硒酵母浸种对低温胁迫下辣椒种子萌发、幼苗生理特征的影响

赵世军

辣椒（Capsicum annuumL.）是甘肃定西地区农业优势产业之一。近年来随着定西区域气候的变化，露地辣椒育苗和定植阶段倒春寒现象发生普遍，给生产者造成很大经济损失。 现阶段蔬菜苗期多采用外源化学物质抵御低温逆境， 但对于辣椒苗期抗低温胁迫的化学调控措施研究较少， 筛选适宜浓度的外源化学调控物质对增强辣椒苗期抗低温胁迫能力具有重要意义。

硒（Se）作为植物体内GSH-Px（谷胱甘肽过氧化物酶）的主要组成部分，其在促进生长发育、改善果实品质、提高植株抗氧化能力、增强抗逆性方面效果突出。 硒酵母片价格低廉且含硒量高（70 mg 中含硒50 μg）， 用于辣椒浸种不会出现食品安全问题。 目前，硒酵母对植株生长发育影响的研究鲜有报道，其中低温胁迫对辣椒生产应用研究报道极缺。因此，本试验以陇椒5 号为试材， 探究低温下不同浓度硒酵母溶液处理对辣椒种子萌发（低温4 ℃）和幼苗（低温12 ℃）生长的影响， 期望能够筛选出低温条件下辣椒苗期最佳硒酵母溶液浓度， 以期进一步探索出增强辣椒种子萌发和幼苗抗低温胁迫的简单便捷措施。

1 材料与方法

1.1 试验材料 辣椒品种为陇椒5 号，试验所用硒酵母商品为西维尔。

1.2 试验设计 试验于2023 年4 月在甘肃定西安定区温室进行，设7 个处理（表1），每个处理选取50粒辣椒种子，3 次重复。 辣椒种子各处理使用不同浓度硒酵母溶液30 mL 黑暗中浸种24 h。

表1 试验设计

辣椒种子4 ℃萌发试验：取浸泡后的种子，将其放在上下均与相应处理浓度硒酵母溶液湿润的滤纸上，盖上培养皿（直径120 mm）盖，放入4 ℃冰箱中处理48 h，取出放入26 ℃气候培养箱中进行常规培养，对种子萌发和生长情况进行观察记录。

辣椒幼苗12 ℃处理试验： 取浸泡后的种子，放入培养皿， 置于26 ℃气候培养箱中进行常规培养。将发芽的种子放入带有育苗基质的50 孔穴盘（54 cm×28 cm）中，将穴盘放入光照强度均为200 μmol/m2·s ,光周期均为12 h 光/12 h 暗，白天28 ℃、晚上26 ℃的气候培养箱中。每隔2 d 浇灌500 mL 霍格兰营养液，在辣椒幼苗长至2 叶1 心时，在气候培养箱内进行12 ℃培养7 d 的处理，观察记录辣椒幼苗生长情况并取样。

1.3 测定指标

1）根长。用直尺测定辣椒芽苗主根长度，每个处理选择15 株。

2）芽苗高。 用直尺测定辣椒芽苗子叶到根颈的长度，每个处理选择15 株。

3）生理生化指标。幼苗长至2 叶1 心时，用硫代巴比妥酸法测定MDA 含量；用羟胺氧化法测定超氧阴离子含量；用分光光度法测定叶绿素含量；用考马斯亮蓝法测定可溶性蛋白含量； 用氯化三苯基四氮唑法测定根系活力； 用氮蓝四唑法测定SOD 含量；用愈创木酚法测定POD 含量；CAT 活性通过试剂盒测定。

2 结果与分析

2.1 不同硒处理对低温下辣椒种子萌发的影响适宜浓度的硒酵母溶液（T3，0.09 mg/L）浸种处理可以促进辣椒种子在低温（4 ℃）下的萌发与生长，浓度过大（T5，0.15 mg/L） 则会抑制种子萌发与生长（表2）。 T5 处理较CK 在发芽势、发芽率、发芽指数、根长、 芽苗高方面分别降低17.45%、0.06%、5.14%、8.3%和4.24%；T3 处理综合表现最佳，其发芽势、发芽率、 发芽指数、 根长及芽苗高分别较CK 提高23.02%、3.63%、20.01%、19.1%和16.52%。

