喷施竹叶黄酮对辣椒生长及抗寒性的影响

张运红，任珊露，和爱玲，吴礼树，孙克刚

（1.河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所，郑州，450002；2.华中农业大学资源与环境学院）

喷施竹叶黄酮对辣椒生长及抗寒性的影响

张运红1，2，任珊露2，和爱玲1，吴礼树2，孙克刚1

（1.河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所，郑州，450002；2.华中农业大学资源与环境学院）

采用土培法，研究了喷施竹叶黄酮对辣椒生长及抗寒性的影响。试验结果表明，常温条件下，喷施竹叶黄酮可促进辣椒的生长，其中50 mg/L浓度处理效果最佳，株高较对照增加97.5%；冷害胁迫后，50 mg/L竹叶黄酮处理的辣椒叶片脯氨酸含量、可溶性糖含量和超氧化物歧化酶 （SOD）活性均显著高于对照，增幅分别为15.7%、5.3%和7.1%，说明喷施竹叶黄酮能一定程度促进辣椒生长，并能提高其抗寒性。

竹叶黄酮；辣椒；生长；抗寒性

竹叶黄酮是以高山野生淡竹叶为原料提取的一种植物类黄酮制剂，其功能因子为黄酮甙，并以黄酮碳甙为主，具有抗脂质过氧化、清除羟基自由基和调节血脂功能及抗过敏、抗炎、抗菌、抗病毒、抗肿瘤等生物学功效，近年来主要作为天然功能性食品添加剂和医药保健品被开发应用［1，2］。目前，对黄酮类化合物的研究正逐步延伸到植物方面。有报道称，类黄酮化合物能显著提高植物的抗UV-B辐射及抗病性，并能增强其铝毒害耐性［3，4］。大豆异黄酮能抑制病原菌生长，可作为内源保护物质抵制病虫侵害［5］；适宜浓度的山核桃黄酮能促进小麦、玉米、大豆和绿豆的幼苗生长，并有利于新生根系对矿质营养元素的吸收［6］；喷施50 mg/L的竹叶黄酮能促进小白菜的生长，并能改善其品质［7］。然而，目前竹叶黄酮在我国农业生产上并没有得到实质性的应用和重视。

辣椒（Capsicum annuumL.）是人们广为喜爱的喜温蔬菜，近年来在我国的栽培面积不断扩大，其生长的最适温度为24～28℃，低于10℃生长发育缓慢，故低温是辣椒栽培的主要限制因素。早春和晚秋的低温不利于辣椒的正常生长，会造成一定程度的减产，甚至绝收［8］，因此，如何防治辣椒寒害一直是辣椒生产者和育种者需要解决的问题之一。本试验以辣椒为供试材料，在土培条件下通过叶面喷施竹叶黄酮的方法，研究了竹叶黄酮对辣椒生长及抗寒性的影响，旨在为竹叶黄酮今后在农业生产上的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试竹叶黄酮为浙江大学张英教授提供；供试辣椒为江蔬2号。

1.2 试验设计

试验采用土培法，土壤取自华中农业大学狮子山，为黄棕壤，pH值5.65，有机质5.33 g/kg、全氮0.35 g/kg、碱解氮44.33 mg/kg、速效磷7.64 mg/kg、有效钾147.01 mg/kg。试验采用聚乙烯塑料盆，下铺黑色聚乙烯塑料袋防污染，每钵装土1.5 kg。每1 kg土中施（NH4）2SO40.943 8 g、KH2PO40.287 5 g、KCl 0.159 7 g。

竹叶黄酮共设5个浓度，分别为0（CK）、25、50、100、150 mg/L；每处理6次重复。每3 d喷施1次，共4次，每次喷施量为10～20 mL/钵。于第3次喷施竹叶黄酮1 d后将0（CK）和50 mg/L竹叶黄酮处理的辣椒幼苗放入人工气候室，于5℃下低温处理24 h，光照强度为60 μmol·m-2·s-1，RH为65%，光周期为12 h/12 h，然后转至室温 （昼夜温度为24℃/20℃）中恢复生长。所有处理植株于最后一次喷施竹叶黄酮3 d后采收，功能叶片存于液氮中，用于抗逆指标测定。

1.3 测定指标与方法

测定指标包括株高、SPAD值、可溶性糖含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性。于每次喷施竹叶黄酮前用尺子测定株高。SPAD值的测定采用SPAD-502型叶绿素测定仪测定，每钵选取5片功能叶进行测定；抗逆指标可溶性糖及脯氨酸含量、SOD和POD活性的测定均参照王学奎［9］的方法。

1.4 数据统计与分析

数据用Excel 2007作图，DPS 3.01专业版软件统计分析，采用LSD法进行差异性检验。

2 结果与分析

2.1 喷施竹叶黄酮对辣椒生长的影响

从辣椒的生长状况来看（图1），常温培养阶段，叶面喷施50 mg/L和100 mg/L竹叶黄酮的辣椒长势最好，150 mg/L处理的次之，对照和25 mg/L处理的辣椒长势相对较差。鉴于生产成本和效益考虑，将50 mg/L视为施用的最佳浓度，并进一步考察其对植株抗寒性的影响。

从辣椒株高的增幅来看（图2），冷害处理前常温培养阶段，25、50、100、150 mg/L竹叶黄酮处理的辣椒株高均明显高于对照，其中50 mg/L处理的增幅最大，比对照增加97.5%；100 mg/L处理效果次之；25 mg/L处理效果相对最差。冷害处理后，对照和50 mg/L处理的辣椒植株生长均受到明显抑制，株高增幅均低于常温处理，但是喷施50 mg/L竹叶黄酮处理的辣椒株高仍明显高于对照，说明喷施竹叶黄酮可在一定程度上缓解冷害胁迫对辣椒植株造成的伤害。

图1 常温培养阶段叶面喷施竹叶黄酮对辣椒生长的影响

图3 喷施竹叶黄酮对辣椒叶片SPAD值的影响

图4 喷施竹叶黄酮对辣椒叶片脯氨酸含量的影响

图5 喷施竹叶黄酮对辣椒叶片可溶性糖含量的影响

图6 喷施竹叶黄酮对辣椒叶片抗氧化酶活性的影响

2.2 喷施竹叶黄酮对辣椒叶片SPAD值的影响

图3显示，冷害处理后，对照和50 mg/L竹叶黄酮处理的辣椒叶片SPAD值较常温处理明显降低，说明冷害胁迫可抑制辣椒的光合作用。同时，50 mg/L处理的辣椒叶片SPAD值显著低于对照。常温培养阶段，150 mg/L竹叶黄酮处理的辣椒叶片SPAD值也较对照显著降低，可能是竹叶黄酮促进辣椒生长引起的稀释作用所致，即叶面积越大，SPAD值相对越低。

2.3 喷施竹叶黄酮对辣椒叶片游离脯氨酸含量的影响

脯氨酸是植物蛋白质的组成成分之一，以游离态广泛存在于植物体内，具有水溶性、高水势和积累无毒性等特点，可以保持逆境下细胞的稳定性，故在冷胁迫时可作为一种渗透调节物质和防脱水剂，维持细胞内外水分平衡和稳定生物大分子结构，其含量的增加是判断植物冷害胁迫下抗寒性表现的重要指标［10，11］。图4显示，冷害胁迫后，对照处理的辣椒叶片脯氨酸含量较常温处理显著增加44.5%，50 mg/L竹叶黄酮处理的显著高于对照15.7%。说明喷施竹叶黄酮可通过增加植物体内游离脯氨酸的含量，增强其抗寒性。常温培养条件下，25、100、150 mg/L竹叶黄酮处理的脯氨酸含量与对照无显著差异。

2.4 喷施竹叶黄酮对辣椒叶片可溶性糖含量的影响

可溶性糖可作为渗透保护物质，提高植物细胞原生质浓度，增加细胞持水力及组织中非结冰水，从而降低细胞质的冰点，提高植物抗寒性［12］。图5显示，冷害胁迫后，对照处理的辣椒可溶性糖含量较常温处理显著增加27.3%，50 mg/L竹叶黄酮处理的又显著高于对照，说明辣椒在冷害胁迫下自身会产生一定的防御机制，喷施竹叶黄酮更有利于植物体内可溶性糖积累，从而提高机体的抗寒性。常温培养条件下，25、100、150 mg/L处理的可溶性糖含量和对照无显著差异。

