外源ALA对干旱胁迫下辣椒幼苗的缓解效应研究

张春梅，闫芳，王勤礼

（1.河西学院农业与生物技术学院，甘肃张掖，734000；2.河西学院生态与绿洲农业研究院）

外源ALA对干旱胁迫下辣椒幼苗的缓解效应研究

张春梅1，闫芳2，王勤礼2

（1.河西学院农业与生物技术学院，甘肃张掖，734000；2.河西学院生态与绿洲农业研究院）

以甘肃河西走廊日光温室主栽辣椒品种（陇椒2号）为试材，采用盆栽控水的方法，研究了干旱胁迫下喷施外源ALA提高辣椒幼苗抗旱性的效应。研究结果表明，与喷清水对照相比，外源ALA提高了干旱胁迫下辣椒幼苗叶片可溶性糖、叶绿素含量，超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性，而丙二醛（MDA）含量则相反，表明喷施外源ALA能提高辣椒幼苗的抗旱性。

ALA；辣椒；干旱胁迫；生理指标

干旱胁迫对植物生长发育的影响越来越突出[1]。5-氨基乙酰丙酸（5-aminolevulinic acid，ALA）是所有生物体内卟啉化合物包括叶绿素、光敏素等生物合成的第一个关键前体[2]。研究表明，ALA参与植物生长发育的调节，具有类似植物激素的生理活性，可以提高植物抗逆性[3，4]。辣椒（Capsicum annuum Linn.）是茄科辣椒属一年生或多年生草本植物，除具有较高的营养价值外，还可作为新型绿色农药、防腐材料和医药原料等加以利用。为此，本试验对不同程度干旱胁迫下的辣椒叶面喷施ALA，探讨外源ALA对干旱胁迫下辣椒一些生理指标的影响，以期为甘肃部分干旱地区辣椒栽培提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试5-氨基乙酰丙酸（ALA）由日本Cosmo公司提供。供试材料为甘肃省河西走廊日光温室主栽辣椒品种（陇椒2号），由甘肃省农科院蔬菜研究所提供。

1.2 试验设计

试验于2012年5月在甘肃省张掖市民乐县六坝镇农业技术开发区进行。取生长一致，苗龄30 d的辣椒幼苗，试验分 2组，一组用喷雾器喷洒400 mg/L的ALA于全株叶上，叶面喷施以叶面有一层均匀的药液为标准，另一组以喷清水为对照，于每天9：00各喷洒一次，共喷洒7天，最后一次喷施后3周进行干旱胁迫。干旱胁迫分：正常浇水（每天浇水1 000 mL）、轻度胁迫（每天浇水400 mL）、中度胁迫（每天浇水 200 mL）、重度胁迫（每天浇水50 mL），每处理6盆，3次重复，塑料盆栽高14 cm，上口径20 cm。每盆4株幼苗，肥水管理一致，防止雨淋，避雨栽培。胁迫6 d后开始取样进行生理指标的测定。统一选取幼苗的心叶外侧第3～5片功能叶进行相关指标的测定。

1.3 测定项目及方法

丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性测定参照邹琦[5]的方法；可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法[6]，叶绿素含量测定采用紫外分光光度法[6]。每处理3次重复，测定取3个重复的平均值，数据统计分析采用SPSS软件处理。

2 结果与分析

2.1 外源ALA对辣椒幼苗叶片叶绿素含量的影响

由图1可见，与正常供水相比，在干旱胁迫下，辣椒叶片叶绿素含量均呈现不同程度下降趋势，正常供水与中度、重度干旱胁迫之间差异显著 （P≤0.05）。正常供水情况下，外源ALA对叶绿素含量无影响；轻度胁迫下，喷施ALA的叶绿素含量与未喷施ALA的相比增加了11.58%；中度胁迫下，喷施ALA的叶绿素含量与未喷施ALA的相比增加了21.66%；重度胁迫下，喷施ALA的叶绿素含量与未喷施ALA的增加了18.14%。以上结果说明，不同浓度外源ALA处理可不同程度地增加了辣椒叶片叶绿素含量。

2.2 外源ALA对辣椒幼苗叶片MDA含量的影响

MDA常用来表示植物质膜透性和质膜受伤害的程度，是研究植物抗逆性的重要生理指标。由图2可见，与正常供水相比，在干旱胁迫下，辣椒叶片MDA含量均不同程度升高。不同干旱处理下，辣椒幼苗叶片中过氧化产物MDA含量对干旱胁迫的反应存在一定差异。正常供水情况下，外源ALA对MDA含量无影响；轻度胁迫下，喷施外源ALA的MDA含量比未用ALA处理（喷清水对照）的降低了9.54%（P≤0.05）；中度胁迫处理下，相对于未用ALA处理（喷清水对照），喷施ALA的MDA含量降低了18.61%（P≤0.01）；重度胁迫下，与未用ALA处理（喷清水对照）相比，喷施ALA的MDA含量降低了16.48%（P≤0.01）。以上结果表明，外源ALA处理降低了辣椒叶片的MDA含量，说明外源ALA处理降低了植物的膜脂过氧化作用，通过增强膜的稳定性，从而缓解了干旱胁迫对辣椒的伤害。

