복합 염분 응력이 종자 발아 및 내염성에 미치는 영향 분석 후추 분석 (고추 연감 L.)
Summary
아래 논문은 6 가지 혼합 염 농도에 대한 염분 내성 차이가있는 두 고추 품종의 종자 발아, 묘목 성장 및 생리 학적 지수를 측정하는 프로토콜을 제시합니다. 이 프로토콜은 후추 품종의 내염성을 평가하는 데 사용할 수 있습니다.
Abstract
발아 단계에서 고추 (Capsicum annuum L.)의 내염성과 생리적 메커니즘을 결정하기 위해 내염성에 큰 차이가있는 Hongtianhu 101 및 Xinxiang 8 품종이 연구 자료로 사용됩니다. Na2CO3, NaHCO3, NaCl, CaCl2,MgCl2, MgSO4 및 Na2SO4의 등가 몰비를 사용하여 유도된 0, 3, 5, 10, 15 및 20g/L의 6가지 혼합염 농도가 사용된다. 그 효과를 결정하기 위해 종자 발아, 묘목 성장 및 생리학의 관련 지수를 측정하고 회원 기능 분석을 사용하여 염분 내성을 종합적으로 평가합니다. 결과는 혼합 염 농도가 증가함에 따라 두 품종의 발아 잠재력, 발아 지수, 발아율, 종자 발아 활력 지수, 뿌리 길이 및 뿌리 신선한 무게가 크게 감소하는 반면 상대 염 비율은 점차 증가하는 것으로 나타났습니다. 배축 길이와 지상의 신선한 무게는 먼저 증가한 다음 감소하는 반면, 말론 디 알데히드 (MDA), 프롤린 (Pro) 함량, 카탈라아제 (CAT), 퍼 옥시 다제 (POD) 및 슈퍼 옥사이드 디스 뮤타 제 (SOD) 활성은 감소 한 다음 증가합니다. Hongtianhu 101 종자의 발아 잠재력, 발아 지수, 발아율, 종자 발아 활력 지수, 뿌리 길이, 뿌리 신선한 무게, MDA 및 Pro 함량 및 CAT 활성은 여기에 사용 된 모든 염 농도에 대해 Xinxiang 8보다 높습니다. 그러나 배축 길이, 지상 신선한 무게 및 상대 염분 비율은 Xinxiang 8보다 Hongtianhu 101에서 더 낮습니다. 염분 내성에 대한 포괄적 인 평가는 두 회원 함수 지수의 총 가중 값이 먼저 증가한 다음 혼합 염 농도가 증가함에 따라 감소한다는 것을 보여줍니다. 회원 기능 값이 가장 높은 5g / L와 비교하여 3g / L, 10g / L 및 15g / L의 염 농도에서 지수는 각각 4.7 % -11.1 %, 25.3 % -28.3 % 및 41.4 % -45.1 % 감소합니다. 이 연구는 내염성 고추의 육종에 대한 이론적 지침과 내염성 및 내염성 재배와 관련된 생리적 메커니즘의 분석을 제공합니다.
Introduction
염분은 전 세계적으로 작물 생산성의 주요 제한 요소입니다1. 현재 세계 관개 토지의 거의 19.5 %와 마른 토지의 2.1 %가 염분의 영향을 받고 있으며 농경지의 약 1 %가 매년 염분 알칼리 토지로 퇴화합니다. 2050 년까지 경작지의 50 %가 염분 2,3의 영향을받을 것으로 예상됩니다. 해안 근처 또는 주변의 자연 암석 풍화 및 염분 빗물과 같은 자연적 요인 외에도 빠른 표면 증발, 낮은 강우량 및 불합리한 농업 관리 방법은 토양 염화 과정을 악화 시켰습니다. 토양 염화는 식물 뿌리의 성장을 억제하고 식물 뿌리에서 잎으로 물과 영양분의 흡수 및 수송을 감소시킵니다. 이러한 억제는 생리적 물 부족, 영양 불균형 및 이온 독성을 초래하여 작물 생산성을 감소시키고 작물 수확량을 완전히 손실시킵니다. 경작지의 염분화는 점차 세계 농업 식량 생산에 영향을 미치는 가장 중요한 비 생물 적 스트레스 요인 중 하나가되고 있습니다4. 소금 스트레스는 농업에 사용할 수있는 경작지를 감소시켜 미래 농산물의 수요와 공급간에 상당한 불균형을 초래할 수 있습니다. 따라서 토양 염분이 작물 성장 및 생리 학적 및 생화학 적 메커니즘에 미치는 영향을 탐구하는 것은 내염성 품종의 육종, 염분 토양의 지속 가능한 이용 및 농산물의 안전성에 도움이됩니다.
후추 (고추 annuum L.)는 높은 영양 및 약용 가치로 인해 전 세계적으로 심어 져 있습니다. 예를 들어, 캡사이신은 후추의 매운 맛을 담당하는 알칼로이드입니다. 캡사이신은 통증 완화, 체중 감소, 심혈관, 위장관 및 호흡기 시스템 개선 및 기타 여러 응용 분야에서 사용할 수 있습니다5. 후추는 또한 생리 활성 물질, 특히 다양한 항산화 화합물(카로티노이드, 페놀, 플라보노이드)과 비타민 C6가 풍부합니다. 현재 고추는 중국에서 재배 면적이 가장 큰 채소 작물로 연간 재배 면적이 1.5 x 106 헥타르 이상으로 중국 전체 채소 재배 면적의 8 % -10 %를 차지합니다. 후추 산업은 중국에서 가장 큰 채소 산업 중 하나가되었으며 가장 높은 생산량을 가지고 있습니다7. 그러나 고추 재배는 종종 다양한 생물학적 (해충 및 곰팡이) 및 비 생물 적 스트레스, 특히 염분 스트레스에 노출되어 종자 발아, 성장 및 발달에 직접적인 부정적인 영향을 미쳐 고추 열매 수확량과 품질을 감소시킵니다8.
