论文部分内容阅读
低温胁迫是自然界常见的非生物胁迫之一。辣椒属于喜温不耐寒植物,低温胁迫严重影响辣椒的产量和品质。NO是一种广泛分布于生物体的气体活性分子,研究表明NO可以提高小麦、玉米、黄瓜及茄子等作物的抗冷性,但国内外有关NO对辣椒(Capsicum annuum L.)幼苗抗冷性影响的研究较少。本试验以?津福803‘辣椒为试验材料,采用叶面喷施外源NO供体硝普钠(SNP)和NO合酶抑制剂L-NAME(N-硝基-L-精氨酸甲酯盐酸盐)处理低温胁迫下的辣椒幼苗。初步探究了外源NO及NO合酶抑制剂处理对辣椒幼苗生长及生理生化反应的影响,并且通过qRT-PCR技术对辣椒幼苗抗冷相关基因的表达情况进行了分析,旨在明确NO提高辣椒抗冷性的机制,丰富NO提高辣椒抗冷性的理论基础,主要研究结果如下:
1.低温胁迫对辣椒幼苗的生长具有明显的抑制作用,冷害指数为0.71。适宜浓度的外源NO供体(SNP)可以提高辣椒幼苗的抗冷性,以0.5mmol/LSNP处理效果最佳,冷害指数为0.41。用1.0mmol/LSNP处理时,辣椒幼苗的冷害指数高达0.79,其外部形态与未喷施SNP处理相比出现严重的褶皱、萎蔫,加剧了低温胁迫对辣椒幼苗生长的抑制程度。
2.研究了不同处理对辣椒幼苗低温伤害程度的影响,幼苗受到的低温伤害程度由高到低依次为:NO合酶抑制剂处理(L-NAME )>蒸馏水处理>SNP+L-NAME处理>SNP处理。与蒸馏水对照相比,NO合酶抑制剂使辣椒幼苗的冷害指数增加,在没有外源NO补充下,幼苗的冷害症状更加明显,这也从另一个角度说明了NO在提高辣椒抗冷性方面起到了重要作用。
3.低温胁迫下,SNP处理有利于辣椒幼苗形态建成和物质积累,其株高、茎粗、根长及鲜、干质量均显著高于蒸馏水对照,并且叶绿素含量显著增加,维持了较高的净光合速率。而用L-NAME处理辣椒幼苗时,其叶绿素含量、净光合速率、株高、茎粗、根长及鲜、干质量均不同程度的低于对照。
4.低温胁迫下,SNP处理可以显著提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性,抑制活性氧积累并降低细胞膜透性。而用L-NAME处理辣椒幼苗时,与蒸馏水对照相比,SOD、CAT、POD活性均显著降低,同时H2O2含量、O2-产生速率和MDA含量显著升高,幼苗体内活性氧平衡遭到破坏,细胞膜的完整性受损。
5.低温胁迫下,SNP处理可以通过提高脯氨酸和可溶性蛋白增加细胞的渗透压,防止幼苗因吸水困难而干枯。但可溶性糖含量与对照相比无明显变化,表明可溶性糖含量的变化与NO处理无显著相关。L-NAME处理时,辣椒幼苗的脯氨酸含量和可溶性蛋白含量均显著低于对照。
6.低温胁迫下,使用0.1~0.5mmol/LSNP处理辣椒幼苗,通过qRT-PCR对辣椒抗冷基因的相对表达量进行了分析,结果表明:SNP处理的辣椒幼苗抗冷基因均呈上调趋势,SNP浓度越高,测定的抗冷基因的相对表达量越高。浓度为0.5mmol/LSNP处理过的幼苗,在最高峰时,CaCBF1、CaFAD、CaPRP基因的相对表达量与未喷施SNP处理相比,分别增加了65.82%、67.73%、50.02%。
1.低温胁迫对辣椒幼苗的生长具有明显的抑制作用,冷害指数为0.71。适宜浓度的外源NO供体(SNP)可以提高辣椒幼苗的抗冷性,以0.5mmol/LSNP处理效果最佳,冷害指数为0.41。用1.0mmol/LSNP处理时,辣椒幼苗的冷害指数高达0.79,其外部形态与未喷施SNP处理相比出现严重的褶皱、萎蔫,加剧了低温胁迫对辣椒幼苗生长的抑制程度。
2.研究了不同处理对辣椒幼苗低温伤害程度的影响,幼苗受到的低温伤害程度由高到低依次为:NO合酶抑制剂处理(L-NAME )>蒸馏水处理>SNP+L-NAME处理>SNP处理。与蒸馏水对照相比,NO合酶抑制剂使辣椒幼苗的冷害指数增加,在没有外源NO补充下,幼苗的冷害症状更加明显,这也从另一个角度说明了NO在提高辣椒抗冷性方面起到了重要作用。
3.低温胁迫下,SNP处理有利于辣椒幼苗形态建成和物质积累,其株高、茎粗、根长及鲜、干质量均显著高于蒸馏水对照,并且叶绿素含量显著增加,维持了较高的净光合速率。而用L-NAME处理辣椒幼苗时,其叶绿素含量、净光合速率、株高、茎粗、根长及鲜、干质量均不同程度的低于对照。
4.低温胁迫下,SNP处理可以显著提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性,抑制活性氧积累并降低细胞膜透性。而用L-NAME处理辣椒幼苗时,与蒸馏水对照相比,SOD、CAT、POD活性均显著降低,同时H2O2含量、O2-产生速率和MDA含量显著升高,幼苗体内活性氧平衡遭到破坏,细胞膜的完整性受损。
5.低温胁迫下,SNP处理可以通过提高脯氨酸和可溶性蛋白增加细胞的渗透压,防止幼苗因吸水困难而干枯。但可溶性糖含量与对照相比无明显变化,表明可溶性糖含量的变化与NO处理无显著相关。L-NAME处理时,辣椒幼苗的脯氨酸含量和可溶性蛋白含量均显著低于对照。
6.低温胁迫下,使用0.1~0.5mmol/LSNP处理辣椒幼苗,通过qRT-PCR对辣椒抗冷基因的相对表达量进行了分析,结果表明:SNP处理的辣椒幼苗抗冷基因均呈上调趋势,SNP浓度越高,测定的抗冷基因的相对表达量越高。浓度为0.5mmol/LSNP处理过的幼苗,在最高峰时,CaCBF1、CaFAD、CaPRP基因的相对表达量与未喷施SNP处理相比,分别增加了65.82%、67.73%、50.02%。