图1 外源ALA对辣椒幼苗叶片叶绿素含量的影响

图2 外源ALA对辣椒幼苗叶片MDA含量的影响

图3 外源ALA对辣椒幼苗叶片SOD和POD活性的影响

2.3 外源ALA对辣椒幼苗叶片SOD和POD活性的影响

较高的SOD活性是植物抵抗逆境胁迫的生理基础。叶片中酶活性的提高，对于抑制活性氧的大量积累、减轻膜伤害具有重要作用。由图3可见，随干旱胁迫程度的加重，各处理的SOD和POD活性均呈现下降趋势。正常供水与轻度胁迫之间SOD和POD活性差异不显著，正常供水与中度、重度胁迫之间SOD和POD活性差异极显著（P≤0.01）。外源ALA处理后，与未用ALA处理（喷清水对照）相比，明显增加了辣椒幼苗叶片SOD和POD活性，SOD活性在重度胁迫下升高幅度最大，比喷清水对照的升高了34.52%，而POD活性在中度胁迫下升高幅度最大，比喷清水对照升高了41.76%，差异达到显著水平（P≤0.05）。由此说明，外源ALA处理能有效提高幼苗保护酶SOD和POD活性，从而提高幼苗抗旱性。

2.4 外源ALA对辣椒幼苗叶片可溶性糖含量的影响

可溶性糖是植物体内重要的渗透调节物质，其含量越高，则植物抗旱性越强。由图4可见，干旱胁迫下，辣椒幼苗叶片可溶性糖含量呈下降趋势。正常供水与轻度胁迫之间可溶性糖含量差异不显著，正常供水与中度、重度胁迫间之间可溶性糖含量差异显著（P≤0.05）。外源ALA处理后，与未用ALA处理（喷清水对照）相比，轻度、中度、重度胁迫下的可溶性糖含量分别提高了12.78%、17.55%、41.55%，明显增加了辣椒幼苗叶片可溶性糖含量。以上结果表明，外源ALA处理增加了辣椒幼苗叶片可溶性糖含量，从而缓解了干旱胁迫对辣椒的伤害。

图4 外源ALA对辣椒幼苗叶片可溶性糖含量的影响

3 讨论与结论

通常情况下，植物体内自由基的产生和清除处于一种动态平衡，干旱等逆境打破植物体内自由基产生和消除的动态平衡，导致植物体内自由基大量积累，引起植株形态及生理生化指标发生变化，如降解反应、膜脂过氧化、细胞膜变性及蛋白质变性等，对细胞膜和生物大分子的结构造成破坏[7，8]。目前，5-氨基乙酰丙酸（ALA）在农业生产中的潜在作用已成为研究热点。ALA是植物体内卟啉化合物生物合成前体，高浓度（＞5 mmol/L）时可以作为农田除草剂，低浓度时能够调节植物生长发育，低浓度的ALA作为植物生长调节剂，可大幅提高多种作物的产量[9]，明显增强植物的抗寒性、耐盐性和耐弱光性[10～12]。作为一种具有植物生理调节功能的物质，ALA具有广阔的应用前景。

本研究发现，辣椒幼苗在受到干旱胁迫时，处理植株的MDA含量升高，叶绿素、可溶性糖含量及抗氧化酶SOD和POD活性均有下降的趋势，表明干旱胁迫对辣椒幼苗造成逆境胁迫或伤害。ALA可调节干旱胁迫下辣椒幼苗生理代谢，减少辣椒幼苗叶片中MDA的积累，提高SOD、POD活性及叶绿素、可溶性糖含量，表明喷施外源ALA能提高辣椒幼苗的抗旱性。ALA调节植物生长发育可能有多种机制，如ALA可诱导盐胁迫下菠菜抗氧化酶活性来提高菠菜的抗盐性[13]，ALA调节甘草幼苗生理特性也与其提高抗氧化酶活性有关[14]，但有关ALA诱导植物抗氧化酶活性提高的原因目前尚未查明，ALA是否也是通过提高干旱胁迫下辣椒幼苗抗氧化酶活性有待进一步研究。

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Mitigative Effects of Exogenous ALA on Pepper Seedlings under Drought Stress

ZHANG Chunmei1,YAN Fang2,WANG Qinli2
(1.College of Agriculture and Biology Technology,Hexi University,Zhangye,Gansu 734000; 2.Hexi Ecological and Oasis Agricultural Research Institute,Hexi University)

Using the major pepper cultivar Longjiao No.2 for heliogreenhouse planting in Hexi corridor of Gansu,we studied the effects of spraying exogenous ALA on improving drought stress of pepper seedlings in pots by controlling water usage.The results showed that,compared with the control treatment(spaying clear water),spraying exogenous ALA could significantly improve the soluble sugar content,chlorophyll content,SOD activity and POD activity,and lowered MDA content,which indicated that spraying exogenous ALA could improve the drought resistance of pepper seedlings.

ALA;Pepper;Drought stress;Physiological indexes

S641.3

A

1001-3547（2013）24-0034-03

10.3865/j.issn.1001-3547.2013.24.012

甘肃省高校河西走廊特色资源利用省级重点实验室面上项目（XZ1004）

张春梅（1978-），女，博士，副教授，主要从事植物逆境生理研，电话：13909360385，E-mail：zazcm197828@163.com.

2013-11-01