2.5 喷施竹叶黄酮对辣椒抗氧化酶活性的影响

逆境条件下植物会产生更多的氧自由基，加剧膜脂过氧化从而导致膜系统受损，组织受到破坏。SOD和POD是植物膜脂过氧化的酶促防御系统中重要的保护酶，SOD能将O2．-歧化为H2O2，POD再将·OH和H2O2等清除［13］。图6A显示，冷害胁迫后，对照处理的辣椒叶片SOD活性较常温处理显著增加39.7%，50 mg/L竹叶黄酮处理的又显著高于对照，说明喷施竹叶黄酮可提高辣椒的SOD活性，从而有利于清除氧自由基，增强其抗寒性。

图6B显示，冷害胁迫后，对照处理的辣椒叶片POD活性较常温处理显著增加，说明辣椒会通过增强POD活性来提高其自身抗寒性。喷施50 mg/L竹叶黄酮处理的辣椒POD活性显著低于对照，说明冷害胁迫下喷施竹叶黄酮增强辣椒抗寒性，并非通过POD起作用。常温培养条件下，25、100、150 mg/L竹叶黄酮处理的POD活性与对照也无显著差异。

3 讨论与结论

在科技突飞猛进的今天，天然植物提取物领域蕴藏着巨大的商机，竹叶黄酮因为来源丰富、安全环保等，具有重大的开发潜质，在农业领域上的应用研究越来越受到重视［3，6，7］。本试验中，常温培养条件下，喷施竹叶黄酮对辣椒生长具有明显的促进效果，且具有一定的浓度效应，当喷施竹叶黄酮浓度50 mg/L时效果最佳，株高较对照增加97.5%，100 mg/L处理效果次之。该结果表明竹叶黄酮可作为一种新型植物生长调节剂，用于农业生产中，但是其促进植物生长的作用机理，及对作物产量和品质的影响如何还有待于进一步研究。

低温是植物生长发育过程中遭遇到的主要逆境之一。渗透调节作用的变化是植物对低温逆境响应的重要生理机制。可溶性糖和脯氨酸是植物体内主要的渗透调节物质，一方面通过渗透调节，降低渗透势，提高细胞保水能力，增加组织中非结冰水含量，维持膨压；另外，他们还是冰冻保护物质，可溶性糖能稳定质膜、液泡膜等膜结构，脯氨酸能直接影响蛋白质的稳定性，故二者的积累是植物对低温环境的一种保护性反应［14，15］。本试验中，冷害胁迫后，喷施 50 mg/L竹叶黄酮的辣椒脯氨酸和可溶性糖含量均高于未喷施竹叶黄酮处理，说明喷施竹叶黄酮可通过提高辣椒体内此类抗寒性蛋白和糖含量，增强植物的抗寒性。此外，“自由基伤害学说”是植物抗逆境机理的重要学说之一，SOD和POD是植物在逆境条件下细胞抵御活性氧伤害的重要保护酶［16］。本试验中，喷施竹叶黄酮能提高辣椒体内SOD酶活性，这有利于活性氧自由基的清除，从而提高植物抗寒性。也有报道，竹叶黄酮本身就是一类极具开发前景的天然有机抗氧化剂，对超氧负离子及羟基自由基均表现出较好的清除效果［17，18］，这也是其提高植物抗寒性的作用机制之一，但是目前还没有实验证实。

综上所述，本试验初步表明竹叶黄酮可促进辣椒生长，并能在一定程度上提高辣椒的抗寒性，这为其作为植物生长调节剂在农业上的开发利用提供了一定的理论依据，然而，竹叶黄酮在其他作物上的施用效果如何以及抗寒机理等还有待于深入研究。

［1］王文渊.竹叶黄酮的功能研究进展［J］.中国食物与营养，2012，18（6）：71-74.

［2］张英.竹叶黄酮的生理和药理活性［J］.世界竹藤通讯，2004，2（2）：1-11.

［3］邹凤莲，寿森炎，叶纨芝，等.类黄酮化合物在植物胁迫反应中作用的研究进展［J］.细胞生物杂志，2004，26（2）：39-44.

