張雪蓮 羅德旭 楊紅 刁衛(wèi)平 王瑋瑋 孫玉東 白甜 劉璐 尹蓮

張雪蓮，羅德旭，楊? 紅，等. 外源褪黑素和硒對高溫脅迫下辣椒生理特性和抗氧化系統(tǒng)的影響［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報，2023，39（8）：1729-1738.

doi：10.3969/j.issn.1000-4440.2023.08.013

收稿日期：2023-04-12

基金項目：淮安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院科研發(fā)展基金項目（HNY201906）；江蘇省種業(yè)振興“揭榜掛帥”項目[JBGS（2021）065]

作者簡介：張雪蓮（1996-），女，江蘇鎮(zhèn)江人，碩士，研究實習(xí)員，主要從事蔬菜栽培及育種研究。（E-mail）xuelianzhang2022@163.com

通訊作者：羅德旭，（E-mail）498782025@qq.com

摘要：本研究旨在探究外源褪黑素（Melatonin，MT）和硒（Se）對高溫脅迫下辣椒的生理特性和抗氧化系統(tǒng)的影響。以耐熱品系R9和育成品種淮紅一號為供試材料，在6～7片真葉期施用不同含量的褪黑素和Na2SeO3，以常溫清水處理（CK1）和高溫清水處理（CK2）為對照。于花期測定花粉活力、熱害指數(shù)、葉片相對電導(dǎo)率、抗氧化酶（SOD、POD、APX）活性和MDA含量。于果實成熟期測定植株和果實性狀以及地上部分和果實的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量。結(jié)果表明：在高溫脅迫下，單施0.6 mg/kg Na2SeO3、單施150 μmol/L褪黑素、0.6 mg/kg Na2SeO3和150 μmol/L褪黑素配施3個處理均能明顯減少細(xì)胞質(zhì)膜透性，提高花粉萌發(fā)率、抗氧化酶活性和葉綠素含量，增加果實產(chǎn)量及干物質(zhì)積累量，其中同時施用0.6 mg/kg Na2SeO3和150 μmol/L褪黑素處理效果最好。本研究可為硒和褪黑素在植物抵御高溫脅迫上的應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：辣椒；褪黑素；硒；高溫脅迫；抗氧化系統(tǒng)

中圖分類號：S641.306????? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A????? 文章編號：1000-4440（2023）08-1729-10

Effects of exogenous melatonin and selenium on physiological properties and antioxidant systems of chilies under high temperature stress

ZHANG Xue-lian1 LUO De-xu1 YANG Hong1 DIAO Wei-ping2 WANG Wei-wei1 SUN Yu-dong1 BAI Tian1 LIU Lu1 YIN Lian1

（1.Huaiyin Institute of Agricultural Sciences of the Xuhuai District of Jiangsu Province， Huaian 223001， China；2.Jiangsu Academy of Agaricultural Sciences， Nanjing 210014， China）

Abstract：This study was designed to investigate the effects of exogenous melatonin （MT） and selenium （Se） on the physiological properties and antioxidant systems of chilies under high temperature stress. Using heat-resistant line R9 and cultivated variety Huaihong No.1 as test materials， different contents of melatonin and Na2SeO3 were applied during the 6-7 true leaf stage. Pollen vitality， heat damage index， relative conductivity of leaves， activities of antioxidant enzymes （SOD， POD， APX）， and MDA content were measured during the flowering period with ordinary temperature water treatment （CK1） and high temperature water treatment （CK2） as controls. The plant traits， fruit traits， as well as the fresh and dry weight of the aboveground parts and fruits were measured during the fruit ripening period. The results showed that under high temperature stress， single application of 0.6 mg/kg Na2SeO3 treatment， single application of 150 μmol/L melatonin， combined application of 0.6 mg/kg Na2SeO3 and 150 μmol/L melatonin could significantly reduce plasma membrane permeability， increase pollen germination rate， antioxidant enzyme activity， chlorophyll content， fruit yield and dry matter accumulation. The combined application of 0.6 mg/kg Na2SeO3 and 150 μmol/L melatonin had the best effect. This study can provide theoretical basis and technical reference for the application of selenium and melatonin in plant resistance to high temperature stress.

