外源BR处理对碱性盐胁迫下辣椒生长的影响

赵恺 辛文春 何冰纾

摘要 为探究外源油菜素内酯（ Brassinolide， BR）对辣椒耐盐性的影响，以“湘研15号”辣椒为试材进行田间模拟试验，经过21 d碱性盐胁迫后，分析外源BR对辣椒幼苗植株生长情况、抗氧化酶活性、丙二醛等抗逆性相关生理指标的影响。结果表明， BR可促进盐胁迫下辣椒幼苗植株增长、提高植株干重，中浓度（0.25～0.50 mg/L）效果最为明显;盐胁迫下SOD活性增加39.82 %，BR为1.00 mg/L时SOD活性最大;盐胁迫下POD活性增加13.80 %，BR为0.50 mg/L时POD活性最大;盐胁迫下叶片CAT活性增加53.27 %，BR为0.50 mg/L时CAT 活性最大;盐胁迫下MDA 含量提高61.34 %，BR为0.50 mg/L时MDA含量最低。由此可知，在NaHCO3盐胁迫时外源喷施 BR溶液可显著减轻胁迫所带来的伤害，提高苗木的抗盐性，其中以喷施0.50 mg/L缓解效应最为显著。

关键词 油菜素内酯;盐胁迫;辣椒

中图分类号 S641.3 文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2020）14-0029-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.14.009

Abstract To explore the effect of exogenous brassinolide（ BR） on salt tolerance of pepper，“Xiangyan15” was used as material for the experiment， and the materials were subjected to alkaline salt stress for 21 days.The growth of pepper， the activity of antioxidant enzymes and the changes of physiological indexes which related to stress resistance were investigated after spraying different concentrations of BR.The results showed that BR could promote the growth of plant height and dry weights accumulation of pepper seedlings under salt stress， and there were significant differences among the treatments， especially at 0.25-0.50 mg/L，the activities of SOD，POD and CAT in leaves were increased.SOD activity of leaves increased by 39.82% under salt stress，when BR was 1.00 mg/L，SOD activity was the highest;POD activity increased by 13.80% under salt stress，POD activity was the highest when BR was 0.50 mg/L;CAT activity increased by 53.27% under salt stress，when BR was 0.50 mg/L，CAT activity was the highest， and the MDA content was significantly increased by 61.34% under salt stress， and the lowest at BR was 0.50 mg/L，which was significantly different from other treatments.Based on the physiological indexes，it could be concluded that spraying extraneous BR could significantly relieve the salt injury and improve salt tolerance.Moreover， spraying extraneous BR of 0.50 mg/L had the best alleviation effect.

Key words Brassinolactone;Salt stress;Pepper

土壤鹽碱化是制约农业生产的一个重大灾害，不但能够破坏农林生产和生态环境，还危害作物的生长环境，而且阻碍农业现代化生产进程[1]。 盐胁迫下植物会受离子毒害，大量产生有毒自由基，膜脂过氧化程度加重，蛋白质降解，DNA链被破坏，导致植物生长发育受阻[2]。盐胁迫之所以能够影响植物生长体现在土壤盐分过多能造成土壤渗透势的下降，使植物吸水困难，容易形成生理性缺水;高水平下的盐溶液可吸收细胞膜上的离子，致使细胞膜结构破坏，造成有机质外渗;盐胁迫抑制植物蛋白质合成进程，加快细胞内已合成储存蛋白质的分解[3]。 植物体为适应盐胁迫会产生一系列生理变化，如生成渗透调节物质等来降低水势增加耐盐性[4-5]。盐胁迫能加速细胞膜的选择透过性，使膜质过氧化程度加速并生成丙二醛（ MDA），因此MDA的含量是衡量细胞膜损伤情况的标准之一[6]。超氧化物歧化酶（ SOD）和过氧化物酶（ POD）是植物体内具有清除活性氧自由基、保护细胞膜功能的抗氧化酶， 被作为植物抗逆性的指标[7]。油菜素内酯（brassinolide，BR），也被称为芸苔素内酯，广泛存在于植物界中，具有高效、广谱、无毒等特点，被列为第六大类植物内源激素[8]，在促进细胞伸长和分裂、诱导种子萌发、调节营养生长和抗衰老等方面具有调节作用。研究表明，BR能影响植物在逆境下的缓冲能力从而增强植物的抗逆性，如BR增强作物根系吸水性能[9]，稳定膜系统的结构功能，调节细胞内生理环境[10-11]，维持较高的能量代谢[12]，促进正常的生理生化代谢。