表2 辣椒种子萌发指标

2.2 不同硒处理对低温下辣椒幼苗伤害物质产生的影响 辣椒幼苗在低温（12 ℃）条件下，随处理天数增加，植株体内O2-产生速率呈现上升—下降—上升趋势（图1），在低温处理第7 d，T3 和T4 处理O2-含量显著低于CK， 分别降低34.57%和20.54%，而T5 和T6 处理体内O2-含量上升， 分别较CK 增加2.77%和5.36%。 综合表现T3 最佳。

图1 不同处理辣椒幼苗超氧阴离子产生速率

幼苗在低温（12 ℃）条件下，辣椒体内MDA 含量呈现先升后降趋势 （图2）， 处理第7 d，T3 处理MDA 含量较CK 降低15.34%，且差异显著；而高浓度硒酵母处理下T5 和T6 的MDA 含量较CK 分别增加1.46%和2.87%。

图2 不同处理辣椒幼苗丙二醛含量

2.3 不同硒处理对低温下辣椒幼苗叶绿素的影响随着低温处理时间增加， 辣椒幼苗叶绿素含量出现下降趋势（图3），处理第7 d，T3 叶绿素含量高于CK 56.87%，且差异显著；而高浓度硒酵母会抑制低温胁迫下辣椒叶绿素的合成，T5 和T6 叶绿素含量较CK分别显著降低13.82%和19.4%。

图3 不同处理辣椒幼苗叶绿素含量

2.4 不同硒处理对低温下辣椒幼苗根系活力的影响 随着低温处理时间增加， 各处理根系活力呈现逐渐降低趋势（图4）。 适宜的硒酵母浓度可以提高辣椒幼苗根系在低温下的活力，处理第7 d，T3 根系活力较CK 显著增加25.38%； 而过低或过高浓度的硒酵母均会降低根系活力，处理第7 d，T1（0.02 mg/L）和T6（0.18 mg/L）较CK 根系活力分别显著降低1.69%和1.26%。

图4 不同处理辣椒幼苗根系活力

2.5 不同硒处理对低温下辣椒幼苗可溶性蛋白活性的影响 不同硒处理辣椒幼苗在低温胁迫下体内可溶性蛋白含量呈现逐渐增加趋势（图5）。 处理第7 d，T3 处理表现最佳， 其可溶性蛋白含量较CK 显著增加22.53%；高浓度硒处理会抑制可溶性蛋白的合成， 在处理第7 d，T6 较CK 可溶性蛋白含量显著降低2.39%。

图5 不同处理辣椒幼苗可溶性蛋白含量

2.6 不同硒处理对低温下辣椒幼苗抗氧化酶活性的影响 随着低温处理时间增加， 辣椒幼苗体内SOD 活性、POD 活性以及CAT 活性均呈现先升后降趋势（图6）。 处理第7 d，T3 处理SOD、POD、CAT 活性分别较CK 显著增加21.04%、16.27%和11.58%；高浓度硒处理会抑制SOD、POD、CAT 活性， 处理第7 d，T5 较CK 的SOD、POD、CAT 活性分别显著降低4.6%、0.47%、1.45%。 综合各处理在低温胁迫下抗氧化酶活性，T3 表现最佳。

图6 不同处理辣椒幼苗超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性

3 小结与讨论

硒作为植物吸收的必要元素以及生理活动的多方面参与者， 在减少活性氧损伤、 保护细胞膜完整性、提高光合呼吸等方面作用突出，可以对低温胁迫下种子萌发和生长起到促进作用。张昊楠研究发现，低温硒处理水稻种子，相比较不施硒处理，在0.5 mg/L硒浓度下水稻种子发芽率显著增加3.37%， 水稻幼苗体内可溶性蛋白显著增加122.73%， 根系活性显著上升92.25%。 史雅涵等研究发现， 30 g/hm2硒处理下， 芸豆种子发芽率显著增加， 叶片中叶绿素含量7.92%， 植株体内MDA 含量降低20.32%。 本试验发现，T3（0.09 mg/L）处理在低温下可以促进硒酵母溶液浸种后辣椒种子的萌发与生长， 而过高浓度（≥0.15 mg/L）则会产生抑制作用，同时硒酵母溶液浸种处理还增加了辣椒幼苗对逆境胁迫的抗性，体内抗氧化还原酶活性显著增加， 膜质过氧化产物降低显著， 根系活力和叶片中叶绿素含量均保持在较高水平。

综上， 适宜的硒酵母浓度处理可以有效缓解低温胁迫给辣椒种子萌发和幼苗生长带来的抑制作用， 本试验中硒浸种和幼苗处理最适浓度为0.09 mg/L。