干旱脅迫對辣椒果實中二氫辣椒素含量的影響

2.2 干旱脅迫對辣椒果實中VC含量的影響

隨著辣椒生育期的延長，辣椒果實中的VC含量逐漸增加（圖3）。輕度干旱處理能顯著提高辣椒果實中的VC含量。在開花后60 d，輕度干旱處理使辣椒果實中的VC含量比對照提高了17.93%。在開花后40 d和50 d，中度干旱脅迫下辣椒果實中的VC含量分別比對照提高59.97%和93.86%；而在開花后60 d，中度干旱脅迫下辣椒果實中的VC含量卻顯著低于對照。

2.3 干旱脅迫對辣椒葉片光合特性的影響

不同程度的干旱脅迫處理后，辣椒植株在3個生長階段的凈光合速率均呈現先上升后下降的趨勢，在開花后50 d達到最大值，并且植株的凈光合速率隨著干旱程度的增加而逐漸降低（圖4）。在開花后50 d和60 d，不同程度的干旱處理下植株的凈光合速率均顯著低于對照。

圖3 干旱脅迫對辣椒果實中VC含量的影響

圖4 干旱脅迫對辣椒葉片凈光合速率的影響

3 結論與討論

辣椒素類物質是影響辣椒質地、風味和營養品質的重要指標之一（梁麗鵬 等，2008），其含量受到自身遺傳因素、栽培條件、采摘時期等多種因素的綜合制約，變化規律較為復雜。一般認為，在果實發育前期至果實青熟期，辣椒素含量逐漸升高，而后至果實紅熟期，辣椒素含量變化因品種不同而呈現出增加或減少的差異（Gnayfeed et al.，2001）。

干旱是農業生產中的主要逆境之一，嚴重影響到農作物的生長及光合特性（張仁和 等，2011）。在本試驗中，辣椒植株的凈光合速率在不同程度的干旱脅迫處理下均呈先上升后下降的趨勢，在開花后50 d達到最大值，并且隨著干旱程度的增加而逐漸降低。已有的研究表明，在綜合考慮土壤水分對辣椒葉片葉綠素含量、光合特性、保護酶活性和水分利用效率影響的基礎上，田間最大持水量的70%～85%是辣椒結果期理想的土壤灌溉指標（彭強 等，2010）。然而本試驗結果表明，在開花后60 d時，即辣椒果實的完全成熟期，輕度干旱處理（土壤相對含水量為田間最大持水量的55%～70%）后，辣椒植株的株高與對照相比較低，果實較小，但是輕度干旱處理能使辣椒果實中辣椒素和二氫辣椒素含量顯著增加，能一定程度地提高辣椒果實的品質。然而隨著干旱程度的增加，辣椒果實中辣椒素、二氫辣椒素的含量都顯著低于對照。這可能是因為中度干旱脅迫對辣椒開花結果期的損害較大，在中度干旱條件下細胞的膨壓降低，細胞間隙減少，氣孔關閉，植株生長受到抑制；同時在水分不足時光合酶的活性降低，導致植株的光合效率顯著降低，從而不利于辣椒素和二氫辣椒素等次生代謝產物的積累。

辣椒中的VC含量非常豐富，本試驗中，不同處理下辣椒果實中的VC含量隨著果實的生長而逐漸遞增，至開花后60 d達到最高。這與趙海燕等（2008）對辣椒果實中幾種營養物質的研究結果一致。輕度干旱脅迫能顯著提高辣椒果實中的VC含量，說明在果實成熟過程中，輕度干旱處理有利于維持辣椒果實的高抗氧化活性。而在開花后60 d時，中度干旱脅迫下辣椒果實中的VC含量顯著低于對照，表現出較低的抗氧化活性。

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