松原市地处吉林省西部，经济总量位居吉林省第三位，农业现为该市的支柱产业。全市盐碱地面积约为300 000 km2，占耕地的40 %左右，且盐碱化程度较高。笔者以辣椒 （Capsicum annuum L.）为研究材料，研究BR对碱性盐胁迫下辣椒幼苗生长发育的保护作用，以期为松原市蔬菜生产和抵御逆境条件提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 供试辣椒品种为当地主栽品种“湘研15号”辣椒，2019年4月选取粒大饱满、种胚结构完整的种子为试验材料，种子经催芽处理后移栽至田间，4叶1心时选取长势良好、无病虫害的植株带回实验室进行胁迫处理。芸苔素内酯（BR，油菜素内酯）购自于杭州木木生物有限公司，使用前用75%乙溶解并配成100 mg/L母液备用。试剂Na HCO3（AR）购于致远精细化工。植物生理试剂盒均购于南京建成生物工程研究所。

1.2 试验设计 选择NaHCO3为胁迫剂，根据预备试验结果将胁迫浓度设置为60 mmol/L，对应pH为8.35。胁迫处理参照李玉梅等[13]的方法进行。胁迫处理于16：00—17：00进行，采用多次施盐进行施入，每盆浇灌50 mL，共配制200 mL分4次均匀浇灌。设置5个不同浓度梯度的 BR（0、0.01、0.25、0.50、1.00、2.00 mg/L）处理，以清水作为CK，进行盐胁迫下外源 BR处理对幼苗生长的影响试验。每处理50盆，幼苗培养24 d进行指标测量，重复3次。

1.3 测定指标与方法

生长指标（植株净高度、干物质重量）参考杨升等[14]的方法测定，植物生理指标SOD、POD、CAT、MDA等按照试剂盒说明书的操作进行测定。

1.4 数据分析 所有数据输入Excel 2007并制图，用SPSS 17.0统计软件对试验数据进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 外源BR处理对碱性盐胁迫下幼苗生长的影响

由图1可知，盐胁迫抑制了辣椒植株的生长，表现为植株净生长高度下降且降幅为32.75 %，与非胁迫下达显著水平。不同浓度外源BR处理能促进胁迫下植株的生长，且随着处理浓度的增加表现为先高后低的趋势， 但高浓度（2 mg/L）时则表现为抑制植株生长。当外源 BR浓度为0.25～0.50 mg/L时促进效果最为明显， 盐胁迫的伤害大大减轻且植株有一定恢复，植株高度为3.26 cm，与对照相比株高下降13.76%，与其他处理差异显著。

由图2可知，盐胁迫抑制了辣椒植株的生长，植株干物质重下降且降幅为61.75 %，与非胁迫达显著水平。不同外源BR处理能显著缓解胁迫的伤害，且随着处理浓度的增加先高后低。 喷施不同浓度 BR均可不同程度地增加盐胁迫下辣椒植株的干重，其中 BR浓度为0.25～0.50 mg/L时对盐胁迫的缓解效应最明显， 幼苗干重为7.21 g，与非胁迫下相比植株下降6.67%，与其他浓度处理达显著差异水平。

2.2 外源BR处理对碱性盐胁迫下抗氧化酶活性的影响 NaHCO3处理下，辣椒抗氧化酶活性显著增加，而外源添加不同浓度BR后，变化情况也基本一致，SOD、POD、CAT活性均表现为先高后低。由表1可知，碱性盐胁迫下叶片 SOD活性比CK显著提高39.82 %，随着BR浓度的增加，叶片SOD活性先高后低，而当 BR浓度为1.00～2.00 mg/L时 SOD活性与其他处理差异显著，其中外源 BR浓度为1.00 mg/L时叶片 SOD活性最大;盐胁迫下叶片 POD活性与CK相比增加13.80%，当外源BR浓度为0.50 mg/L时 POD活性最大且与其他处理差异显著，随着 BR浓度的增加，POD活性虽有提高但处理之间差异未达差异水平;盐胁迫下叶片 CAT活性与CK相比显著增加53.27 %，随着 BR浓度的增加，叶片 CAT活性先高后低，当 BR浓度为0.50 mg/L时 CAT活性最高，与其他处理差异显著。

2.3 外源BR处理对碱性盐胁迫下MDA含量的影响

由图3可知，CK的MDA含量为4.45 nmol/g，当对辣椒进行碱性盐胁迫时MDA含量显著提高且增幅达61.34%;随着外源BR处理浓度的增加，MDA含量呈先高后低再高的趋势，表明外源BR处理能缓解盐胁迫的伤害;外源BR为0.50 mg/L时MDA含量最低，因此对幼苗的恢复作用也最为明显，含量为5.68 nmol/g，与非胁迫下相比增加27.64 %，与其他处理差异显著。因此可以确定外源BR 0.50 mg/L为抵御碱性盐胁迫的最佳处理浓度。