Key words：pepper；melatonin；selenium；high temperature stress；antioxidant system

辣椒（Capsicum annuum L.）起源于中南美洲的玻利維亞，明末傳至中國，具有悠久的栽培歷史，由于其獨特的辛香麻辣味而深受人們的喜愛，是全球消費量最多的調(diào)味品[1]。在自然界植物易遭受極端環(huán)境的影響，包括生物脅迫和非生物脅迫，常見的有病蟲害以及干旱、低溫或高溫等環(huán)境脅迫。從20世紀(jì)50年代以來，由于人類對環(huán)境的肆意破壞，全球氣候以每10年上升0.13 ℃的速度逐漸變暖，這種氣候?qū)ψ魑锏纳L和發(fā)育產(chǎn)生了極大的影響，尤其是對小麥、水稻、玉米和大豆產(chǎn)生了不利影響，研究結(jié)果表明1980年到2008年，全球玉米和小麥的產(chǎn)量分別下降了3.8%和5.5%[2]，升溫1 ℃將導(dǎo)致小麥、水稻、玉米和大豆分別減產(chǎn)2.9%±2.3%、5.6%±2.0%、7.1%±2.8%和10.6%±5.8%[3]。

辣椒是喜溫植物但不耐熱，高溫酷暑會導(dǎo)致辣椒產(chǎn)量銳減、經(jīng)濟效益下降。有研究結(jié)果表明，當(dāng)氣溫高于35℃，辣椒就會出現(xiàn)發(fā)育不良的現(xiàn)象，如花粉畸形、花器不正常、花瓣增厚等，嚴(yán)重時可造成辣椒坐果率低、組織萎蔫等[4-6]，氣溫高于40 ℃即達(dá)到了辣椒的致死溫度，極易造成植株短期內(nèi)死亡，即使耐熱品種也難以幸免。何鐵光等發(fā)現(xiàn)辣椒在高溫脅迫下細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)被破壞，致使細(xì)胞質(zhì)外滲，細(xì)胞調(diào)節(jié)作用失衡，從而失去了抵御高溫的能力[7]。余楚英等[8]驗證了當(dāng)植物遭受高溫脅迫后，會導(dǎo)致活性氧的積累，細(xì)胞失去產(chǎn)生和清除自由基的平衡能力，積累的自由基將誘導(dǎo)氧化應(yīng)激，導(dǎo)致膜脂過氧化，打破了細(xì)胞膜的穩(wěn)定性。后來有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，噴施150 μmol/L的褪黑素（MT）能有效提高高溫脅迫下茄子幼苗葉片中光合色素含量及光合能力[9]；100 mg/kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)的褪黑素能顯著激活番茄抗氧化系統(tǒng)，從而抵御硝酸鹽脅迫[10]；另外褪黑素預(yù)處理能提高抗氧化酶的活性，減少細(xì)胞質(zhì)外滲和提升膜結(jié)構(gòu)的完整性[11]。與此同時，硒在植物抵御逆境中也有同樣效果，有研究結(jié)果表明硒通過增加抗氧化水平及清除活性氧（ROS）來提高黃瓜的光合能力、葉綠素含量和產(chǎn)量，并降低了高溫脅迫傷害[12]；硒還具有提高葉綠素總量和調(diào)節(jié)抗氧化酶活性的能力[13]。夏季高溫試驗結(jié)果驗證了硒能有效提升辣椒葉片的凈光合速率，從而增加干物質(zhì)積累[14]。

夏季辣椒生產(chǎn)中，出現(xiàn)連續(xù)高溫天氣，尤其是當(dāng)夜間溫度較高時，傳統(tǒng)的物理降溫手段不能完全解決辣椒遭受熱害的問題，本試驗通過施用外源褪黑素、硒，研究外源褪黑素、硒對辣椒生理特性、抗氧化系統(tǒng)的影響，探索減輕辣椒高溫?zé)岷Φ目焖儆行緩?，為外源藥劑在克服辣椒高溫生產(chǎn)障礙方面的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1? 材料與方法

1.1? 供試材料

以耐熱品系R9（辣椒自交系，西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院辣椒課題組提供）和淮紅一號（雜交組合，江蘇徐淮地區(qū)淮陰農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育）為供試材料。本試驗所用的褪黑素是上海凜恩科技發(fā)展有限公司旗下的“羅恩試劑”品牌，亞硒酸鈉是成都博瑞特化學(xué)技術(shù)有限公司旗下的“艾科試劑”品牌，兩者均為白色結(jié)晶粉末。

