Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
В приведенной ниже статье представлен протокол измерения всхожести семян, роста рассады и физиологических показателей двух сортов перца с различиями толерантности к солености в ответ на шесть смешанных концентраций соли. Этот протокол может быть использован для оценки толерантности к соли сортов перца.
Для определения солеустойчивости и физиологического механизма перца (Capsicum annuum L.) на стадии прорастания в качестве материалов исследования используются сорта Hongtianhu 101 и Xinxiang 8, имеющие большие различия в толерантности к соли. Используют шесть смешанных концентраций соли 0, 3, 5, 10, 15 и 20 г/л, полученных с использованием равных молярных соотношений Na2CO3, NaHCO3, NaCl, CaCl2, MgCl2, MgSO4 и Na2SO4 . Чтобы определить их эффекты, измеряются соответствующие показатели прорастания семян, роста рассады и физиологии, а толерантность к соли всесторонне оценивается с использованием анализа функции принадлежности. Результаты показывают, что по мере увеличения концентрации смешанных солей потенциал всхожести, индекс всхожести, скорость прорастания, индекс всхожести семян, длина корня и свежий вес корней двух сортов значительно уменьшаются, тогда как относительная скорость соли постепенно увеличивается. Длина гипокотила и свежий вес над землей сначала увеличиваются, а затем уменьшаются, в то время как активность малондиальдегида (MDA), пролина (Pro), каталазы (CAT), пероксидазы (POD) и супероксиддисмутазы (SOD) уменьшаются, а затем увеличиваются. Потенциал всхожести, индекс прорастания, скорость прорастания, индекс силы прорастания семян, длина корня, свежий вес корня, содержание MDA и Pro и активность CAT семян Hongtianhu 101 выше, чем у Xinxiang 8 для всех концентраций соли, используемых здесь. Тем не менее, длина гипокотила, свежий вес над землей и относительная норма соли в Hongtianhu 101 ниже, чем в Xinxiang 8. Всесторонняя оценка толерантности к соли показывает, что общие взвешенные значения двух индексов функции членства сначала увеличиваются, а затем уменьшаются по мере увеличения концентрации смешанной соли. По сравнению с 5 г/л, который имеет наибольшее значение функции принадлежности, индекс при концентрациях соли 3 г/л, 10 г/л и 15 г/л снижается на 4,7%-11,1%, 25,3%-28,3% и 41,4%-45,1% соответственно. Это исследование обеспечивает теоретическое руководство по разведению солеустойчивых сортов перца и анализ физиологических механизмов, участвующих в солеустойчивости и солеустойчивом культивировании.
Соленость является основным ограничивающим фактором для урожайности сельскохозяйственных культур во всем мире1. В настоящее время почти 19,5% орошаемых земель в мире и 2,1% засушливых земель страдают от солености, и примерно 1% сельскохозяйственных земель ежегодно вырождается в соленые щелочные земли. Ожидается, что к 2050 году 50% пахотных земель будут затронуты засолением 2,3. В дополнение к природным факторам, таким как естественное выветривание горных пород и соленая дождевая вода вблизи или вокруг побережья, быстрое поверхностное испарение, малое количество осадков и необоснованные методы управления сельским хозяйством усугубили процесс засоления почвы. Засоление почвы подавляет рост корней растений и уменьшает поглощение и транспортировку воды и питательных веществ от корней растений к листьям. Это торможение приводит к физиологической нехватке воды, дисбалансу питательных веществ и токсичности ионов, что приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур и полной потере урожайности. Засоление обрабатываемых земель постепенно становится одним из наиболее критических абиотических стрессовых факторов, влияющих на мировое сельскохозяйственное производство продовольствия4. Солевой стресс уменьшает пахотные земли, доступные для сельского хозяйства, что может привести к значительному дисбалансу между спросом и предложением будущей сельскохозяйственной продукции. Таким образом, изучение влияния засоления почв на рост сельскохозяйственных культур и физиологические и биохимические механизмы способствует выведению солеустойчивых сортов, устойчивому использованию засоленной почвы и безопасности сельскохозяйственной продукции.
