辣椒杂交组合的光合作用指标比较

姚子巍， 郭红艳， 胡能兵

(安徽科技学院 农学院，安徽 凤阳 233100)

辣椒(

Capsicum

annuum

L.)属茄科(

Solanaceae

)辣椒属(

Capsicum

)常异花授粉作物，是一种重要的茄果类蔬菜和调味品。辣椒种类很多，营养丰富，含有大量的辣椒素、辣椒红素、胡萝卜素、碳水化合物、矿物质等，尤其以维生素C含量高居各类蔬菜榜首。我国是最大的辣椒种植国家，也是最大的辣椒消费国。据统计，我国辣椒年种植面积已达130万hm左右，约占世界辣椒生产面积的15.95%。我国辣椒单产能达15 000 kg/hm，干辣椒出口量约为国际贸易量的一半，产量居世界第一。由于北方地区日光温室内越冬生产中受棚内光照严重不足，导致辣椒落花落果严重，畸形果多，产量和效益不高。弱光已成为辣椒设施生产的制约因素，培育耐光品种已成为辣椒育种的主要目标之一。

多年来，国内外学者对辣椒光合作用的研究非常重视，光合作用被称为“地球上最重要的化学反应”和“生命界最重大的顶极创造之一”，植物生产的95%来自于光合作用。因此，研究作物光合作用，有助于选育出强光合作用的品种，达到提高农作物产量的目的。陈庆华等研究表明光合速率与气孔导度正相关,与细胞间隙CO浓度之间负相关。钟平安等研究表明两种光照条件下辣椒的光合作用与瞬时水分利用效率不同步。叶英林等研究表明紫色辣椒花青素含量高，对强光适应能力强，有利于筛选节水型杂交组合。

所以，本研究以HP×9050等15个辣椒杂交组合为研究材料，探讨不同品种在12.5 μmol/(m·s)光照强度下的光合作用指标，探明最佳的耐弱光品种，以期为地方辣椒品种高产及种质资源的筛选、育种和栽培提供理论基础。

1 杂交组合与方法

1.1 供试杂交组合

实验杂交组合共计15份，由安徽科技学院农学院辣椒课题组提供，名称与其对应的编号见表1。2019年7月22日将辣椒杂交组合的种子播种于穴盘中，2019年9月8日定植于凤阳校区西区种植园3号大棚内，正常肥水管理。

表1 辣椒杂交组合名称

1.2 试验方法

于生长旺盛期，采集15个辣椒杂交组生长良好的主茎分支处叶片，分别置于12.5 μmol/(m·s)光照强度下，用CI340便携式光合作用测定系统测量净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO浓度，重复3次并记录数据。

1.3 数据处理

用DPS软件处理上述所记录的数据，得到15个辣椒杂交组合在12.5 μmol/(m·s)光照强度下的各项指标平均值及相互显著水平。

2 结果与分析

2.1 辣椒叶片光合速率的比较

净光合速率是衡量辣椒光合作用的重要指标之一。研究测定了12.5 μmol/(m·s)光照强度下15种辣椒杂交组合的净光合速率。由表2可知，在光照强度为12.5 μmol/(m·s)，15号杂交组合的净光合速率最高，为33.64 μmol/(m·s)，14号杂交组合的净光合速率最低，为13.47 μmol/(m·s)。显著性差异分析得出：15号杂交组合的净光合速率极显著高于其他杂交组合。

表2 相同光照强度下辣椒叶片净光合速率的比较和叶片胞间CO2浓度的比较

2.2 辣椒叶片胞间CO2浓度的比较

胞间CO浓度是衡量作物的光合作用的重要指标之一。本例中分别研究了相同光照强度下15种辣椒杂交组合的胞间CO浓度之间比较，结果由表2可知，在光照强度为12.5 μmol/(m·s)，15号杂交组合的胞间CO浓度最高，为105.15 μmol/mol，14号杂交组合的胞间CO浓度最低，为42.83 μmol/mol。显著性差异分析得出：15号杂交组合显著高于其余杂交组合，且15号杂交组合和6号杂交组合与其他杂交组合呈极显著差异。

2.3 辣椒叶片蒸腾速率的比较

蒸腾速率是指作物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量，也是作物光合作用的重要指标之一。本例中分别研究了相同光照强度下15种辣椒杂交组合的蒸腾速率之间比较，结果由表3可知，在光照强度为12.5 μmol/(m·s)，7号杂交组合的蒸腾速率最高，为2.47 mmol/(m·s)，1号杂交组合的蒸腾速率最低，为1.15 mmol/(m·s)。显著性差异分析得出：其中7号杂交组合的蒸腾速率极显著高于其它杂交组合,5号杂交组合与其它杂交组合有显著性差异，与9、10号以外的杂交组合有极显著性差异。

表3 相同光照强度下辣椒叶片蒸腾速率的比较

2.4 辣椒叶片气孔导度的比较

气孔导度是影响作物光合作用的主要因素。本例中分别研究了相同光照强度下15种辣椒杂交组合的气孔导度之间比较，由表4可知，在光照强度为12.5 μmol/(m·s)，15号杂交组合的气孔导度最高，为812.43 mmol/(m·s)，14号杂交组合的气孔导度最低，为125.87 mmol/(m·s)。显著性差异分析得出：15、6号杂交组合气孔导度有显著差异，且极显著高于其余杂交组合。

表4 相同光照强度下辣椒叶片气孔导度的比较

2.5 最佳组合筛选

净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO浓度都是衡量光合作用的重要指标。且蒸腾速率、气孔导度和胞间CO浓度与净光合速率呈正相关。由表2～4可知，15号杂交组合具有较强的耐弱光能力，而且在合适的环境条件下能够充分、有效地利用光能、可以作为选育耐弱光品种的杂交组合。

3 结论与讨论

辣椒作为我国主要的茄果蔬菜作物，高产是其主要育种目标之一。光合作用是绿色植物物质生产的基础，植物叶片光合性能与其生产能力呈正相关。光合速率、气孔导度、蒸腾速率和胞间CO浓度是衡量光合作用的重要指标。

净光合速率是指植物光合作用积累的有机物，提高净光合速率有助于实现辣椒高产育种目标。前人相关的机理和实践研究中，邹学校等研究了配合力与净光合速率的相关性，结果表明不同时期净光合速率配合力都与单株产量配合力呈正相关。蓬桂华等研究了4个辣椒品种的光合日变化，结果表明气孔导度、蒸腾速率、叶片温度和光合有效辐射与净光合速率呈极显著正相关。陈根云等的研究表明，净光合速率与胞间CO浓度呈正相关。辣椒蒸腾作用的速率与植株生长过程中温度、光照、湿度、风速等环境密切相关，前人研究表明，气孔导度对植株蒸腾有着直接影响在不同光照强度处理下，辣椒叶片的气孔导度与蒸腾速率呈正相关。本试验中，15号杂交组合的净光合速率显著高于其他杂交组合，为33.64 μmol/(m·s)，胞间CO浓度显著高于其他杂交组合，为105.15 μmol/mol，且其气孔导度显著高于其它杂交组合，为为812.43 mmol/(m·s)。由此得出15号杂交组合不仅具有较强的耐弱光能力，而且在合适的环境条件下能够充分、有效地利用光能。可以作为选育耐弱光品种的杂交组合。

综上所述，探明最佳的耐弱光品种，为地方辣椒品种高产及种质资源的筛选、育种和栽培提供理论基础，不仅要考虑净光合速率、还要顾及蒸腾速率、气孔导度、胞间CO浓度等以及其他光合性状等方面的影响。