1.2? 試驗設(shè)計

1.2.1? 材料處理??? 2022年8月，將R9、淮紅一號統(tǒng)一進(jìn)行催芽，播種于72孔塑料穴盤。待幼苗長至2～3片真葉，挑選生長整齊的幼苗定植至1加侖塑料花盆中培養(yǎng)。冷床育苗，于6～7葉期，將幼苗移至光照培養(yǎng)下進(jìn)行高溫處理，白天設(shè)定溫度39 ℃，光照度30 000 lx，光照培養(yǎng)12 h，夜間溫度設(shè)置28 ℃，暗培養(yǎng)12 h，空氣相對濕度保持在75%。常溫對照設(shè)置為白天溫度25 ℃、夜晚溫度16 ℃。培養(yǎng)2 d后，采用定點打孔灌根的方式分別施用不同含量的褪黑素（Melatonin，MT）、Na2SeO3溶液以及褪黑素（Melatonin，MT）和Na2SeO3混合溶液。CK1表示未施用褪黑素和Na2SeO3溶液的常溫對照，CK2表示未施用褪黑素和Na2SeO3溶液的高溫對照，Na2SeO3含量設(shè)置為0.3 mg/kg（X0.3）、0.6 mg/kg（X0.6）、0.9 mg/kg（X0.9）、1.2 mg/kg（X1.2）；褪黑素含量設(shè)置為50 μmol/L（T50）、100 μmol/L（T100）、150 μmol/L（T150）、200 μmol/L（T200）；混合溶液設(shè)置為0.3 mg/kg Na2SeO3+50 μmol/L褪黑素（X0.3+T50）、0.6 mg/kg Na2SeO3+100 μmol/L 褪黑素（X0.6+T100）、0.9 mg/kg Na2SeO3+150 μmol/L 褪黑素（X0.9+T150）、1.2 mg/kg Na2SeO3+200 μmol/L 褪黑素（X1.2+T200），每個處理3株，共3次重復(fù)。于16：00灌根，每2 d施用1次，共計施用3次。在溫度和藥劑處理期間每日定量澆1次水，避免植株遭受干旱脅迫，其他栽培管理措施與光照培養(yǎng)箱常規(guī)栽培管理措施一致。

1.2.2? 指標(biāo)測定及方法??? 熱害指數(shù)：熱害分級標(biāo)準(zhǔn)參考姜燕等[15]的方法進(jìn)行統(tǒng)計，計算熱害指數(shù)。

花粉活力：在處理期間采集不同品種辣椒的當(dāng)日新鮮花粉進(jìn)行花粉活力測定，測定方法采用離體萌發(fā)測定法[16]。

葉片相對電導(dǎo)率：在處理期間選擇不同品種辣椒相同部位的葉片，用打孔器（5 cm）取同等大小的葉圓片，參考楊少瑕等[17]的電導(dǎo)法測定葉片相對電導(dǎo)率。

抗氧化酶活性和丙二醛含量：處理第7 d，選取植株分叉前第一和第二片真葉進(jìn)行液氮冷凍保存。樣品用于測定超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、抗壞血酸過氧化物酶（APX）活性和丙二醛（MAD）含量，以上指標(biāo)的測定均采用北京索萊寶檢測試劑盒。具體為超氧化物歧化酶檢測試劑盒的貨號：BC0170，規(guī)格：50T/24S；過氧化物酶檢測試劑盒的貨號：BC0090，規(guī)格：50T/48S；抗壞血酸過氧化物酶檢測試劑盒的貨號：BC0220，規(guī)格：50T/48S；丙二醛檢測試劑盒的貨號：BC0020，規(guī)格：50T/48S。

農(nóng)藝性狀：株高、株幅、果實縱徑、果實橫徑、坐果數(shù)和莖粗等指標(biāo)參照中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《NY/T 2234-2012 植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測試指南 辣椒》測定。

鮮質(zhì)量和干質(zhì)量：參考余小蘭等[18]的方法分別測定植株和果實的鮮質(zhì)量和干質(zhì)量。

葉綠素含量利用KONICA MINOLTA/SPAD便攜式葉綠素含量測定儀測定；葉面積、葉周長、葉長和葉寬利用萬深LA-S系列植物圖像分析系統(tǒng)-葉分析軟件掃描獲得；葉片顏色通過Epson Perfection V39掃描儀獲得圖片，與The Royal Horticultural Society’s Colour Chart標(biāo)準(zhǔn)色卡上相應(yīng)代碼的顏色進(jìn)行比對，按照最大相似原則，最終確定葉片的顏色；光照度和土壤溫度利用高精度光照度計（deil DL333204）和數(shù)顯溫度計測量葉下光照度和土壤溫度。

1.3? 數(shù)據(jù)處理

利用Microsoft Office 2016、IBM SPSS Statistics 23.0對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、分析及作圖，利用SPSS進(jìn)行方差分析，各品種及處理間采用t檢驗進(jìn)行比較，使用Image J和Photoshop CS6軟件進(jìn)行圖片處理。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 辣椒品種（品系）間比較

高溫脅迫下，供試品種（品系）淮紅一號和R9在葉片性狀及土壤溫度等方面均具有較大差異（表1、圖1）。方差分析結(jié)果表明，淮紅一號葉面積、葉周長、葉片長極顯著高于R9（P＜0.01），淮紅一號土壤溫度極顯著高于R9（P＜0.001）。R9葉片寬極顯著高于淮紅一號（P＜0.01），葉綠素含量極顯著高于淮紅一號（P＜0.001）。不同品種（品系）間辣椒葉片葉綠素含量與葉片顏色一致，葉下光照度與土壤溫度一致，而淮紅一號和R9在葉面積、葉周長、葉片長與葉下光照度、土壤溫度一致。

2.2? 外源褪黑素和硒對對高溫脅迫下辣椒熱害指數(shù)的影響

由表2可知，高溫脅迫下，相同處理淮紅一號熱害指數(shù)均高于耐熱品系R9。單施Na2SeO3的處理中，X0.6處理R9和淮紅一號的熱害指數(shù)最低，且X0.6處理淮紅一號熱害指數(shù)高于R9。單施褪黑素的處理中，T150處理R9和淮紅一號熱害指數(shù)最低，且T150處理淮紅一號熱害指數(shù)高于R9 。所有高溫脅迫下，X0.6+T100處理R9和淮紅一號熱害指數(shù)最低，同時X0.6+T100處理R9熱害指數(shù)低于X0.6處理和T150處理，X0.6+T100處理淮紅一號熱害指數(shù)低于X0.6處理和T150處理。

CK1：常溫清水處理；CK2：高溫清水處理；X0.3：0.3 mg/kg Na2SeO3；X0.6：0.6 mg/kg Na2SeO3；X0.9：0.9 mg/kg Na2SeO3；X1.2：1.2 mg/kg Na2SeO3；T50：50 μmol/L褪黑素；T100：100 μmol/L褪黑素；T150：150 μmol/L褪黑素；T200：200 μmol/L褪黑素。

2.3? 外源褪黑素和Na2SeO3對高溫脅迫下辣椒花粉活力的影響

由圖2顯示，CK1的淮紅一號花粉萌發(fā)率極顯著高于R9（P＜0.01）。高溫脅迫下，單施Na2SeO3的處理中X0.6處理的2個辣椒品種（品系）花粉萌發(fā)率最高，花粉受高溫傷害最低；X0.9處理淮紅一號花粉萌發(fā)率極顯著高于R9（P＜0.01）；X0.6處理淮紅一號花粉萌發(fā)率與R9無顯著差異（P>0.05）。單施褪黑素的處理中T150處理R9和淮紅一號的花粉萌發(fā)率最高；T100處理淮紅一號的花粉萌發(fā)率極顯著高于R9（P＜0.01）。高溫脅迫下，X0.6＋T100處理R9和淮紅一號花粉萌發(fā)率最高。

2.4? 外源褪黑素和Na2SeO3對高溫脅迫下辣椒葉片相對電導(dǎo)率的影響

當(dāng)植物遭受逆境脅迫時，細(xì)胞膜遭到破壞從而使電解質(zhì)外滲，植物組織的浸提液電導(dǎo)率增大。由圖3可知，CK1的R9葉片相對電導(dǎo)率極顯著低于淮紅一號（P＜0.001）。單施Na2SeO3的處理中，X0.6處理R9和淮紅一號葉片相對電導(dǎo)率最低，即受到高溫的傷害最小。單施褪黑素的處理中，T150處理R9和淮紅一號葉片相對電導(dǎo)率最低，且淮紅一號葉片相對電導(dǎo)率極顯著高于R9（P＜0.01）。高溫脅迫下，X0.6+T100處理2個辣椒品種（品系）的葉片相對電導(dǎo)率最低。綜合來看，混合施用Na2SeO3和褪黑素比單施Na2SeO3或褪黑素效果更佳。

2.5? 外源褪黑素和Na2SeO3對高溫脅迫下辣椒抗氧化系統(tǒng)和丙二醛含量的影響

由表3可知，CK1的R9 MDA含量極顯著低于淮紅一號（P＜0.001），R9 SOD酶活性極顯著低于淮紅一號（P＜0.01）。單施Na2SeO3的處理中，X0.6處理的2個辣椒品種SOD、POD、APX酶活性最高，MDA含量最低。X0.6處理淮紅一號SOD酶活性極顯著高于R9（P＜0.001），淮紅一號POD酶活性極顯著低于R9（P＜0.001）。單施褪黑素的處理中，T150處理R9的SOD、POD酶活性最大，而MDA含量最低。T150處理淮紅一號SOD、POD酶活性極顯著低于R9（P＜0.001），淮紅一號MDA含量極顯著高于R9（P＜0.01）。高溫脅迫下，X0.6+T100處理2個辣椒品種SOD、POD、APX酶活性到達(dá)最大，而MDA含量最低。X0.6+T100處理淮紅一號POD酶活性極顯著低于R9（P＜0.000 1），淮紅一號APX酶活性極顯著高于R9（P＜0.01）。

CK1、CK2、X0.3、X0.6、X0.9、X1.2、T50、T100、T150、T200見表2。*表示同一處理不同品種（品系）在0.05水平差異顯著;*? *表示同一處理不同品種（品系）在0.01水平差異顯著;*? *? *表示同一處理不同品種（品系）在0.001水平差異顯著。

CK1、CK2、X0.3、X0.6、X0.9、X1.2、T50、T100、T150、T200見表2。*表示同一處理不同品種（品系）在0.05水平差異顯著;*? *表示同一處理不同品種（品系）在0.01水平差異顯著;*? *? *表示同一處理不同品種（品系）在0.001水平差異顯著。

2.6? 外源褪黑素和Na2SeO3對高溫脅迫下辣椒株植株性狀和果實的影響

由表4可知，CK1的R9葉綠素含量極顯著高于淮紅一號（P＜0.001）。高溫脅迫對供試品種（品系）的植株和果實影響較大，與CK1的淮紅一號相比，CK2的淮紅一號株高、株幅分別增加了15.19%、61.11%，果長、果寬、坐果數(shù)量和葉綠素含量分別降低了23.77%、27.08%、57.14%和4.01%。與CK1的R9相比，CK2的R9株高、株幅分別增加了6.24%、32.50%，莖粗、果長、果寬、坐果數(shù)量和葉綠素含量分別降低了22.22%、21.95%、10.87%、33.33%和47.65%。X0.6處理，淮紅一號株幅顯著高于R9（P＜0.05），淮紅一號葉綠素含量顯著低于R9（P＜0.05）。X0.6處理的R9株高和株幅比CK2的R9分別降低了15.17%和25.73%，莖粗、果長、果寬、坐果數(shù)量和葉綠素含量比CK2的R9分別提高了28.57%、14.58%、14.63%、25.00%和6.50%。同時X0.6處理的淮紅一號株高和株幅比CK2的淮紅一號分別降低了12.09%和12.59%，果長、果寬、坐果數(shù)量和葉綠素含量比CK2的淮紅一號分別增加了18.28%、34.29%、100.00%和90.08%。T150處理R9果長極顯著高于淮紅一號（P＜0.001），葉綠素含量顯著高于淮紅一號（P＜0.05），T150處理的R9株高和株幅比CK2的R9降低了17.94%和19.38%，果長、果寬和葉綠素含量比CK2的R9分別上升了22.92%、2.44%和7.87%。T150處理的淮紅一號株高和株幅比CK2的淮紅一號分別降低了13.66%和10.34%，莖粗、果寬、坐果數(shù)量和葉綠素含量比CK2的淮紅一號分別上升了12.50%、25.71%、100.00%和87.30%。X0.6+T100處理淮紅一號株幅顯著高于R9（P＜0.01）。X0.6+T100處理的R9株高和株幅比CK2的R9分別降低了13.54%和29.16%，莖粗、果長、果寬、坐果數(shù)量和葉綠素含量比CK2的R9分別增加了28.57%、36.46%、2.44%、25.00%和17.72%。同時X0.6+T100處理的淮紅一號的株高和株幅比CK2的淮紅一號分別降低了10.99%和13.45%，果長、果寬、坐果數(shù)量和葉綠素含量比CK2的淮紅一號分別增加了21.51%、51.43%、66.67%和81.34%。

2.7? 外源褪黑素和Na2SeO3對高溫脅迫下辣椒不同部位干物質(zhì)積累的影響

由表5可知CK1的R9地上部分鮮質(zhì)量、果實鮮質(zhì)量和干質(zhì)量極顯著高于淮紅一號（P＜0.001），CK1的R9地上部分干質(zhì)量極顯著低于淮紅一號（P＜0.001）。CK1的淮紅一號地上部分鮮質(zhì)量比R9降低了53.94%，CK1的淮紅一號地上部分干質(zhì)量相比R9增加了150.00%，說明淮紅一號地上部分含水量低于R9，且淮紅一號干物質(zhì)積累量高于R9。CK1的淮紅一號果實鮮質(zhì)量比R9極顯著降低了22.33%（P＜0.001），果實干質(zhì)量比R9極顯著降低了54.44%（P＜0.001），說明淮紅一號果實含水量高于R9。CK2的淮紅一號地上部分鮮質(zhì)量比R9極顯著下降了21.86%（P＜0.001），地上部分干質(zhì)量顯著下降了20.00%（P＜0.05）。CK2的淮紅一號果實鮮質(zhì)量比R9極顯著增加了72.46%（P＜0.001），果實干質(zhì)量比R9極顯著增加了20.00%（P＜0.01）。CK2的淮紅一號地上部分干質(zhì)量、果實鮮質(zhì)量、果實干質(zhì)量均低于CK1，說明高溫脅迫對辣椒的水分含量及干物質(zhì)積累影響較大。外源施用褪黑素和Na2SeO3，可以有效提高辣椒的耐熱性。單施Na2SeO3的處理中，X0.6處理R9和淮紅一號的果實干質(zhì)量和鮮質(zhì)量最大，X0.6處理R9和淮紅一號的果實鮮質(zhì)量比CK2處理分別增加了11.11%、11.48%。單施褪黑素的處理中，T150處理的淮紅一號地上部分鮮質(zhì)量、地上部分干質(zhì)量、果實鮮質(zhì)量、果實干質(zhì)量達(dá)到最大，T150處理R9果實鮮質(zhì)量、果實干質(zhì)量達(dá)到最大。在高溫脅迫下，X0.6+T100處理淮紅一號和R9果實干質(zhì)量和鮮質(zhì)量最大。

