【摘 要】
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制干辣椒是新疆重要的经济作物,随着其栽种面积的不断扩大,新疆已成为国内重要的制干辣椒原料生产基地。制干辣椒的用途广泛,不仅可以食用,其提取的辣椒素和辣椒红素还可以用于医药、化工、美妆和纺织等领域,具有较高的附加值。新疆由于成土母质和气候原因,盐碱地面积较大,实际生产中,制干辣椒的栽培常面临盐碱和干旱双重胁迫。本研究以制约新疆制干辣椒生产的关键环境因子干旱和盐为出发点,设置3个水分梯度:W0（土壤饱
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制干辣椒是新疆重要的经济作物,随着其栽种面积的不断扩大,新疆已成为国内重要的制干辣椒原料生产基地。制干辣椒的用途广泛,不仅可以食用,其提取的辣椒素和辣椒红素还可以用于医药、化工、美妆和纺织等领域,具有较高的附加值。新疆由于成土母质和气候原因,盐碱地面积较大,实际生产中,制干辣椒的栽培常面临盐碱和干旱双重胁迫。本研究以制约新疆制干辣椒生产的关键环境因子干旱和盐为出发点,设置3个水分梯度:W0（土壤饱和含水量为100%）、W1（土壤饱和含水量为65%）、W2（土壤饱和含水量为45%）;2个盐浓度:S1（Na Cl=50 mmol/L）、S2（Na Cl=120mmol/L）,分析干旱、盐及旱盐双重胁迫下辣椒素相关代谢酶、调控基因、竞争物质以及合成前体物质的变化趋势,结合植株生长及辣椒素含量的变化,明确辣椒素对盐和干旱胁迫响应的差异,阐明环境因素对辣椒素代谢的影响及其机理,为从栽培管理上提高辣椒素含量提供指导。实验结果如下:1.干旱程度越高,辣椒的株高、茎粗受抑制程度越高,但对果形指数影响不显著;干物质的积累于重度干旱下,在绿熟期受到促进作用,红熟期受到抑制作用;在不同浓度盐分下,对株高、茎粗、单果重会出现低促高抑现象;双重胁迫下辣椒的长势较单一胁迫弱,且对辣椒的抑制作用更显著。2.盐旱胁迫下胎座中辣椒素的变化较果肉大;除红熟期的W1处理外,干旱、盐及其双重胁迫使3个不同发育时期果实的椒素含量显著下降;转色期W2相关处理果实辣椒素含量表现出双重胁迫低于单一胁迫的趋势。PAL酶活性随果实发育而升高,并且随着干旱胁迫时间的延长,对PAL酶活性的促进作用越加显著;旱、盐及旱盐胁迫均会提高POD的活性,且在果实发育前期干旱程度或盐浓度越高,POD活性越强,且POD活性升高会造成辣椒素减少。3.转色期和红熟期总酚与辣椒素含量呈现不一致的变化趋势,整体上,随着各胁迫时间的延长,总酚含量逐渐增加;单宁、类黄酮等竞争物质随果实发育逐渐增加,而木质素整体呈下降趋势,W2S2的双重胁迫对单宁和类黄酮有显著促进;双重胁迫下,类黄酮和单宁与辣椒素的竞争效应明显。4.PAL基因的表达量随果实发育持续升高,在果实发育后期,除W1S1处理外,均能促进PAL基因表达。AT3在转色期的表达量明显提高,其中S2相关的处理对AT3的促进作用显著。C4H基因在不同阶段果实中稳定表达,但受盐旱胁迫影响较大:3个时期W1S1胁迫C4H表达量增加最多,S1胁迫下降较多。HCT基因在红熟期的表达量明显增加,此时盐旱及其双重胁迫均能促进HCT表达。5.转录分析表明:差异基因数目遵循水分胁迫<单盐胁迫<双重胁迫的规律;盐、旱胁迫主要影响苯丙烷代谢途径,其次是苯丙氨酸途径;含盐胁迫对各途径的代谢影响显著;对43个与辣椒素代谢相关基因表达量的分析表明,BCAT、KASIIIb、CCo AOMT等17个基因的表达量与辣椒素含量一致,即在干旱胁迫下表达量下降。CPR、p AMT2、PAT等5个基因对3种胁迫均有响应,而BCKDH E2、ENRb、ADT等6个基因在水分胁迫下表达,CCR、GS2等10个基因主要在盐胁迫下表达。
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