外源ABA對辣椒幼苗抗冷性的影響

徐珊珊，史星雲，李強

（1.甘肅武威市工業企業人才服務中心，733000；2.武威市林業科學研究院）

外源ABA對辣椒幼苗抗冷性的影響

徐珊珊1，史星雲2，李強2

（1.甘肅武威市工業企業人才服務中心，733000；2.武威市林業科學研究院）

以辣椒幼苗為試材，采用常溫+ABA、常溫+水、低溫+ABA、低溫+水等幾種不同處理，探討外源ABA對低溫下辣椒幼苗抗冷性有關生理生化指標的影響。試驗結果表明，ABA預處理可以降低辣椒幼苗葉片相對電導率（REC）和丙二醛（MDA）的積累量，從而緩解低溫對質膜的過氧化傷害；通過增強超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）的活性來促進活性氧代謝，并提高可溶性蛋白、脯氨酸等滲透調節物質的含量來增強低溫下辣椒幼苗的抗冷性，進而適應低溫環境。

辣椒；脫落酸（ABA）；生理指標；抗冷性

辣椒（Capsicum annuumL.）是冬春設施栽培的主要蔬菜之一，為起源于亞熱帶的喜溫蔬菜，因此對溫度反應敏感，容易遭受冷害，造成植株生長受阻，產量和品質受到嚴重影響［1，2］。這已成為限制設施辣椒生產的主要問題之一。

脫落酸（abscisic acid，ABA）是植物對逆境脅迫的防衛機制成員之一。研究逆境脅迫下ABA的生理功能和機制，一直是植物逆境生理生態學研究中的熱點。ABA在植物保護和農林業生產中具有重要意義，已有研究表明，ABA可以通過調節抗氧化酶系統和滲透調節物質的含量提高茄子［3］、番茄［4］、黃瓜［5］、小麥［6］、甘蔗［7］等作物在低溫脅迫下的抗冷性，在辣椒上也有一些類似報道［8，9］。本試驗擬在低溫條件下ABA對辣椒幼苗膜損傷、抗氧化酶活性、滲透調節物質含量等的影響展開系統研究，進一步明確外源ABA提高辣椒抗冷性作用效果及其生理基礎，同時為辣椒設施栽培中溫度管理提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2014年3～7月在武威市林業科學研究院實驗室中進行，以隴椒2號為試驗材料。挑選均一飽滿的種子，消毒后催芽，播種于穴盤中，基質為蛭石∶珍珠巖=3∶1（V/V），常規管理。待辣椒幼苗長至5～6片真葉時，選取長勢一致的幼苗分為4組進行不同的處理。處理1：常溫+噴施蒸餾水；處理2：常溫+噴施150 mg/L ABA；處理3：低溫+噴施蒸餾水；處理4：低溫+噴施150 mg/L ABA；其中ABA和蒸餾水用量均為150 mL，常溫：白天26℃/夜晚18℃，低溫：白天10℃/夜晚5℃，每個處理重復3次，樣品均取自植株中上部嫩葉。

1.2 測定方法

電導率采用DDS-12A型電導儀、丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法、SOD活性采用氮藍四唑法、POD活性采用愈創木酚法、CAT活性采用過氧化氫紫外線法、可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍G-250法、可溶性糖含量采用蒽酮法、游離脯氨酸含量采用茚三酮比色法進行測定［10］。

1.3 數據統計與分析

采用Excel2010及SPSS19.0進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 外源ABA對低溫下辣椒幼苗膜系統的影響

細胞膜受傷害程度可通過細胞膜的相對透性和MDA含量的變化來間接反映。由圖1可知，低溫處理可使辣椒葉片的相對電導率（REC）和MDA含量增加，并且隨著低溫脅迫時間的延長，REC和MDA含量呈逐漸上升的趨勢，與CK相比，在低溫脅迫第6天時，分別使REC增加了5.2倍和3.4倍，MDA含量增加了4.5倍和3.5倍。在低溫處理下，外源噴施ABA能不同程度地抑制相對電導率和MDA含量的上升，與低溫+水相比，分別降低了29.5%和18.9%。常溫下ABA處理也能使REC和MDA含量增加，且MDA含量增幅大于REC增幅。由上可知，低溫脅迫使辣椒葉片REC和MDA含量增加，而外源ABA處理降低其含量。

圖1 外源ABA對低溫下辣椒幼苗膜系統的影響

2.2 外源ABA對低溫下辣椒抗氧化酶系統的影響

由圖2可知，在低溫或ABA處理下，POD、SOD和CAT 3種酶活性變化不盡相同。POD和SOD酶活性都呈先增后減的變化趨勢，且都在脅迫的第2天達到最強。在低溫脅迫下，外源ABA處理使POD和SOD酶活性分別提高了0.22倍和0.32倍；常溫下噴施ABA也能提高POD和SOD酶活性。相對于POD和SOD酶活性，CAT酶活性變化趨勢較為復雜。低溫+水、低溫+ ABA處理的CAT酶活性分別在第2、4天達到最強。與低溫+水處理相比，低溫脅迫第6天時，低溫+ABA處理的CAT酶活性提高了0.68倍。與對照相比，常溫下噴施外源ABA也能提高CAT酶活性，并且在第4天時達到最大。可見，外源ABA可提高常溫和低溫下辣椒幼苗POD、SOD和CAT酶活性。

