تقدم الورقة أدناه بروتوكولا لقياس إنبات البذور ونمو الشتلات والمؤشرات الفسيولوجية لنوعين من الفلفل مع اختلافات تحمل الملوحة استجابة لستة تركيزات ملح مختلطة. يمكن استخدام هذا البروتوكول لتقييم تحمل الملح لأصناف الفلفل.
لتحديد تحمل الملح والآلية الفسيولوجية للفلفل (Capsicum annuum L.) في مرحلة الإنبات ، يتم استخدام أصناف Hongtianhu 101 و Xinxiang 8 ، التي لها اختلافات كبيرة في تحمل الملح ، كمواد للدراسة. تم استخدام ستة تركيزات ملح مختلطة من 0 و 3 و 5 و 10 و 15 و 20 جم / لتر مشتقة باستخدام نسب مولار متساوية من Na 2 CO 3 و NaHCO3 و NaCl و CaCl 2 و MgCl2 و MgSO 4و Na2SO 4. لتحديد آثارها ، يتم قياس المؤشرات ذات الصلة لإنبات البذور ، ونمو الشتلات ، وعلم وظائف الأعضاء ، ويتم تقييم تحمل الملح بشكل شامل باستخدام تحليل وظيفة العضوية. أظهرت النتائج أنه مع زيادة تركيز الملح المختلط ، تقل إمكانات الإنبات ومؤشر الإنبات ومعدل الإنبات ومؤشر قوة إنبات البذور وطول الجذر والوزن الطازج للجذر بشكل كبير ، بينما يزداد معدل الملح النسبي تدريجيا. يزداد طول الهيبوكوتيل والوزن الطازج فوق سطح الأرض أولا ثم ينخفض ، بينما ينخفض نشاط malondialdehyde (MDA) ، ومحتوى البرولين (Pro) ، والكاتلاز (CAT) ، والبيروكسيديز (POD) ، وديسموتاز الفائق (SOD) ثم يزيد. إمكانات الإنبات ، ومؤشر الإنبات ، ومعدل الإنبات ، ومؤشر قوة إنبات البذور ، وطول الجذر ، والوزن الطازج للجذر ، ومحتوى MDA و Pro ، ونشاط CAT لبذور Hongtianhu 101 أعلى من تلك الموجودة في Xinxiang 8 لجميع تركيزات الملح المستخدمة هنا. ومع ذلك ، فإن طول hypocotyl ، والوزن الطازج فوق الأرض ، ومعدل الملح النسبي أقل في Hongtianhu 101 منه في Xinxiang 8. يكشف التقييم الشامل لتحمل الملح أن القيم المرجحة الإجمالية لمؤشري دالة العضوية تزداد أولا ثم تنخفض مع زيادة تركيز الملح المختلط. وبالمقارنة مع 5 غ/لتر، التي لها أعلى قيمة دالة عضوية، فإن المؤشر تحت تركيزات الملح من 3 غ/لتر، و10 غرام/لتر، و15 غرام/لتر ينخفض بنسبة 4.7٪ -11.1٪، 25.3٪ -28.3٪، و 41.4٪ -45.1٪، على التوالي. تقدم هذه الدراسة إرشادات نظرية لتربية أصناف الفلفل المتحملة للملوحة وتحليل الآليات الفسيولوجية التي ينطوي عليها تحمل الملح والزراعة المتحملة للملوحة.
الملوحة هي عامل رئيسي يحد من إنتاجية المحاصيل في جميع أنحاء العالم1. في الوقت الحاضر ، يتأثر ما يقرب من 19.5 ٪ من الأراضي المروية في العالم و 2.1 ٪ من الأراضي الجافة بالملوحة ، وحوالي 1 ٪ من الأراضي الزراعية تتحول إلى الأراضي المالحة القلوية كل عام. بحلول عام 2050 ، من المتوقع أن تتأثر 50٪ من الأراضي الصالحة للزراعة بالتملح 2,3. بالإضافة إلى العوامل الطبيعية ، مثل التجوية الصخرية الطبيعية ومياه الأمطار المالحة بالقرب من الساحل أو حوله ، أدى التبخر السطحي السريع وانخفاض هطول الأمطار وأساليب الإدارة الزراعية غير المعقولة إلى تفاقم عملية تملح التربة. يمنع تملح التربة نمو جذور النباتات ويقلل من امتصاص ونقل الماء والمواد المغذية من جذور النباتات إلى الأوراق. يؤدي هذا التثبيط إلى نقص فسيولوجي في المياه ، واختلالات غذائية ، وسمية أيونية ، مما يؤدي إلى انخفاض إنتاجية المحاصيل وفقدان كامل لغلة المحاصيل. أصبحت ملوحة الأراضي المزروعة تدريجيا واحدة من أهم عوامل الإجهاد اللاأحيائي التي تؤثر على الإنتاج الغذائي الزراعي العالمي4. يقلل الإجهاد الملحي من الأراضي الصالحة للزراعة المتاحة للزراعة ، مما قد يؤدي إلى اختلال كبير في التوازن بين العرض والطلب على المنتجات الزراعية المستقبلية. لذلك ، فإن استكشاف آثار تملح التربة على نمو المحاصيل والآليات الفسيولوجية والكيميائية الحيوية يفضي إلى تربية أصناف متحملة للملوحة ، والاستخدام المستدام للتربة المالحة ، وسلامة المنتجات الزراعية.
