Papiret nedenfor presenterer en protokoll for måling av frøspredning, frøplantevekst og fysiologiske indekser av to peppervarianter med saltholdighetstoleranseforskjeller som respons på seks blandede saltkonsentrasjoner. Denne protokollen kan brukes til å evaluere salttoleransen til peppervarianter.
For å bestemme salttoleransen og den fysiologiske mekanismen til pepper (Capsicum annuum L.) på spiringstrinnet, brukes Hongtianhu 101 og Xinxiang 8-varianter, som har store forskjeller i salttoleranse, som studiematerialer. Seks blandede saltkonsentrasjoner på 0, 3, 5, 10, 15 og 20 g / l avledet ved bruk av like molare forhold mellom Na 2 CO 3, NaHCO3, NaCl, CaCl 2, MgCl 2, MgSO 4 og Na 2 SO4 brukes. For å bestemme deres effekter måles de relaterte indeksene for frøspredning, frøplantevekst og fysiologi, og salttoleranse evalueres grundig ved hjelp av medlemsfunksjonsanalyse. Resultatene viser at når den blandede saltkonsentrasjonen øker, reduseres spiringspotensialet, spiringsindeksen, spiringshastigheten, frøspredningskraftindeksen, rotlengden og rotvekten til de to sortene betydelig, mens den relative salthastigheten gradvis øker. Hypokotyllengden og friskvekten over bakken øker først og reduseres deretter, mens malondialdehyd (MDA), prolin (Pro) innhold, katalase (CAT), peroksidase (POD) og superoksiddismutase (SOD) aktivitet reduseres og deretter øker. Spiringspotensialet, spiringsindeksen, spiringshastigheten, frøspiringskraftindeksen, rotlengden, rotens ferskvekt, MDA- og Pro-innhold og CAT-aktiviteten til Hongtianhu 101-frøene er høyere enn for Xinxiang 8 for alle saltkonsentrasjoner som brukes her. Imidlertid er hypokotyllengde, ferskvekt over bakken og relativ salthastighet lavere i Hongtianhu 101 enn i Xinxiang 8. Den omfattende evalueringen av salttoleranse viser at de totale vektede verdiene til de to medlemsfunksjonsindeksene øker først og deretter reduseres når den blandede saltkonsentrasjonen øker. Sammenlignet med 5 g / L, som har den høyeste medlemsfunksjonsverdien, reduseres indeksen under saltkonsentrasjoner på 3 g / L, 10 g / L og 15 g / L med henholdsvis 4,7% -11,1%, 25,3% -28,3% og 41,4% -45,1%. Denne studien gir teoretisk veiledning for avl av salttolerante varianter av pepper og en analyse av de fysiologiske mekanismene som er involvert i salttoleranse og salttolerant dyrking.
Saltholdighet er en viktig begrensende faktor for avlingenes produktivitet over hele verden1. I dag er nesten 19,5% av verdens vannet land og 2,1% av tørt land påvirket av saltholdighet, og ca 1% av jordbruksarealet degenererer til saltvann-alkali land hvert år. I 2050 forventes 50% av dyrkbar jord å bli påvirket av salinisering 2,3. I tillegg til naturlige faktorer, som naturlig bergforvitring og salt regnvann nær eller rundt kysten, har rask overflatefordampning, lite nedbør og urimelige landbruksstyringsmetoder forverret prosessen med jordsalinisering. Jordsalinisering hemmer veksten av planterøtter og reduserer absorpsjon og transport av vann og næringsstoffer fra planterøttene til bladene. Denne hemmingen resulterer i fysiologisk vannmangel, ernæringsmessige ubalanser og iontoksisitet, noe som fører til redusert avlingsproduktivitet og et fullstendig tap av avlinger. Salinisering av dyrket blir gradvis en av de mest kritiske abiotiske stressfaktorene som påvirker global landbruksmatproduksjon4. Saltstress reduserer dyrkbar jord tilgjengelig for landbruk, noe som kan føre til en betydelig ubalanse mellom tilbud og etterspørsel av fremtidige landbruksprodukter. Derfor undersøker effekten av jordsalinisering på vekst av avlinger og fysiologiske og biokjemiske mekanismer bidrar til avl av salttolerante varianter, bærekraftig utnyttelse av saltholdig jord og sikkerheten til landbruksprodukter.
