利用隸屬函數(shù)法對觀賞辣椒種質資源耐熱性的評價

趙東風，郭勤衛(wèi)，項小敏，李朝森

(衢州市農(nóng)業(yè)科學研究院，浙江 衢州 324000)

觀賞辣椒是辣椒屬中的一個種，既可以觀賞又可以食用；觀賞辣椒喜溫不耐熱[1]。本地處亞熱帶地區(qū)，夏季異常高溫經(jīng)常來襲，這樣經(jīng)常導致辣椒栽培小環(huán)境長時間溫度過高，導致不耐熱的辣椒品種生長發(fā)育受阻礙甚至植株死亡。因此，及時準確地鑒定辣椒育種材料的耐熱性是亟待解決的問題；也是為了實現(xiàn)本地觀賞辣椒的夏秋季穩(wěn)定供應，為觀光農(nóng)業(yè)增加觀賞蔬菜品種，還為美化居民生活環(huán)境增添一道亮麗的風景。耐熱性是一個復雜的生物學性狀，安鳳霞等[2]研究認為，耐熱性受多基因控制。胡志輝等[3]認為，熱害指數(shù)從一個方面反映出不同耐熱性植物的變化情況。賈志銀[4]研究認為，在高溫脅迫下，供試辣椒品種丙二醛(MDA)、脯氨酸(PRO)含量顯著增加；根系活力表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢,葉綠素含量逐漸降低。因此測定丙二醛(MDA)、脯氨酸(PRO)、葉綠素含量、根系活力能從各個方面反映出辣椒品種耐熱性的變化，可以作為耐熱性的鑒定指標。王凱紅等[5]研究認為，結合隸屬函數(shù)法可得到各材料耐熱性的綜合評價值,從而能比較科學地對辣椒的耐熱性進行評價。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料均為觀賞辣椒材料，部分資源是從其他地區(qū)引進，其余為本單位選育。塞多納陽光(圓錐椒，圓錐形，杭州市勿忘農(nóng)種業(yè)公司)；1722(櫻桃類，橢圓形，衢州市農(nóng)科院)；小米椒(圓錐椒，圓錐形，海口市花卉大世界)；衢椒1號(長椒類，羊角形，衢州市農(nóng)科院)；朝天椒(簇生椒，羊角形，杭州市勿忘農(nóng)種業(yè)公司)；16142(圓錐椒，圓錐形，衢州市農(nóng)科院)；1590(圓錐椒，圓錐形，衢州市農(nóng)科院)；夢都莎(簇生椒，圓錐形，杭州市勿忘農(nóng)種業(yè)公司)；搖滾紫(櫻桃類，圓球形，杭州市勿忘農(nóng)種業(yè)公司)。

1.2 處理設計

選擇籽粒飽滿的9種觀賞辣椒種子，先進行浸種，然后催芽，當發(fā)芽率達到60%～70%時即可播種。播于育苗平盤中，當幼苗具有2～3片葉時，移栽于100 mm×100 mm的營養(yǎng)缽中，每缽1株幼苗，每種觀賞辣椒幼苗移栽到30個營養(yǎng)缽，共需要270個營養(yǎng)缽。待幼苗長到5～7葉時，選取長勢一致的幼苗高溫處理。

試驗處理。溫度設定為白天40 ℃，夜間28 ℃，晝夜各12 h；在人工氣候箱內每天光照14 h，光照強度3 000 lx，黑暗10 h。對照常溫處理，白天溫度25 ℃，夜間20 ℃，晝夜各12 h；在人工氣候箱內每天光照14 h，光照強度為3 000 lx，黑暗10 h。每處理重復3次，處理時間均為7 d。

本試驗中熱害指數(shù)參照姜燕等[6]分級標準。分為5級，分別是0，1，2，3，4級。其中，0級為植株正常，隨著級數(shù)的增加，辣椒受到危害加劇，4級植株為死亡。耐熱指數(shù)的計算公式：

耐熱指數(shù)=[Σ(各級株數(shù)×級數(shù))/(最高級數(shù)×總株數(shù))]×100。

MDA的含量采用硫代巴比妥酸(TBA)顯色法測定[7]；PRO的含量采用酸性茚三酮顯色法；根系活力用TTC法測定[8]；葉綠素用96%乙醇提取測定[9]。

1.3 數(shù)據(jù)處理和分析

采用Excel 2010軟件進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析。隸屬函數(shù)法的計算公式為：