3? 討? 論

褪黑素于1958年由美國科學(xué)家Lerner在牛松果中首次提取出來[19]，后又在高等植物中發(fā)現(xiàn)[20]，包括生長于高海拔地區(qū)的植物[21]。此后研究者將其用于動植物試驗中，發(fā)現(xiàn)褪黑素具有較強的抗氧化能力，可用于延緩衰老和抵御逆境脅迫[22-25]。在黃瓜耐高溫試驗中發(fā)現(xiàn)褪黑素具有抑制活性氧系統(tǒng)酶活性的能力，可以減少逆境對黃瓜的脅迫[26]，趙娜等[19]發(fā)現(xiàn)葉面噴施褪黑素可有效緩解高溫脅迫對NR、GS、GOGAT和GDH酶活性的抑制，減輕銨態(tài)氮積累對黃瓜幼苗造成的毒害，提高黃瓜幼苗在高溫脅迫下的代謝能力，從而抵御高溫脅迫；崔婉寧等[27]發(fā)現(xiàn)褪黑素處理后能有效延緩高溫脅迫誘導(dǎo)的半夏基因組的去甲基化；另外在葉菜類萵苣上的研究發(fā)現(xiàn)葉面噴施褪黑素能有效提升抗氧化系統(tǒng)的酶活性，從而減少高溫對植物細(xì)胞質(zhì)膜的傷害[28]；丁東霞等[29]發(fā)現(xiàn)100μmol/L褪黑素處理辣椒，能有效提升低溫弱光脅迫下辣椒葉片的葉綠素含量、葉綠素?zé)晒馓匦院涂寡趸芰?。而本研究發(fā)現(xiàn)外源施用150 μmol/L褪黑素，辣椒能有效降低膜透性，清除活性氧積累，提升抗氧化能力，有效降低植株遭受的熱害程度，使花粉致畸率降低，果實和植株受高溫影響的程度降低。

硒元素由瑞典科學(xué)家Berzelius首次發(fā)現(xiàn)，后研究者又在多種高等植物中發(fā)現(xiàn)。硒是植物生長發(fā)育的必須營養(yǎng)元素，植物體內(nèi)的硒為無機態(tài)和有機態(tài)形式存在，以有機態(tài)為主，硒是以低分子量化合物和高分子量化合物形式存在于生物體內(nèi)[30]。有研究發(fā)現(xiàn)硒以多種方式如酶促機制或非酶促機制參與生物體的抗氧化過程，在生物的抗逆、抗衰老中發(fā)揮重要的作用[31-32]。尚慶茂等[13-14，33]發(fā)現(xiàn)適宜濃度的硒可以提高高溫逆境下辣椒葉片的凈光合速率，從而促進(jìn)植物干物質(zhì)積累，提高葉片的葉綠素含量，同時≤0.9 mg/kg施硒水平，辣椒GPX和POD酶活性相比空白對照分別提高了150%和63.6%，而SOD和CAT酶活性相比空白對照降低，說明硒對高溫脅迫下辣椒的抗氧化酶活性具有重要影響。Djanaguihraman等[34]研究結(jié)果表明，短期溫度的提升或下降都會影響植物抗氧化系統(tǒng)，外源施用硒可以有效提高脯氨酸含量，加強對線粒體電子傳遞鏈的保護(hù)，從而提升植物抵御外界高溫或低溫脅迫的能力。Akladious[35]發(fā)現(xiàn)將小麥種子浸泡在一定濃度的硒溶液里，低溫脅迫下可以誘導(dǎo)花青素、葉綠素、生長素的生成并致使抗氧化酶活性上升；陳思蒙等[36]指出不同價態(tài)的硒在植物抗逆領(lǐng)域的研究進(jìn)展也不同，亞硒酸鈉也被多次證實對植物抵御逆境具有一定效用。本研究結(jié)果與前人的研究結(jié)果一致，外源施用0.6 mg/kg Na2SeO3時，抗氧化酶（SOD、POD和APX）活性顯著提升，丙二醛含量下降，從而增強植株抗氧化能力，同時抑制高溫脅迫下細(xì)胞膜的透性，降低植株的熱害程度。