Pepper (Capsicum annuum L.) er plantet over hele verden på grunn av sin høye ernæringsmessige og medisinske verdi. For eksempel er capsaicin et alkaloid som er ansvarlig for krydret smak av pepper. Capsaicin kan brukes til smertelindring, vekttap, forbedring av kardiovaskulære, gastrointestinale og respiratoriske systemer, og i flere andre applikasjoner5. Pepper er også rik på bioaktive stoffer, spesielt forskjellige antioksidantforbindelser (karotenoider, fenoler og flavonoider) og vitamin C6. For tiden rapporteres pepper å være vegetabilsk avling med det største dyrkingsområdet i Kina, med et årlig plantingsområde på mer enn 1,5 x 106 ha, og står dermed for 8% -10% av det totale vegetabilske plantearealet i Kina. Pepperindustrien har blitt en av de største grønnsaksindustriene i Kina og har den høyeste produksjonsverdien7. Imidlertid blir pepperdyrking ofte utsatt for en rekke biologiske (og sopp) og abiotiske påkjenninger, spesielt saltstress, som har en direkte negativ innvirkning på frøspredning, vekst og utvikling, noe som resulterer i reduksjon av pepperfruktutbytte og kvalitet8.
Frøspredning er den første fasen av samspillet mellom planter og miljø. Frøspredning er svært følsom for svingninger i de omkringliggende mediene, spesielt jordsaltstress, som kan utøve reverserte effekter på fysiologi og metabolisme, og til slutt forstyrre normal vekst, utvikling og morfogenese av avlinger9. I tidligere studier ble spiring av pepperfrø og frøplantevekst under saltstress grundig undersøkt; Imidlertid brukte de fleste studier NaCl som det eneste saltet for stressinduksjon10,11,12. Imidlertid skyldes jordsaltskader hovedsakelig Na +, Ca 2 +, Mg 2 +, Cl-, CO3 2- og SO4 2- ion toksisitet generert ved dissosiasjon av natrium–, kalsium- og magnesiumsalter. På grunn av synergien og antagonismen mellom ioner, kan effekten av blandet salt og enkelt salt på vekst og utvikling av avlinger være ganske forskjellige. Imidlertid er de tilsvarende egenskapene til pepperfrøspredning og vekst i blandet salt fortsatt uklare. Derfor brukes to peppervarianter med bemerkelsesverdige forskjeller i salttoleranse som materialer i denne studien. Analyse av effekten av forskjellige saltkonsentrasjoner på spiring av pepperfrø, vekst og fysiologiske og biokjemiske indekser etter ekvimolar blanding av syv salter kan avsløre responsmekanismen for pepperfrøspiring til saltholdighetsstress. Det kan også gi et teoretisk grunnlag for dyrking av sterke pepperplanter, samt høyt utbytte og dyrking av høy kvalitet i saltvannsdyrket.
Denne forskningsmetoden består av fire viktige trinn som påvirker nøyaktigheten av de eksperimentelle resultatene. For det første, på grunn av den dårlige oppløsningen av blandede salter forårsaket av det økte oppløsningsinnholdet i løsninger med høy saltkonsentrasjon, og den lave oppløseligheten av reagenser som kalsiumklorid, som er vanskeligere å oppløse i vann, må de veide reagensene være fullstendig malt i en mørtel. Videre må reagensene oppløses via ultralydbølger før kapasiteten best…
The authors have nothing to disclose.
Dette arbeidet ble støttet av Science and Technology Department of Jiangxi Province (20203BBFL63065) og General Project of Science and Technology Research Project of Jiangxi Education Department (GJJ211430). Vi takker Editage (www.editage.cn) for engelskspråklig redigering.
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) |