Перец (Capsicum annuum L.) высаживается во всем мире благодаря своей высокой питательной и лекарственной ценности. Например, капсаицин является алкалоидом, отвечающим за пряный вкус перца. Капсаицин может быть использован для облегчения боли, потери веса, улучшения сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта и дыхательной системы, а также в ряде других применений5. Перец также богат биологически активными веществами, особенно различными антиоксидантными соединениями (каротиноидами, фенолами и флавоноидами) и витаминомС6. В настоящее время перец, как сообщается, является овощной культурой с самой большой площадью выращивания в Китае, с ежегодной площадью посадки более 1,5 х 106 га, что составляет 8%-10% от общей площади посадки овощей в Китае. Перечная промышленность стала одной из крупнейших овощных отраслей в Китае и имеет самую высокую стоимость выпуска7. Однако выращивание перца часто подвергается различным биологическим (вредители и грибы) и абиотическим стрессам, особенно соляному стрессу, который оказывает прямое негативное влияние на прорастание, рост и развитие семян, что приводит к снижению урожайности плодов перца и качества8.
Прорастание семян является первым этапом взаимодействия растений и окружающей среды. Прорастание семян очень чувствительно к колебаниям в окружающих средах, особенно к соляному стрессу почвы, который может оказывать обратное влияние на физиологию и метаболизм и в конечном итоге нарушать нормальный рост, развитие и морфогенез культур9. В предыдущих исследованиях широко изучалось прорастание семян перца и рост рассады в условиях солевого стресса; однако в большинстве исследований NaCl использовался в качестве единственной соли для индукции стресса 10,11,12. Однако повреждение почвенных солей в основном обусловлено токсичностью ионов Na+, Ca2+, Mg 2+, Cl-,CO32- и SO 4 2-ионной токсичностью, вызванной диссоциацией солей натрия, кальция и магния. Из-за синергизма и антагонизма между ионами воздействие смешанной соли и одной соли на рост и развитие сельскохозяйственных культур может быть совершенно различным. Однако соответствующие характеристики прорастания семян перца и роста в смешанной соли до сих пор неясны. Поэтому в качестве материалов в этом исследовании используются два сорта перца с заметными различиями в толерантности к соли. Анализ влияния различных концентраций соли на прорастание, рост семян перца, физиологические и биохимические показатели после эквимолярного смешивания семи солей может выявить механизм реакции прорастания семян перца на стресс солености. Это также может обеспечить теоретическую основу для выращивания крепких саженцев перца, а также высокой урожайности и качественного выращивания на засоленных обрабатываемых землях.
ПРИМЕЧАНИЕ: Здесь мы представляем протокол оценки характеристик реакции и внутренних механизмов прорастания семян перца и роста рассады при различных смешанных солевых стрессах, который может служить эталонным методом оценки толерантности семян к соли.
1. Экспериментальная подготовка
2. Замачивание семян и подготовка к прорастанию
3. Прорастание семян и рост рассады
4. Измерение и расчет показателей
Характеристики прорастания семян
По мере увеличения концентрации смешанных солей потенциал прорастания и индекс прорастания Hongtianhu 101 и Xinxiang 8 значительно снижаются. Оба сорта имеют резкое снижение концентрации соли с 0-3 г/л и медленное и устойчивое снижение концентрации сол...
Этот метод исследования состоит из четырех ключевых этапов, которые влияют на точность экспериментальных результатов. Во-первых, из-за плохого растворения смешанных солей, вызванного повышенным содержанием растворенных веществ в растворах с высокой концентрацией соли, и низкой раств...
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Эта работа была поддержана Департаментом науки и техники провинции Цзянси (20203BBFL63065) и Общим проектом научно-технического исследовательского проекта Департамента образования Цзянси (GJJ211430). Мы хотели бы поблагодарить Editage (www.editage.cn) за редактирование на английском языке.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
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) |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены