PEG模拟干旱对三个辣椒品种种子萌发的影响及抗旱性评价

刘 伟，黄 勇，胡展育

（文山学院 三七医药学院，云南 文山 663099）

干旱是作物栽培过程中经常遇到的逆境因素[1]，目前，许多研究认为利用PEG 模拟干旱胁迫是可行的，利用它模拟干旱胁迫周期短、操作简单、重复性好[2]。辣椒在全球是仅次于豆类和番茄的第三大蔬菜作物，因此对辣椒的抗旱性研究较多，张爱民等[3]研究了15 个辣椒品种，在PEG 模拟干旱条件下的萌发特征及胚根长度的变化，得到轻度干旱胁迫对部分辣椒种子的萌发有一定促进作用。张会灵等[4]利用不同浓度PEG 对4 个辣椒品种的萌发做研究，得到不同浓度PEG 对辣椒种子萌发的影响程度不同，浓度越高，种子萌发受到的抑制就越严重。辣椒是文山州第二大生物产业，文山州的种植面积近100 万亩，产量近120 万吨，年产值30 多亿[5]，赵水灵等[6]研究了干旱下文山辣椒的抗氧化能力，但尚未见利用PEG 模拟干旱胁迫对文山地区辣椒种子萌发及幼苗的影响方面的研究报道。以干旱胁迫下种子的萌发特性和幼苗特征为切入点，研究不同辣椒品种对干旱胁迫的反应，为此判断不同辣椒品种种子的抗旱性，为筛选优质抗旱品种奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

以丘北辣椒栽培区常见的“紫杆美早佳”“强龙”“长辣香妃”3 个品种为实验材料。

1.2 方法

种子萌发用培养皿滤纸法，用PEG600 模拟干旱，设置5%～25%五个浓度梯度，清水培养作对照，15 ～25 ℃常温培养，每处理30 粒健康种子，3 次重复。以发芽率（GP/%）、发芽势（GE/%）和发芽指数（GI）评价萌发特性，计算方法参考文献[7]，以根长（RL）、芽长（SL）、鲜重（Fw）和干重（Tw）评价幼苗生长状况。用隶属函数法[8]评价各品种的耐旱性。

2 结果与分析

2.1 PEG胁迫对种子萌发的影响

干旱胁迫对种子萌发的影响见表1。不同品种的萌发特性对干旱胁迫表现不一致，随着PEG 浓度的升高，“紫杆美早佳”的GP 逐渐下降，浓度达到15%以上时GP 显著降低，25%时，GP 只有26.67%；“强龙”和“长辣香妃”的GP 先升高后降低，20%及以下浓度的胁迫对两个品种的发芽率没有显著影响，25%时“强龙”发芽率为20.00%，“长辣香妃”发芽率为35.00%显著低于其它处理。不同品种的发芽势表现也不一致，“紫杆美早佳”最高为38.33%，“强龙”为35.00%，“长辣香妃”为25.00%，且都在胁迫浓度为5%时表现最好，15%以上显著降低。“紫杆美早佳”的发芽指数对照组最高，为3.74，随着浓度的增加，逐渐降低，各处理之间存在显著差异；“强龙”最高为2.06，在浓度为5%时表现最好，“长辣香妃”在浓度15%以下差异不明显，都在1.20 ～1.37 之间。

通过比较得出，干旱胁迫对“紫杆美早佳”种子萌发的影响较大，但是从数据上看，该品种的GP、GE 和GI 都比其它两个品种强，“强龙”又比“长辣香妃”好。

表1 干旱胁迫对种子萌发和幼苗的影响

2.2 PEG胁迫对幼苗的影响

从表1 可以看出，总体上随着浓度的升高，3 个品种的根长都逐渐下降，“紫杆美早佳”在浓度15%以下差异不显著，根长在2.64 ～3.23 之间；“强龙”最大根长为4.87，此时胁迫浓度为5%，浓度15%以上时，根长显著低于其它浓度；“长辣香妃”最大根长为对照组，对照和5%胁迫没有差异，各处理内部存在差异显著性。芽长表现的趋势和根长基本一致。鲜重表现最好的为“长辣香妃”，胁迫浓度10%以下时没有差异，在0.72 ～1.0 之间；其次为“强龙”最重为5%浓度胁迫时的0.88 g，“紫杆美早佳”的鲜重最轻，而且15%以下浓度胁迫之间无显著差异性。

从干旱对幼苗的影响来看，“紫杆美早佳”受干旱的影响较小，“长辣香妃”次之。但从长势来看，“长辣香妃”最好，“强龙”次之，“紫杆美早佳”较差。

2.3 耐旱性的隶属函数分析

经比较干旱对种子萌发和幼苗的影响后发现，萌发特性与幼苗特征的反映不一致，于是对其进行隶属函数分析，结果见表2。浓度为5%时，“紫杆美早佳”隶属函数值最大，耐旱性高于另两个品种，浓度为10%时，“强龙”的耐旱性最好，15%时，“长辣香妃”隶属函数值最大，20%时，“强龙”表现最好，“长辣香妃”次之。同一品种比较，“紫杆美早佳”在5%胁迫时平均隶属函数值最高，“强龙”在10%时最大，“长辣香妃”在15%时最大。综合评价其耐旱性结果为低浓度干旱时“紫杆美早佳”表现较好，中度干旱时“强龙”表现较好，高度干旱时“长辣香妃”表现较好。

表2 不同PEG 胁迫下主要指标隶属函数值

3 结论与讨论

3.1 结论

（1）在不同胁迫强度下，种子萌发的特性及表现不一致，从平均发芽率、发芽势和发芽指数比较得出，“紫杆美早佳”的GP、GE 和GI 都比其它两个品种强，“强龙”次之，“长辣香妃”最差。对干旱的敏感程度比较，干旱对种子萌发影响较小的品种为“强龙”，其次为“长辣香妃”。

（2）通过实验得出，种子萌发后幼苗的状态也不一样，对比各品种的根长、茎长、鲜重和干重后可知，“长辣香妃”长势最好，“强龙”次之，“紫杆美早佳”最差。干旱对幼苗生长状态的影响较小的品种为“紫杆美早佳”，其次为“强龙”，“长辣香妃”最差。

（3）由于萌发特性与幼苗特征对干旱胁迫的反映不一致，故对其进行隶属函数分析，综合评价其耐旱性结果为，低浓度干旱时“紫杆美早佳”表现较好，中度干旱时“强龙”表现较好，高度干旱时“长辣香妃”表现较好。总体上抗旱强弱顺序为：“强龙”＞“紫杆美早佳”＞“长辣香妃”。

3.2 讨论

种子的萌发是作物育苗的重要阶段，干旱不仅影响种子的萌发，还影响幼苗的生长[9]。在辣椒抗旱性研究中，廖芳芳[10]等研究得出辣椒的形态特征以及光合特性、抗氧化能力等生理指标均可作为衡量抗旱性强弱的指标。宋志荣[11]研究认为组织相对含水量、丙二醛含量和脯氨酸含量也可作为辣椒抗旱性的衡量指标。发芽率、发芽势、发芽指数是种子在干旱胁迫下萌发的常用指标[12]，已被用于众多作物的耐旱性评价，如花生[13]、狗牙根[14]、冰草[15]等种子的抗旱性研究等。

本实验用不同浓度的PEG 模拟干旱处理不同品种的丘北辣椒种子，研究不同程度干旱胁迫下丘北辣椒种子萌发特性，结果表明，PEG 浓度不高于10%情况下对丘北辣椒种子萌发的影响不大，在此浓度之前各品种的生活力依然较强，说明低浓度一定程度可促进丘北辣椒种子萌发，当浓度高于10%后，干旱胁迫程度加深，各品种胚根长与胚芽长均随着PEG 浓度的升高而逐渐减小。各品种的发芽率、发芽势和发芽指数随着浓度的升高呈现出不同程度的下降，种子萌发时间延长，说明高浓度抑制丘北辣椒种子萌发，这一结论与段敏敏[14]、赵利清[15]、吴晨[16]等人对其他种子抗旱性研究结果相似，说明本实验结果具有可信性。实验中表现出来的种子萌发与幼苗生长状态对干旱胁迫不一致性，可能是种子萌发初期以根的生长为主，当根的生长受到影响后，种子自身贮藏的营养物质主要向苗转移，从而导致了幼苗生长与种子萌发特性指标不一致的现象发生。