2.3 外源ABA對低溫下辣椒幼苗滲透調節物質含量的影響

滲透調節物質的變化是植物適應逆境的主要方式之一。由圖3A可以看出，低溫脅迫下，辣椒葉片中脯氨酸含量升高，并隨著脅迫時間的延長逐漸升高，但增加幅度逐漸變緩；在脅迫的第6天，分別比CK增加了0.72倍和1.60倍。在低溫處理前，外源噴施ABA可以增加脯氨酸含量，比低溫+水處理提高了0.51倍。常溫下噴施ABA也能提高辣椒葉片中脯氨酸含量。說明外源噴施ABA可以通過提高辣椒葉片中脯氨酸的含量來抵御低溫凍害。

圖2 外源ABA對低溫下辣椒幼苗抗氧化酶活性的影響

由圖3B所示，與CK相比，其他3個處理可溶性蛋白含量均呈現先增加后下降的趨勢，并在低溫脅迫的第4天達到最大，分別比對照增加了1.85、0.67、0.54倍。由此可以說明，4 d前可溶性蛋白含量的增加是應激反應，而后可能是適應性反應，但同樣是為了緩解低溫帶來的傷害。

圖3 外源ABA對低溫下辣椒幼苗滲透調節物質含量的影響

3 討論與結論

植物在逆境條件下，細胞內自由基代謝平衡被破壞，自由基的產生會引發或加劇膜脂過氧化，使得MDA含量增加，從而造成細胞膜系統的損傷，導致細胞膜的透性增大［11，12］。本試驗結果表明，隨著低溫時間的延長，離子滲透率和MDA含量一直處于上升狀態，表明辣椒幼苗細胞膜結構和穩定性受到影響；但外源噴施ABA能抑制其上升，分別比低溫+水處理降低了29.5%和18.9%，說明外源噴施ABA能有效降低低溫脅迫對辣椒葉片細胞膜的傷害程度。

正常條件下，植物的抗氧化酶活性很低，自由基的清除和生成處于動態平衡，當植物組織衰老或處于逆境條件下，這種平衡就會被打破，發生膜脂過氧化，致使抗氧化酶活性上升［13］。SOD、POD和CAT是植物對膜脂過氧化的酶促防御系統上重要的3種保護酶，可消除或降低膜脂過氧化，維持膜的穩定，保護植物不受到傷害［14～16］。在低溫逆境中，外源噴施ABA能提高SOD、POD、CAT酶活性［17，18］。本研究顯示，低溫脅迫下，POD、SOD和CAT 3種酶活性總體來說均呈現先增后減少的趨勢，外源噴施ABA使3種酶活性提高20%～70%。

游離脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白質是植物細胞內重要的滲透調節物質，它們能夠增加胞內的溶質濃度，降低細胞的冰點，防止細胞過度脫水，從而降低對細胞的傷害。在低溫脅迫下，植物細胞內可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸等滲透物質含量會增加以抵御低溫帶來的傷害［19，20］。本研究中，外源噴施ABA可以提高低溫脅迫下辣椒幼苗脯氨酸和可溶性蛋白含量，這與羅立津等［21］的研究結果一致，說明外源ABA促進辣椒幼苗通過改變自身滲透調節物質的含量，使其自身適應低溫環境，這在茄子［22］、青花菜［23］、小麥［24］等作物上都得到驗證。

綜上所述，ABA預處理顯著降低了辣椒幼苗葉片REC和MDA含量，同時提高了保護酶系統的活性和滲透調節物質的含量，說明ABA能進一步增強辣椒幼苗抵抗低溫脅迫的能力。針對設施辣椒栽培地區常出現低溫凍害，可以噴施ABA以提高辣椒幼苗抗寒性，抵御低溫帶來的傷害。

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Effects of Exogenous ABA on Chilling Resistance of Pepper Seedlings

XU Shanshan1，SHI Xingyun2，LI Qiang2
（1.Wuwei Industrial Enterprises Talents Service Center，Gansu 733000；2.Wuwei Academy of Forestry Sciences）

Using pepper seedlings as materials，we set four treatment combinations，room temperature+spraying ABA，room temperature+spraying water，low temperature+spraying ABA and low temperature+spraying water，and studied effects of spraying exogenous ABA on physiological indexes related with chilling resistance of pepper seedlings.The results showed that ABA pretreatment could reduce the accumulation of relative conductivity and malondiadehyde content in pepper seedlings，which alleviated the oxidative damage of low temperature on plasma membrane.And ABA pretreatment could enhance the activities of superoxide dismutase，peroxidase and catalase，which promoted the metabolism of reactive oxygen，and could increase the contents of proline and soluble protein to enhance the chilling resistance of pepper seedlings，making pepper seedlings adopt to low-temperature environment.

Pepper；ABA；Physiological indexes；Chilling resistance

S641.3

A

1001-3547（2015）24-0055-04

10.3865/j.issn.1001-3547.2015.24.022

徐珊珊（1988-），女，初級工程師，電話：18294190781，E-mail：shixingyunlove@163.com

2015-08-24