外源水杨酸对淹水胁迫下辣椒幼苗生长及活性氧代谢的影响

摘要：为了明确外源水杨酸（SA）对辣椒耐涝的调控作用，以德红1号辣椒为试材，叶面喷施0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mmol·L^-1SA溶液，研究淹水胁迫下对辣椒幼苗生长和活性氧代谢的影响。结果表明，淹水胁迫下，辣椒幼苗根长、株高、鲜质量及干质量均显著低于CK（未淹水+未外施SA），喷施外源SA后，农艺性状指标下降幅度减小，SA1.5处理的辣椒农艺性状最好，根长、株高、鲜质量和干质量比淹水对照分别提高66.37%、14.55%、56.35%和93.75%。淹水胁迫（CK）使辣椒幼苗叶片中膜脂过氧化物含量和电解质渗漏率显著升高，而SA处理可显著降低O₂产生速率、H₂O₂含量、MDA含量和电解质渗漏率，SA1.5处理O₂产生速率降幅最大，比CK1下降了43.95%。同时SA处理显著提高了淹水胁迫下辣椒幼苗叶片中渗透调节物质含量，SA1.5处理游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量比CK1提高了37.37%、32.51%和20.12%。与CK1相比，SA1.5处理辣椒幼苗叶片的POD和GR活性最高，分别升高81.76%和87.84%、CAT、SOD活性分别升高55.47%和83.02%。逋过综合指标总加权值比较，评价出各处理抗涝性强弱依次为：SA1.5、SA2.0、SA1.0、SA2.5、SA0.5、CK1，其中SA1.5处理和SA2.0处理两者总综合加权值得分接近。综合比较，1.5 mmol·L^-lSA处理的效果最好。

关键词：辣椒;水杨酸;淹水胁迫;活性氧代谢

中图分类号：S641.3文献标志码：A文章编号：1673-287（2022）09-073-06

Exogenous salicylic acid affects growth and reactive oxygen metabolism of pepper seedlings under waterlogging stress

XIA Wenrong

（Dezhou University，Dezhou 253023，Shandong，China）

Abstract：In order to clarify the regulatory effect of exogenous salicylic acid on pepper waterlogging tolerance，Dehong 1 pepper was used as the test material，and SA solutions of different concentrations （0.5，1.0，1.5，2.0，2.5 mmol·L^-1）were sprayed on the leaves to study the growth and reactive oxygen species metabolism of pepper seedlings under flooding stress. The results showed that under flooding stress，root length，plant height，fresh weight and dry weight of pepper seedlings were significantly reduced than that without flooding. After spraying with exogenous SA，the decreasing range of agronomic traits decreased，and SA1.5 treatment had the best agronomic traits，the root length，plant height，fresh weight and dry weight were 66.37%，14.55%，56.35% and 93.75% higher than the flooded control，respectively. Waterlogging stress significantly increased the membrane lipid peroxide content and electrolyte leakage rate in leaves of pepper seedlings，while SA treatment could significantly reduce the O₂ production rate，H₂O₂ content，MDA content and electrolyte leakage rate. The rate of O₂ production decreased the most in SA1.5 treatment ，which was 43.95% lower than that of CK1. At the same time，SA treatment significantly increased the content of osmotic regulators in leaves of pepper seedlings under flooding stress. SA1.5 treatment increased the content of free proline，soluble sugar and soluble protein by 37.37%，32.51% and 20.12% compared with CK1 it also had the highest POD and GR activities，which were increased by 81.76% and 87.84%，respectively，and CAT and SOD activities were increased by 55.47% and 83.02%，respectively. Through the comparison of the total weighted value of the comprehensive index，the waterlogging resistance of each treatment is evaluated as follows：SA1.5，SA2.0，SA1.0，SA2.5，SA0.5，CK1.The overall weighted score of the SA1.5 treatment and the SA2.0 treatment was similar.To comprehensively compare the effects of different concentrations of SA on pepper seedling growth and reactive oxygen species metabolism under flooding stress，1.5 mmol·L^-1 SA treatment was the best.

Key words：Pepper;Salicylic acid;Waterlogging;Active oxygen metabolism

近年来，全球气候异常，降雨量分布不均，暴雨天气出现频率增加，据国家防汛抗旱总指挥部统计，仅2020年一年，全国因洪涝致农作物受灾719.0万hm²，直接经济损失高达2 669.8亿元[1]。目前，淹水胁迫已成为农业生产中经常发生的非生物胁迫之一[2]。

辣椒在我国播种面积和产值均居蔬菜首位[3]，辣椒和辣椒制品多达1000余种，国际间贸易量逐年增加，辣椒已经成为最具发展潜力的农业作物之一[4]。山东省集辣椒种植、加工、出口为一体，形成辣椒集散地，大量出口干、鲜辣椒[5]。辣椒是浅根系作物，根系不发达，再生能力弱，不易发生不定根，多为露地栽培。山东地区雨热同季，7—8月份容易造成涝害，正值辣椒生长盛期，辣椒田水分过多，对植株地上部分和地下部分均产生影响[5]。淹水胁迫下一些作物植株叶片的叶绿素含量减少，叶片气孔开度下降，气孔密度增加，光合能力弱，根系缺氧，根系活力下降，植株的主要代谢和生长被抑制，进而造成叶片变黄枯萎以及果实产量和品质下降[6-11]。