本研究發(fā)現(xiàn)，辣椒的耐熱性不僅與不同辣椒品種的基因型相關(guān)，還與不同品種間植株的形態(tài)、葉片參數(shù)和含水量等緊密關(guān)聯(lián)。耐熱品系R9相比測試品種淮紅一號葉下光照度、土壤溫度更低，這是由于R9具有合理的側(cè)枝分布和葉片排列結(jié)構(gòu)。通過測量辣椒品種的地上部分干質(zhì)量和鮮質(zhì)量發(fā)現(xiàn)，R9植株含水量較高且干物質(zhì)積累少，這是其耐熱性較強的原因之一。除此之外，高溫脅迫對辣椒的株高、株幅和果實產(chǎn)量影響較大，高溫脅迫下的辣椒果實畸形且發(fā)育不良，營養(yǎng)生長過旺，株高、株幅和果實產(chǎn)量呈反比，莖稈木質(zhì)化嚴(yán)重。本試驗結(jié)果表明施用Na2SeO3和褪黑素能幫助辣椒抵御高溫傷害，具有一定的推廣應(yīng)用價值。但其作用機制尚未完全清楚，下一步應(yīng)采用分子生物學(xué)或多種組學(xué)交叉分析手段來揭示其作用機制。

4? 結(jié)? 論

本試驗以淮紅一號和R9這2個辣椒品種（品系）作為研究對象，探究不同含量Na2SeO3和褪黑素對高溫脅迫下辣椒生理特性和抗氧化系統(tǒng)的影響。本研究發(fā)現(xiàn)，在高溫脅迫下，單施0.6 mg/kg Na2SeO3、單施150 μmol/L褪黑素、0.6 mg/kg Na2SeO3和150 μmol/L褪黑素配施3個處理均能明顯減少辣椒細(xì)胞質(zhì)膜透性、提高花粉萌發(fā)率、抗氧化酶活性和葉綠素含量，增加辣椒果實產(chǎn)量、品質(zhì)及干物質(zhì)積累量。其中同時施用0.6 mg/kg Na2SeO3和150 μmol/L褪黑素處理效果最好，優(yōu)于單施Na2SeO3或褪黑素。

參考文獻(xiàn)：

[1]? 鄒學(xué)校，胡博文，熊? 程，等. 中國辣椒育種60年回顧與展望[J]. 園藝學(xué)報，2022，49（10）：2099-2118.

[2]HUANG L J，CHENG G X，KHAN A，et al. CaHSP16.4 a small heat shock protein gene in pepper， is involved in heat and drought tolerance[J]. Protoplasma，2019，256：39-51.

[3]WANG X，ZHAO C，MLLER C，et al. Emergent constraint on crop yield response to warmer temperature from field experiments[J]. Nature Sustainability，2020，3：908-916.

[4]余楚英，尹延旭，王? 飛，等. 茄果類蔬菜熱脅迫及耐熱性研究進(jìn)展[J]. 中國蔬菜，2021（4）：27-29.

[5]王? 靜，梁成亮，張西露，等. 辣椒種質(zhì)資源的耐熱性評價與鑒定[J]. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2020，46（5）：551-552.

[6]高素燕，呂敬剛，劉文明. 辣椒高溫脅迫和耐熱機理的研究進(jìn)展[J]. 天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，18（1）：31-34.

[7]何鐵光，董文斌，王愛勤，等. 高溫脅迫下辣椒生理生化響應(yīng)機理初步探討[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2013，26（2）：543-544.

[8]余楚英，尹延旭，王? 飛，等. 茄果類蔬菜熱脅迫及耐熱性研究進(jìn)展[J]. 中國蔬菜，2021（4）：27-40.

[9]余雪娜，李婧嫻，謝永東，等. 外源褪黑素對高溫脅迫下茄子幼苗光合及抗氧化特性的影響[J]. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2016，42（5）：496-497.

[10]徐? 寧，曹? 娜，王? 闖，等. 外源褪黑素對硝酸鹽脅迫下番茄幼苗抗氧化系統(tǒng)的影響[J]. 北方園藝，2019（3）：1-5.

[11]徐向東，孫? 艷，孫? 波，等. 高溫脅迫下外源褪黑素對黃瓜幼苗活性氧代謝的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2010，21（5）：1295-1296.

[12]BALAL R M，SHAHID M A，JAVAID M M，et al. The role of selenium in amelioration of heat-induced oxidative damage in cucumber under high temperature stress[J]. Acta Physiol Plant，2016，38（6）：158.

