低温弱光对辣椒（Capsicum annuum L.）“三系”形态和生理生化影响的研究

论文摘要

辣椒（Capsicum annuum L.）是我国冬春季设施栽培的主要蔬菜,栽培期间经常遭受不同程度的低温弱光胁迫。本研究以CMS“三系”辣椒幼苗为材料,研究了低温弱光处理与恢复过程对辣椒幼苗生理生化与光合荧光指标的影响;利用自然低温与遮阴分别在早春与晚秋对辣椒成株期的耐低温弱光特性进行研究,综合比较研究苗期与成株期低温弱光耐受性是否一致;同时对低温弱光胁迫后强光的影响进行了研究。总结不育系、恢复系与杂交一代种之间低温弱光耐受性的关系,为辣椒等蔬菜作物的栽培与抗逆育种提供理论依据。主要研究结果如下:1.调查研究了辣椒CMS“三系”与杂交种的冷害指数,随着胁迫时间的延长,各试验材料的冷害指数总体上呈现增加的趋势,但是增加的幅度存在着差别。不同材料的冷害指数不同,保持系（B）>不育系（A）>杂交种（F1）>恢复系（R）。2.辣椒幼苗茎粗与株高增加缓慢,叶片数降低,干鲜重比增加,从外部形态综合来看,杂交种与恢复系受害程度明显较轻。电解质渗漏率、MDA含量等均增加,杂交种与恢复系增加较慢,尤以恢复系表现最好。随着低温弱光（10℃/5℃）处理时间的增加,辣椒幼苗叶片的SOD活性、POD与APX活性显著升高,但后期降低;渗透调节物质Pr与可溶性糖含量先降低后升高;脯氨酸含量与之相反。在恢复阶段SOD与APX活性先降低又升高;就POD活性来说,杂交种逐渐升高,不育系与恢复系呈现“V”字形变化趋势;Pr呈现出一直降低的趋势;可溶性糖先降低随后升高;脯氨酸含量先升高又降低。恢复阶段受害状况仍将持续一段时间。3.随着胁迫程度和时间的增加,功能叶片Pn、Gs下降,Ci上升,不同处理不同材料间存在较大差异。在光合速率降低的同时,Ci增加,光合作用的降低主要以非气孔限制为主。15℃/10℃处理下恢复6天后Pn与Gs未恢复到原来水平,10℃/5℃处理下的辣椒幼苗恢复更为缓慢。低温弱光处理10天后叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素（a+b）含量以及叶绿素（a/b）都降低,叶绿素a下降更明显,叶绿素b的变化较小,叶绿素a、b并不呈现单一的变化趋势。恢复系的各项指标优于其它材料。辣椒幼苗叶片Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP、Fv′/Fm′整体上均呈下降趋势,但不同材料不同处理下降的幅度显著不同,低温弱光耐受性较强的辣椒上述指标降幅较小,常温下各荧光指标均得到较好恢复。4.晚秋进行遮光处理,辣椒生长减缓和停止,外部形态出现部分变化,随着温度降低表现出一定的受害症状。叶绿素含量在初期呈现增加趋势,不同处理增加幅度不同,此时弱光占据主导地位;后期,各处理下叶绿素含量表现较为复杂,低温与弱光共同起作用。辣椒光合速率呈下降趋势,随着时间延长与强度加大,不耐低温弱光品种下降的幅度明显增加。从外部形态与整个试验过程观察,杂交种与恢复系受害程度明显较轻,其中恢复系最优。早春进行遮光处理,干鲜重比随着遮荫强度增加而降低,辣椒功能叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素（a+b）含量均呈增加趋势,叶绿素含量在不同材料与不同处理间存在一定差异。弱光处理后,辣椒光合速率有所下降,而且随着处理时间延长,处理强度加大,不耐弱光品种的光合速率下降的幅度明显增加。光合日变化由双峰变成单峰,且峰值降低。Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP、Fv′/Fm′等均降低。弱光下辣椒果实的维生素C、可溶性糖有所增加,含水量降低。适度遮阴,果实品质与产量有一定增加。5.随着低温弱光胁迫程度和时间的增加,辣椒幼苗叶片中POD活性升高,但CAT活性下降,MDA含量和脯氨酸含量增加;SOD活性则因处理不同而不同。强光恢复初期,CAT、SOD、POD活性下降,MDA含量、脯氨酸含量增加;强光4天后,才开始逐步恢复。极端低温处理（5℃/5℃）比10℃/10℃处理对植株恢复阶段的影响更为显著,强光产生了一定的危害。6.研究低温弱光胁迫下辣椒的外部形态与生长指标的变化,以及叶片的生理生化指标、光合荧光参数的变化等,对不同材料的低温弱光抗性进行了对比。通过综合比较,可知恢复系抗性最好,杂交种其次,且差异不显著;保持系抗性最差,再次为不育系。推断三系中恢复系与杂交种关系较密切,可选择耐低温弱光的恢复系作为父本进行三系配套育种。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 低温弱光对辣椒生长的影响
• 1.2 低温弱光下辣椒叶绿体超微结构的变化
• 1.3 低温弱光下辣椒光合生理特性的变化
• 1.3.1 光合速率的变化
• 1.3.2 弱光条件下番茄光合产物的运输和分配