종자 발아는 식물과 환경 간의 상호 작용의 첫 단계입니다. 종자 발아는 주변 배지의 변동, 특히 토양 염분 스트레스에 매우 민감하여 생리학 및 신진 대사에 역전 된 영향을 미치고 결국 작물의 정상적인 성장, 발달 및 형태 형성을 방해 할 수 있습니다9. 이전 연구에서는 염분 스트레스 하에서 고추 종자 발아 및 묘목 성장을 광범위하게 조사했습니다. 그러나 대부분의 연구에서는 스트레스 유도를 위한 유일한 염으로 NaCl을 사용했습니다10,11,12. 그러나 토양 염 손상은 주로 나트륨, 칼슘 및 마그네슘 염의 해리에 의해 생성 된 Na +,Ca 2+, Mg2+, Cl-, CO3 2- 및 SO42– 이온 독성으로 인한 것입니다. 이온 간의 시너지 효과와 길항 작용으로 인해 혼합 염과 단일 염이 작물 성장 및 발달에 미치는 영향은 상당히 다를 수 있습니다. 그러나 고추 종자 발아 및 혼합 소금의 성장에 해당하는 특성은 여전히 불분명합니다. 따라서 내염성에 현저한 차이가있는 두 가지 고추 품종이이 연구의 재료로 사용됩니다. 7 가지 염의 등몰 혼합 후 고추 종자 발아, 성장 및 생리 학적 및 생화학 적 지수에 대한 다양한 염분 농도의 영향을 분석하면 염분 스트레스에 대한 고추 종자 발아의 반응 메커니즘을 밝힐 수 있습니다. 또한 강한 고추 묘목을 재배하기위한 이론적 근거를 제공 할뿐만 아니라 식염수 경작지에서 높은 수확량과 고품질 재배를 제공 할 수 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 연구 방법은 실험 결과의 정확성에 영향을 미치는 네 가지 주요 단계로 구성됩니다. 첫째, 높은 염 농도 용액에서 용질 함량이 증가하여 혼합 염이 잘 용해되지 않고 물에 용해되기 더 어려운 염화칼슘과 같은 시약의 용해도가 낮기 때문에 계량 된 시약은 모르타르에서 완전히 분쇄해야합니다. 또한, 시약은 용량을 결정하기 전에 초음파를 통해 용해되어야합니다. 둘째, 구성된 소금 용?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작업은 장시성 과학 기술부 (20203BBFL63065)와 장시 교육부 과학 기술 연구 프로젝트 일반 프로젝트 (GJJ211430)의 지원을 받았습니다. 영어 편집을 해주신 Editage (www.editage.cn)님께 감사드립니다.
Materials
| Calcium chloride | Shanghai Experiment Reagent Co., Ltd.,China | Analytical reagent | |
| Centrifugal machine | Shanghai Luxianyi Centrifuge Instrument Co., Ltd., China | TGL-16M | |
| Centrifuge tube | None | None | |
| Conductivity meter | Shanghai Instrument&Electronics Science Instrument Co., Ltd., China | DDSJ-308F | |
| Constant temperature and humidity box | Ningbo Laifu Technology Co., Ltd.,China | PSX-280H | |
| Digital display vernier caliper | Deli Group Co., Ltd.,China | DL90150 | |
| Electronic balance | Mettler Toledo Instruments (Shanghai) Co., Ltd.,China | ME802E/02 | |
| Filter paper | Hangzhou Fuyang North Wood Pulp and Paper Co., Ltd.,China | GB/T1914-2017 | |
| Grinding rod | None | None | |
| Hongtianhu 101 | Seminis Seed (Beijing) Co., Ltd.,China | 11933955/100147K1-137 | |
| Ice machine | Shanghai Kehuai Instrument Co., Ltd., China | IM150G | |
| Liquid nitrogen | None | None | |
| Magnesium chloride | Tianjin Kermel Chemical Reagent Co., Ltd.,China | Analytical reagent | |
| Magnesium sulfate | Tianjin Kermel Chemical Reagent Co., Ltd.,China | Analytical reagent | |
| Petri dish | Jiangsu Yizhe Teaching Instrument Co., Ltd.,China | I-000163 | |
| Pocket knife | None | None | |
| Potassium permanganate (KMnO4 | Xilong Scientific Co.,Ltd.,China | Analytical reagent | |
| Pure water equipment | Sichuan Youpu Ultrapure Technology Co., Ltd.,China | UPT-I-20T | |
| Sodium bicarbonate | Xilong Scientific Co.,Ltd.,China | Analytical reagent | |
| Sodium carbonate | Xilong Scientific Co.,Ltd.,China | Analytical reagent | |
| Sodium chloride | Xilong Scientific Co.,Ltd.,China | Analytical reagent | |
| Sodium sulfate | Xilong Scientific Co.,Ltd.,China | Analytical reagent | |
| Test kit | Suzhou Keming, Biotechnology Co., Ltd, Suzhou.,China | Spectrophotometer method | |
| Ultra-low temperature freezer | SANYO Techno Solution TottoriCo.,Ltd. | MDF-382 | |
| Ultraviolet visible spectrophotometer | Shanghai Precision Scientific Instrument Co., Ltd., China | 760CRT | |
| Xinxiang 8 | Jiangxi Nongwang High Tech Co., Ltd.,China | GPD Pepper 2017(360013) |
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