[13]尚慶茂，陳淑芳，張志剛. 硒對高溫脅迫下辣椒葉片抗氧化酶活性的調(diào)節(jié)作用[J]. 園藝學(xué)報，2005，32（1）：35-36.

[14]尚慶茂，陳淑芳，張志剛. 硒對高溫逆境下辣椒光合特性的影響[C]//中國園藝學(xué)會. 中國園藝學(xué)會第六屆青年學(xué)術(shù)討論會論文集. 西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，2004：625-630.

[15]姜? 燕，黃新根，楊寅桂，等. 辣椒苗期耐熱性及其生理生化特性研究[J]. 長江蔬菜，2014（12）：47-50.

[16]張子學(xué)，孫? 峰. 辣椒花粉生活力最佳測定方法的篩選[J]. 種子，2002（1）：32-33.

[17]楊少瑕，呂慶芳，梁春林. 電導(dǎo)法對32個辣椒品種組合抗寒性的測定及配合力分析[J]. 黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（2）：6-15.

[18]余小蘭，張? 靜，李光義，等. 辣椒在不同施硒水平下硒累積規(guī)律[J]. 熱帶作物學(xué)報，2021，42（7）：1988-1990.

[19]趙? 娜，孫? 艷，王德玉，等. 外源褪黑素對高溫脅迫條件下黃瓜幼苗氮代謝的影響[J]. 植物生理學(xué)報，2012，48（6）：557.

[20]MURCH S J，SIMMONS C B，SAXENA P K. Melatonin in feverfew and other medicinal plants[J]. Lancet，1997，350 ：1598-1599.

[21]張貴友，李? 萍，戴堯仁. 低溫脅迫下褪黑激素對煙草懸浮細(xì)胞精氨酸脫羧酶活性的影響[J]. 植物學(xué)通報，2005，22（5）：555-559.

[22]魏茜雅，林欣琪，梁臘梅，等. 褪黑素引發(fā)處理提高朝天椒種子萌發(fā)及幼苗耐鹽性的生理機制[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報，2022，38（6）：1637-1647.

[23]郭愛華. 外源褪黑素對鹽脅迫下苦菜幼苗生長的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022，50（13）：153-157.

[24]高安靜，劉婷婷，周美亮，等. 外源褪黑素對干旱脅迫下苦蕎幼苗生長及生理特性的影響[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報，2021，52（11）：3003-3012.

[25]葉欣悅，閆見敏，楊雪蓮，等. ????SlCOMT1??? 基因克隆及在番茄組織器官中的表達(dá)和褪黑素生物合成變化[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022，50（23）：49-54.

[26]徐向東，孫? 艷，孫? 波，等. 高溫脅迫下外源褪黑素對黃瓜幼苗活性氧代謝的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2010，21（5）：1295-1300.

[27]崔婉寧，楊金榮，劉夢夢，等. 褪黑素對半夏高溫倒苗及DNA甲基化的影響[J]. 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報，2023，31（3）：500-508.

[28]王博偉，陳艷麗，朱國鵬，等. 葉面噴施褪黑素對海南高溫季節(jié)水培葉用萵苣生長生理的影響[J]. 中國蔬菜，2022（11）：80-85.

[29]丁東霞，李能慧，李? 靜，等. 外源褪黑素對低溫弱光脅迫下辣椒葉綠素?zé)晒夂涂寡趸到y(tǒng)的影響[J]. 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報，2022，34（9）：1935-1944.

[30]陳淑芳. 硒對辣椒幼苗生長發(fā)育及耐熱性的影響[D]. 晉中：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)，2003.

[31]薛泰麟，侯少范，譚見安，等. 硒在高等植物體內(nèi)的抗氧化作用 Ⅰ. 硒對過氧化作用的抑制效應(yīng)及酶促機制的探討[J]. 科學(xué)通報，1993（3）：274-277.

[32]羅盛國，劉元英，姜伯文，等. 硒對棚室黃瓜生物抗氧化能力的影響[J]. 北方園藝，2000（3）：10-11.

[33]尚慶茂，李平蘭. 硒在高等植物中的生理作用[J]. 植物生理學(xué)通訊，1998（4）：284-288.

[34]DJANAGIHRAMAN M，BELLIRAJ N，BOSSMANN S H，et al. High-temperature stress alleviation by selenium nanoparticle treatment in grain sorghum [J]. ACS Omega，2018，3（3）：2479-2491.

[35]AKLADIOUS S A. Influencen of different soaking times with seleniumon growth，metabolic activities of wheat seedlings under low temperature stress [J]. African Journal of Biotechnology，2012，11（82）：14792-14804.

[36]陳思蒙，李子瑋，張璐翔，等. 硒在植物抵御脅迫中作用的研究進(jìn)展[J]. 中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報，2020，22（3）：6-13.

（責(zé)任編輯：成紓寒）