• 1.3.3 光补偿点的变化
• 1.3.4 光合色素的变化
• 1.3.5 叶绿素 a 荧光诱导动力学参数的变化
• 1.3.6 RubpCase 和其它光合指标的变化
• 1.4 低温弱光对辣椒叶片膜脂过氧化,保护酶,抗坏血酸的影响
• 1.4.1 低温弱光对辣椒叶片膜脂的影响
• 1.4.2 低温弱光对辣椒叶片保护酶的影响
• 1.4.3 低温弱光对辣椒叶片抗坏血酸的影响
• 1.5 低温弱光对辣椒渗透调节物质含量的影响
• 1.5.1 可溶性糖
• 1.5.2 游离脯氨酸
• 1.6 低温弱光对辣椒果实品质的影响
• 本研究目的与意义
• 2 材料与方法
• 2.1 试验处理
• 2.1.1 苗期抗冷指数研究试验
• 2.1.2 苗期低温弱光处理试验
• 2.1.3 成株期低温弱光处理大田试验
• 2.1.4 强光对辣椒幼苗低温弱光胁迫后影响的研究
• 2.2 测定指标及方法
• 2.2.1 生长指标
• 2.2.2 冷害指数
• 2.2.3 保护酶活性
• 2.2.4 丙二醛（MDA）含量
• 2.2.5 可溶性蛋白含量
• 2.2.6 APX 酶活性（抗坏血酸过氧化物酶）
• 2.2.7 电解质渗透率
• 2.2.8 可溶性糖
• 2.2.9 脯氨酸
• 2.2.10 叶绿素
• 2.2.11 维生素C
• 2.2.12 叶绿素荧光参数的测定
• 2.2.13 光合参数的测定
• 2 响应曲线测定'>2.2.14 光响应曲线与 CO₂响应曲线测定
• 3 结果与分析
• 3.1 低温胁迫对辣椒幼苗冷害指数的影响
• 3.2 低温弱光胁迫及恢复过程对辣椒幼苗生长与生理生化指标的影响
• 3.2.1 低温弱光胁迫及恢复过程对辣椒幼苗外部形态的影响
• 3.2.2 低温弱光胁迫及恢复过程对茎粗的影响
• 3.2.3 低温弱光胁迫对辣椒幼苗株高的影响
• 3.2.4 低温弱光胁迫及恢复过程对辣椒幼苗叶片数的影响
• 3.2.5 低温弱光胁迫及恢复过程对辣椒幼苗叶片和地上部干鲜重比的影响
• 3.2.6 低温弱光胁迫及恢复过程对辣椒幼苗SOD 活性的影响
• 3.2.7 低温弱光胁迫及恢复过程对辣椒幼苗POD 与APX 活性的影响
• 3.2.8 低温弱光胁迫及恢复过程对辣椒幼苗 Pr 与可溶性糖含量的影响
• 3.2.9 低温弱光胁迫及恢复过程对辣椒幼苗脯氨酸含量的影响
• 3.2.10 低温弱光胁迫及恢复过程对辣椒幼苗叶片电解质渗透率的影响
• 3.2.11 低温弱光胁迫及恢复过程对辣椒幼苗叶片MDA 含量的影响
• 3.3 低温弱光胁迫及恢复过程对辣椒幼苗光合与荧光指标的影响
• 3.3.1 低温弱光胁迫对辣椒幼苗外部形态的影响
• 3.3.2 低温弱光及恢复过程对辣椒幼苗 Pn 的影响
• 3.3.3 低温弱光及恢复过程对辣椒幼苗 Gs 的影响
• 3.3.4 低温弱光及恢复过程对辣椒幼苗 Ci 的影响
• 3.3.5 低温弱光及恢复过程对辣椒幼苗叶绿素含量的影响
• 3.3.6 低温弱光及恢复过程对辣椒幼苗叶绿素荧光参数 Fv/Fm 和 ΦPSⅡ 的影响
• 3.3.7 低温弱光及恢复过程对辣椒幼苗光化学猝灭系数 qP 的影响
• 3.3.8 低温弱光及恢复过程对辣椒幼苗光适应下 PSⅡ最大光化学效率 Fv′/Fm′的影响
• 3.4 辣椒CMS“三系”自然条件下低温弱光逆境的影响
• 3.4.1 弱光胁迫对辣椒植株外部形态的影响
• 3.4.2 弱光条件下不同材料的干鲜重比的变化
• 3.4.3 弱光条件对叶片叶绿素含量的影响
• 3.4.4 弱光条件对叶片光合参数的影响
• 3.4.5 不同光照强度下辣椒叶片净光合速率的日变化
• 3.4.6 弱光条件对叶片叶绿素荧光参数的影响
• 3.4.7 弱光条件对辣椒果实品质的影响
• 3.4.8 晚秋试验过程气温变化趋势
• 3.4.9 晚秋自然低温弱光条件对辣椒外部形态的影响
• 3.4.10 晚秋自然低温弱光条件对辣椒叶绿素含量的影响
• 3.4.11 晚秋自然低温弱光条件对辣椒叶片光合速率的影响
• 3.5 强光对低温弱光胁迫后辣椒幼苗生理指标的影响
• 3.5.1 强光对低温弱光胁迫后辣椒幼苗SOD 活性的影响
• 3.5.2 强光对低温弱光胁迫后辣椒幼苗POD 活性的影响
• 3.5.3 强光对低温弱光胁迫后辣椒幼苗CAT 活性的影响
• 3.5.4 强光对低温弱光胁迫后辣椒幼苗MDA 含量的影响
• 3.5.5 强光对低温弱光胁迫后辣椒幼苗脯氨酸含量的影响
• 4. 讨论
• 4.1 辣椒主要形态生理特性比较
• 4.2 辣椒幼苗低温弱光逆境适应性差异的生理机制
• 4.3 辣椒自然条件下低温弱光逆境适应性差异的生理机制
• 4.4 强光对辣椒幼苗低温弱光胁迫后生理指标的影响
• 4.5 关于辣椒耐低温弱光性鉴定方法的分析
• 5. 结论
• 6 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表论文