［4］Chalker-Scott L.Environmental significance of anthocyanins in plant stress responses［J］.Photochem Photobiol，1999，70:1-9.

［5］Espinosavictoria D，Vance C P，Graham P H.Host variation in traits associated with crown nodule senescence in soybean［J］.Crop Sci，2000，40（1）:103-109.

［6］陈向明，方雷，王珍丽，等.林业废弃物山核桃果皮黄酮对作物苗期营养吸收的影响［J］.合肥学院学报：自然科学版，2014，24（4）：74-79.

［7］周鹂，张运红，吴礼树.喷施竹叶黄酮对小白菜产量、品质及矿质元素含量的影响［J］.湖北农业科学，2011，50（4）：688-690.

［8］熊先军，刘明月.辣椒抗寒性生理生化研究进展［J］.辣椒杂志，2003（1）：9-12.

［9］王学奎.植物生理生化实验原理和技术［M］.北京：高等教育出版社，2006：202-204，278-279，172-173，167-168.

［10］康国章，孙谷畴.几种外源物质提高植物抗冷力的生理机制［J］.植物生理学通讯，2002，38（2）：193-197.

［11］冯昌军，沙伟.低温胁迫对苜蓿品种幼苗SOD、POD活性和脯氨酸含量的影响［J］．草业科学，2005，22（6）：29-32.

［12］熊先军，刘明月.辣椒抗寒性生理生化研究进展［J］.辣椒杂志，2003（1）：9-12.

［13］Jan N，Mahboob-ul-Hussain，Andrabi K I.Cold resistance in plants:A mystery unresolved［J］.Electron J Biotechn，2009，12（3）:1-15.

［14］Morgan J M.Osmoregulation and water stress in high plants［J］.Ann Rev Plant Physiol，1984，35:299-319.

［15］黄翔，陈钢，洪娟，等.复合生物制剂对黄瓜幼苗抗寒性的影响［J］.湖北农业科学，2011，50（4）：741-744.

［16］Plazek A，Zur I.Cold-induced plant resistance to necrotrophic pathogens and antioxidant enzyme activities and cell membrane permeability［J］.Plant Science，2003，164:1 019-1 028.

［17］潘进权，张世英，何敏婷，等.竹叶总黄酮提取工艺及抗氧化特性的研究［J］.中国食品学报，2012，12（3）：39-44.

［18］Khatun A，Nakajima K，Saito M，et al.In vitro and vivo antioxidant potential of Japanese Kumaisasa bamboo leaf（Sasa senanensis Rehd）［J］.J Biochem Pharmacol Res，2013，1（4）:236-244.

Effects of Spraying Bamboo Leaf Flavone on Growth and Cold-resistance of Pepper

ZHANG Yunhong1，2，REN Shanlu2，HE Ailing1，WU Lishu2，SUN Kegang1
（1.Institute of Plant Nutrition，Agricultural Resources and Environmental Sciences，Henan Academy of Agricultural Sciences，Zhengzhou 450002；2.College of Resources and Environmental Sciences，Huazhong Agricultural University）

Soil culture method was used to study the effects of spraying bamboo leaf flavone on the growth and coldresistance of pepper（Capsicum annuumL.）.The results showed that spraying bamboo leaf flavone promoted the growth of pepper under normal temperature condition，and the optimal concentration was 50 mg/L with the stem length increased by 97.5%compared to control treatment.After cold stress，under the treatment of spraying 50 mg/L bamboo leaf flavone，the contents of praline and soluble sugar，as well as the activity of superoxide dismutase（SOD）were respectively increased by 15.7%，5.3%and 7.1%in pepper leaves，compared to control treatment.These results indicated that spraying bamboo leaf flavone promoted the growth of pepper to some degree and increased cold-resistance capability.

Bamboo leaf flavone；Pepper（Capsicum annuumL.）；Growth；Cold resistance

S641.3

A

1001-3547（2015）24-0065-05

10.3865/j.issn.1001-3547.2015.24.025

河南省农业科学院自主创新项目（2069999）

张运红（1983-），女，博士，助理研究员，主要从事寡糖生物活性及新型植物生长调节剂研究，电话：18768871335，E-mail：snowgirl23@126.com

2015-08-20