3 结论与讨论

由于盐碱胁迫的存在，植物的正常生长受到限制，减慢组织和器官的分化，生长发育停滞[15]。在抑制植物生长方面主要通过降低渗透势、破坏膜结构及离子毒害等方面，具体体現在植株生长量下降，膜质氧化释放丙二醛以及活性氧过量积累等[16]。BR通过影响植物在逆境下的缓冲能力从而加强自身的逆境忍耐能力，被广泛地应用于农业生产中。刘丹[17]研究表明外源BR能增强甜菜叶片氮素的转运和吸收能力，提高光色素含量，并能够增强叶片的光能利用率;通过施用BR能减轻细胞的膜质过氧化程度和MDA含量，提高生长中后期SOD、CAT活性;与此同时，还促进叶片合成较多的渗透调节物质来调节叶丛期渗透压。王秀峰等[18]认为叶面喷施 BR溶液能增加辣椒在盐胁迫下的生长情况，提高叶绿素水平，降低叶片和根系质膜相对透性和 MDA含量，提高抗氧化酶活性和渗透调节物质来增强辣椒的抗盐性。

松原市地处松嫩平原且降水量不高，致使域内闲置大面积盐碱荒地，占耕地面积的40%左右，是世界公认的三大苏打盐碱地分布之一，基于该试验对辣椒幼苗进行了以 NaHCO3为胁迫剂的碱性盐胁迫。碱性盐胁迫不单产生植物渗透、活性氧释放及离子毒害，还会使环境pH上升，所以其危害程度远高于盐胁迫。因此该试验结果要与上述的研究结果略有不同。

该试验结果表明，外源BR为中浓度（0.50 mg/L）时可促进碱性盐胁迫下辣椒的株高和干物质的积累，提高叶片POD、CAT活性，降低MDA含量，而中高浓度外源BR（1.00 mg/L）能提高叶片SOD活性。根据试验结果可以确定，碱性盐胁迫下外源喷施 BR溶液可有效缓解辣椒的盐害，清除活性氧，并降低膜质的破坏性，其中以喷施0.50 mg/L缓解程度最为显著。该研究以辣椒为研究材料，研究BR对碱性盐胁迫下辣椒生长的保护作用及抗氧化酶活性，以期为松原市蔬菜生产和抵御逆境条件提供理论依据。

参考文献

[1]GRUNDMANN O，NAKAJIMA J I，SEO S，et al.Anti-anxiety effects of Apocynum venetum L.in the elevated plus maze test[J].Journal of ethnopharmacology，2007，110（3）：406-411.

[2]李玉梅，姜云天，曲广男.盐胁迫对东北藿香种子萌发的影响[J].中药材，2019，42（11）：2491-2496.

[3]潘瑞炽.植物生理学[M].北京：高等教育出版社，2008：299-300.

[4]RENGASAMY P.Soil processes affecting crop production in salt-affected soils[J].Functional plant biology， 2010， 37（7）：613-620.

[5]ASHRAF M.Some important physiological selection criteria for salt tolerance in plants[J].Flora，2004，199（5）：361-376.

[6]刘少华，朱学伸，王晗，等.NaCl浸种对高盐胁迫下杂交稻幼苗根系活性氧代谢的影响[J].杂交水稻，2019，34（6）：75-80.

[7]陈建波，王全喜，章洁.绿豆芽超氧化物歧化酶在胁迫条件下的活性变化[J].上海师范大学学报（自然科学版），2007，36（1）：49-53.

[8]李辉， 左钦月， 涂升斌.油菜素内酯生物合成和代谢研究进展[J].植物生理学报， 2015， 51（11）：1787-1798.

[9]曹璐， 付影， 于旭东，等.油菜素内酯诱导小白菜初生根不对称生长[J].热带作物学报， 2019， 40（3）：468-474.

[10]张帆航， 李泽， 谭晓风，等.不同温度下油菜素内酯对油桐幼苗生长及生理指标的影响[J].经濟林研究， 2018，36（3）：17-24.

[11]王东， 李亚鹤， 徐年军，等.24-表油菜素内酯和盐度对浒苔生长和生理活性的影响[J].应用生态学报， 2016， 27（3）：946-952.

[12]杨慧杰， 原向阳， 郭平毅，等.油菜素内酯对阔世玛胁迫下谷子叶片光合荧光特性及糖代谢的影响[J].中国农业科学，2017，50（13）：2508-2518.

[13]李玉梅.牛叠肚幼苗对盐碱胁迫的生理响应机制研究[D].沈阳：沈阳农业大学， 2016.

[14]杨升， 张华新， 刘涛.16个树种盐胁迫下的生长表现和生理特性[J].浙江农林大学学报，2012，29（5）：744-754.

[15]张金林，李惠茹，郭姝媛，等.高等植物适应盐逆境研究进展[J].草业学报，2015，24（12）：220-236.

[16]袁红梅，郭文栋，赵丽娟，等.外源油菜素内酯对NaCl胁迫下亚麻种子萌发及幼苗生理特性的影响[J].东北农业大学学报，2019，50（11）：11-16.

[17]刘丹.外源BR对盐碱胁迫下甜菜生理特性及产量和品质的影响[D].哈尔滨：东北农业大学，2019.

[18]王秀峰，王利波，王学国，等.外源油菜素内酯诱导辣椒幼苗抗盐性的研究[J].辣椒杂志，2012（4）：23-25.