隸屬值=[(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)]×100。

式中，X為測定值，Xmax為最大值，Xmin為最小值。

反隸屬函數(shù)公式表示與耐熱性呈負相關。

反隸屬值=[1-(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)]×100。

將隸屬值進行累加，求取平均值，平均值越大，則該品種的耐熱性越強[10]。

2 結果與分析

2.1 耐熱指數(shù)

由表1可知，小米椒、衢椒1號耐熱指數(shù)低，為耐熱材料；1590、搖滾紫耐熱指數(shù)較高，為不耐熱材料，屬于熱敏感材料。

表1 不同材料的耐熱指數(shù)

注：同列無相同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。表2～6同。

2.2 MDA含量

在高溫脅迫下，MDA含量均呈增加趨勢，每個材料增加含量不同。由表2可知，40 ℃高溫脅迫下，MDA相對含量由低到高的順序為小米椒、衢椒1號、1722、朝天椒、16142、塞多納陽光、夢都莎、搖滾紫和1590。高溫脅迫下各材料的MDA相對含量與材料的耐熱性呈負相關，可作為綜合評價指標。

表2 不同材料的MDA含量

2.3 PRO含量

PRO是植物蛋白質的組成成分之一，幾乎所有的逆境都會造成植物體內PRO的積累。高溫脅迫下耐高溫的品種往往積累較多的PRO。由表3可知，在40 ℃高溫脅迫下，各材料PRO含量均有不同程度增加。40 ℃高溫處理下各材料PRO相對含量由高到低的順序為小米椒、衢椒1號、塞多納陽光、朝天椒、16142、1722、搖滾紫、夢都莎和1590。PRO相對含量的變化與耐熱性呈正相關，可以作為綜合評價指標。

表3 不同材料的PRO含量

2.4 苗期根系活力指標評價分析

高溫脅迫會對根系活力產(chǎn)生很大影響，導致根系活力下降。由表4可知，在40 ℃高溫誘導下，各材料根系活力相對值由高到低的順序依次為小米椒、衢椒1號、朝天椒、16142、夢都莎、1722、搖滾紫、塞多納陽光和1590。根系活力相對值的變化與耐熱性呈正相關，可以作為綜合評價指標。

2.5 苗期葉綠素相對含量指標評價分析

高溫脅迫下，葉綠素含量降低，導致光合作用減弱，植物的積累光合產(chǎn)物也隨著降低，生長發(fā)育減緩。由表5可知，在40 ℃高溫誘導下，不同材料間葉綠素含量較對照有明顯降低，且降幅不一。各材料葉綠素相對含量由高到低的順序依次為小米椒、衢椒1號、夢都莎、朝天椒、16142、塞多納陽光、1722、搖滾紫和1590。葉綠素相對值的變化與耐熱性呈正相關，可以作為綜合評價指標。

表4 不同材料的根系活力

2.6 隸屬函數(shù)綜合評價

由表6可知，通過隸屬函數(shù)分析，小米椒綜合排名最高，為最耐熱材料；1590綜合排名最低，為最不耐熱材料。排名由高到低依次為小米椒、衢椒1號、朝天椒、16142、塞多納陽光、1722、夢都莎、搖滾紫和1590，即小米椒、衢椒1號、朝天椒為耐熱材料，1590、夢都莎和搖滾紫為熱敏材料。

表5 不同材料的葉綠素含量

表6 不同材料的各指標值及耐熱性評價

3 小結與討論

本試驗利用高溫處理得到MDA、PRO、根系活力和葉綠素含量的相對值及其耐熱性，通過隸屬函數(shù)分析得出小米椒是最耐熱材料，1590是最不耐熱材料。所有材料中，小米椒、衢椒1號、朝天椒為耐熱材料；1590、夢都莎和搖滾紫為熱敏材料。

高溫脅迫時，觀賞辣椒的外部形態(tài)發(fā)生一定變化，通過測定外觀形態(tài)變化可用來簡單鑒定辣椒的耐熱性。本試驗利用生理指標MDA、PRO、根系活力、葉綠素含量來反映觀賞辣椒的耐熱性，最后得出正確的結論。但是在辣椒耐熱性研究中，人們觀察的生理指標很多，如高溫脅迫對幼苗POD活性的影響、對幼苗SOD活性的影響、對凈光合速率的影響等，這些指標都可以反映出辣椒的耐熱性強弱，具體哪些指標最好，各指標與耐熱性強弱定量關系尚待進一步研究。