يزرع الفلفل (الفليفلة السنوية L.) في جميع أنحاء العالم بسبب قيمته الغذائية والطبية العالية. على سبيل المثال ، كبخاخات هو قلويد مسؤول عن نكهة الفلفل الحار. يمكن استخدام كبخاخات لتخفيف الآلام ، وفقدان الوزن ، وتحسين القلب والأوعية الدموية ، والجهاز الهضمي ، والجهاز التنفسي ، وفي العديد من التطبيقات الأخرى5. الفلفل غني أيضا بالمواد النشطة بيولوجيا ، وخاصة المركبات المضادة للأكسدة المختلفة (الكاروتينات والفينولات والفلافونويد) وفيتامين C6. حاليا ، يقال إن الفلفل هو محصول الخضروات مع أكبر مساحة زراعة في الصين ، حيث تبلغ مساحة الزراعة السنوية أكثر من 1.5 × 106 هكتار ، وبالتالي يمثل 8٪ -10٪ من إجمالي مساحة زراعة الخضروات في الصين. أصبحت صناعة الفلفل واحدة من أكبر صناعات الخضروات في الصين ولها أعلى قيمة إنتاج7. ومع ذلك ، غالبا ما تتعرض زراعة الفلفل لمجموعة متنوعة من الضغوط البيولوجية (الآفات والفطريات) والضغوط اللاأحيائية ، وخاصة الإجهاد الملحي ، الذي له تأثير سلبي مباشر على إنبات البذور ونموها وتطورها ، مما يؤدي إلى تقليل محصول ثمار الفلفل وجودتها8.
إنبات البذور هو المرحلة الأولى من التفاعل بين النباتات والبيئة. إنبات البذور حساس للغاية للتقلبات في الوسائط المحيطة ، وخاصة إجهاد ملح التربة ، والذي قد يمارس تأثيرات عكسية على علم وظائف الأعضاء والتمثيل الغذائي ، وفي النهاية اضطراب النمو الطبيعي والتطور والتشكل للمحاصيل9. في الدراسات السابقة ، تم التحقيق على نطاق واسع في إنبات بذور الفلفل ونمو الشتلات تحت ضغط الملح. ومع ذلك ، استخدمت معظم الدراسات كلوريد الصوديوم باعتباره الملح الوحيد لتحريض الإجهاد10،11،12. ومع ذلك ، فإن تلف ملح التربة يرجع أساسا إلى سمية Na + و Ca 2 + و Mg 2 + و Cl- و CO3 2- و SO4 2– الناتجة عن تفكك أملاح الصوديوم والكالسيوم والمغنيسيوم. وبسبب التآزر والعداء بين الأيونات، قد تكون آثار الملح المختلط والملح الواحد على نمو المحاصيل وتطورها مختلفة تماما. ومع ذلك ، فإن الخصائص المقابلة لإنبات بذور الفلفل والنمو في الملح المختلط لا تزال غير واضحة. لذلك ، تم استخدام نوعين من الفلفل مع اختلافات ملحوظة في تحمل الملح كمواد في هذه الدراسة. يمكن أن يكشف تحليل تأثيرات تركيزات الملح المختلفة على إنبات بذور الفلفل ونموها والمؤشرات الفسيولوجية والكيميائية الحيوية بعد الخلط المتساوي لسبعة أملاح عن آلية استجابة إنبات بذور الفلفل لإجهاد الملوحة. يمكن أن يوفر أيضا أساسا نظريا لزراعة شتلات الفلفل القوية ، فضلا عن الغلة العالية والزراعة عالية الجودة في الأراضي المزروعة المالحة.
تتكون طريقة البحث هذه من أربع خطوات رئيسية تؤثر على دقة النتائج التجريبية. أولا، نظرا لسوء انحلال الأملاح المختلطة الناجم عن زيادة محتوى المذاب في المحاليل العالية التركيز من الملح، وانخفاض قابلية ذوبان الكواشف مثل كلوريد الكالسيوم، التي يصعب إذابتها في الماء، يجب أن تكون الكواشف الموز?…
The authors have nothing to disclose.
تم دعم هذا العمل من قبل قسم العلوم والتكنولوجيا بمقاطعة جيانغشي (20203BBFL63065) والمشروع العام لمشروع أبحاث العلوم والتكنولوجيا التابع لإدارة التعليم في جيانغشي (GJJ211430). نود أن نشكر Editage (www.editage.cn) على تحرير اللغة الإنجليزية.
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) |