水杨酸（salicylic acid，SA）是一种酚类生长调节剂，在植物体内主要通过异分支酸合酶途径合成[12]。SA能够在植物体内的许多抗逆生理过程中起调节作用，增强植物抗性。前人研究表明，外源水杨酸在植株抵御病原菌侵染和盐碱、低温、高温、干旱等胁迫方面发挥作用[13-17]。外源SA在缓解辣椒淹水胁迫方面的研究和报道较少。笔者以辣椒为材料，采用拱棚和双套盆法模拟涝害环境，研究淹水胁迫下外源SA对辣椒幼苗生长及活性氧代谢的影响，并利用模糊隶属函数法对不同浓度SA处理辣椒幼苗耐涝性差异进行综合比较，以期筛选出缓解辣椒涝害最适宜的SA浓度。

1材料与方法

1.1材料

供试辣椒品种为德红1号，种子由德州市农业科学研究院提供。

1.2试验方法

试验于2020年3—5月在德州市现代农业科技园进行。供试辣椒种子经催芽后于穴盘中育苗，在5叶1心时期取生长健壮、长势一致的幼苗移至28 cm×28 cm营养钵中，每钵3株，装土到距盆上沿6 cm。试验采用随机区组排列，设置7个处理，分别为：（1）对照（CK），未淹水+ 不外施SA;（2）CK1，淹水+不外施SA;（3）SA0.5，淹水+外施0.5 mmol·L^-1 SA;（4）SA1.0，淹水+外施1.0 mmol·L^-1 SA;（5）SA1.5，淹水+外施1.5 mmol·L^-1SA;（6）SA2.0，淹水+外施2.0 mmol·L^-1SA;（7）SA2.5：淹水+外施2.5 mmol·L^-1 SA。每个处理10钵，3次重复，共210钵。当辣椒幼苗长至6叶1心时，分别用0.5、1.0、1.5、2.0、2.5mmol·L^-1 SA进行全株叶面喷施至叶面有液体下滴，每天喷1次，连续喷3 d。3 d后进行淹水处理，以水面保持在土壤表面1.0 cm为淹水状态，每天补水保持淹水状态，淹水处理7 d，于淹水处理后（第8天）9：00取样进行各项指标的测定。

1.3测定指标与方法

1.3.1农艺性状指标测定及方法各处理随机选取5株辣椒苗进行农艺性状指标测定。用直尺测量辣椒幼苗根长、株高;分别剪取植株的地上部与地下部，用去离子水冲洗后擦干水分，使用天平测定鲜质量后于105 ℃烘箱杀青30 min，75 ℃烘干至恒质量，测定干质量，计算根冠比（植株地下部与地上部干质量比值）。

1.3.2生理生化指标参照高俊凤等[18]的方法测定叶绿素含量和类胡萝卜素含量。参照李合生[19]的方法测定活性氧产生速率、过氧化氢含量、丙二醛含量、电解质渗漏率、游离脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量。采用试剂盒法测定超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽还原酶（GR）等抗氧化酶活性。

1.4数据处理

使用Excel 2010和SPSS19.0软件处理数据，差异显著性用Duncan法进行多重比较。隶属函数值计算参考张晓丽等[20]的方法。某一性状测定值减去该性状最小值与该性状的极差值的比值即为该性状的隶属函数值。计算公式为：

R（X_i）=（X_i-X_min）/（X_max-X_min）;

R（X_i）=1-（X_i-X_min）/（X_max-X_min）。

公式中，X_i为某一指标的测定值;X_max为所有处理中该指标的最大值;X_min为所有处理中该指标的最小值。计算各指标的隶属函数值，以其平均值综合评价不同处理辣椒幼苗耐涝性，平均值越大，外源SA对辣椒淹水胁迫缓解能力越强。

2结果与分析

2.1喷施不同浓度SA处理对辣椒幼苗农艺性状的影响

从表1可知，淹水胁迫7 d后，与CK和CK1 相比，辣椒幼苗不同处理农艺性状差异显著。淹水胁迫下，辣椒幼苗根长、株高、鲜质量及干质量均显著低于不淹水的正常对照，而喷施外源SA后，农艺性状指标下降幅度减小;其中喷施1.5 mmol·L^-1 SA处理的农艺性状最好，根长、株高、鲜质量和干质量比淹水对照分别提高66.37%、14.55%、56.35%和93.75%;SA2.0处理农艺性状次之，且与SA1.5处理差异不显著;SA0.5处理最差，根长、株高、鲜质量和干质量仅比CK1分别提高25.71%、9.54%、30.16%和37.50%。同时，CK1植株根冠比增大，喷施SA预处理后，辣椒植株的根冠比均显著小于淹水对照，表明喷施SA预处理均能有效增加植株地上部生物量。与CK相比，CK1根冠比增幅最大，达到49.26%;SA处理中SA0.5增幅最大，上升34.56%，SA2.0处理增幅最小，仅上升11.76%。