Page 135 - 《广西植物》2023年第12期

１２ 期 秦中维等: 氧化铈纳米颗粒种子引发对盐胁迫下辣椒种子萌发及幼苗生长的影响 ２ ３ ０ １

Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｃｅｒｉｕｍ ｏｘｉｄｅ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ (ＣｅＯ ＮＰ ) ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｓｈｏｗｎ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓａｌｔ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ｏｆ ｐｌａｎｔ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ
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ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｔｏ ｅｌｉｍｉｎａｔｅ ｆｒｅｅ ｒａｄｉｃａｌｓ ａｎｄ ｔｈｅ ａｎｔｉｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ. Ｈｏｗｅｖｅｒꎬ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ｓｅｅｄ ｐｒｉｍｉｎｇ
ｗｉｔｈ ＣｅＯ ＮＰ ｏｎ ｐｅｐｐｅｒ ｐｌａｎｔ ａｒｅ ｕｎｃｌｅａｒ. Ｔｏ ｒｅｖｅａｌ ｉｍｐａｃｔｓ ｏｆ ＣｅＯ ＮＰ ｓｅｅｄ ｐｒｉｍｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｅｅｄｌｉｎｇ
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ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ｐｅｅｐｅｒ ｐｌａｎｔｓ ｕｎｄｅｒ ｓａｌｔ ｓｔｒｅｓｓꎬ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｍａｏｓｈｕ ３６０ ｖａｒｉｅｔｙ ｏｆ ｐｅｐｐｅｒ(Ｃａｐｓｉｃｕｍ ａｎｎｕｕｍ)ａｓ ｍａｔｅｒｉａｌꎬ ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ
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ｓｅｖｅｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ (０ꎬ ０.０５ꎬ ０.１ꎬ ０.２ꎬ ０.３ꎬ ０.４ꎬ ０.５ ｍｍｏｌＬ ) ａｎｄ ａ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｕｎ￣ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｅｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ
ｏｕｔ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ＣｅＯ ＮＰ ｓｅｅｄ ｐｒｉｍｉｎｇ ｏｎ ｓｅｅｄ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｒａｔｅꎬ ｓｅｅｄｌｉｎｇ ｂｉｏｍａｓｓꎬ ａｎｄ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ
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ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｎｄｅｘｅｓ ｕｎｄｅｒ ｓａｌｔ ｓｔｒｅｓｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｅｄ ｐｒｉｍｉｎｇ ｗｉｔｈ ０.５ ｍｍｏｌＬ ＣｅＯ ＮＰ ꎬ
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ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｒｏｔｅｉｎꎬ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｐｒｏｌｉｎｅꎬ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｃａｔａｌａｓｅ (ＣＡＴ)ꎬ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ａｓｃｏｒｂｉｃ ａｃｉｄ (ＡｓＡ) ａｎｄ ｒａｔｉｏ ｏｆ ＡｓＡ/ ＤＨＡ
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ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｎｄ ｌｅｖｅｌｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅ ａｎｉｏｎ (Ｏ ) ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ. Ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ｎｏ ｌｏｓｓ ｏｆ ｖｉａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ
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ｔｈｅ ｓｅｅｄｓ ｐｒｉｍｅｄ ｗｉｔｈ ｃｅｒｉｕｍ ｏｘｉｄｅ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ. Ｉｎｄｅｅｄ ｔｈｅｉｒ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ａｎｄ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｗｅｒｅ ｅｎｈａｎｃｅｄ
ｕｎｄｅｒ ｓａｌｔ ｓｔｒｅｓｓꎬ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘꎬ ａｎｄ ｖｉｇｏｒ ｉｎｄｅｘ ｗｅｒｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｕｎｄｅｒ ｓａｌｔ ｓｔｒｅｓｓ. (２) Ｕｎｄｅｒ ｓａｌｔ ｓｔｒｅｓｓꎬ
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ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｆｒｏｍ ｓｅｅｄｓ ｐｒｉｍｅｄ ｗｉｔｈ ０.４ ｍｍｏｌＬ ＣｅＯ ＮＰ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｆｒｅｓｈ ｗｅｉｇｈｔꎬ ｄｒｙ ｗｅｉｇｈｔꎬ ａｎｄ ｒｏｏｔ ｌｅｎｇｔｈꎻ
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ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙꎬ ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｃｏｎｔｅｎｔꎬ ＡｓＡ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ＡｓＡ/ ＤＨＡ ｒａｔｉｏ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｉｍｐｒｏｖｅｄ. Ｉｎ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎꎬ ｓｅｅｄ ｐｒｉｍｉｎｇ
ｗｉｔｈ ＣｅＯ ＮＰ ｃａｎ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｅｎｈａｎｃｅ ｓｅｅｄ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｓａｌｔ ｓｔｒｅｓｓ ｂｙ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ｓｅｅｄ ｗａｔｅｒ ｐｏｔｅｎｔｉａｌꎬ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｎｇ
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ｓｔｏｒａｇｅ ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ ｃａｐａｃｉｔｙ ｂｕｔ ａｌｓｏ ｐｒｏｍｏｔｅ ｓｅｅｄｌｉｎｇ ｇｒｏｗｔｈ ｔｈｒｏｕｇｈ ｂｏｏｓｔｉｎｇ ｐｒｏｔｅｉｎ
ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ ａｓｃｏｒｂｉｃ ａｃｉｄ￣ｇｌｕｔａｔｈｉｏｎｅ ｃｙｃｌｅ (ＡｓＡ￣ＧＳＨ).
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｃｅｒｉｕｍ ｏｘｉｄｅ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ (ＣｅＯ ＮＰ )ꎬ ｐｅｐｐｅｒꎬ ｓｅｅｄ ｐｒｉｍｉｎｇꎬ ｓａｌｔ ｓｔｒｅｓｓꎬ ｓｅｅｄｌｉｎｇ ｇｒｏｗｔｈ
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土壤盐渍化是阻碍农作物生产力提高的主要 子等来抵 御 生 长 期 发 生 的 盐 胁 迫 ( Ｓｈａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ
非生物胁迫因素之一ꎬ可影响种子的顺利萌发和 ２０１９ꎻ Ｇｏｙａｌ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１)ꎮ 多种纳米材料如氧化
幼苗的健康生长( Ｙａｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２)ꎮ 盐胁迫易使 锌纳米颗粒(ｚｉｎｉｃ ｏｘｉｄｅ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓꎬ ＺｎＯＮＰ )、硒
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细胞中有毒离子( Ｎａ 和 Ｃｌ ) 过量积累ꎬ抑制水分 纳米颗粒( ｓｅｌｅｎｉｕｍ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓꎬ ＳｅＮＰｓ)、氧化铈
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吸收(Ｙａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０)ꎬ同时会导致大量活性氧 纳米颗粒(ｃｅｒｉｕｍ ｏｘｉｄｅ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓꎬ ＣｅＯ ＮＰ ) 等
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( ｒｅａｃｔｉｖｅ ｏｘｙｇｅｎ ｓｐｅｃｉｅｓꎬ ＲＯＳ)的产生ꎬ如过氧化氢 被用于种子引发( Ｒａｗａｓｈｄｅｈ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０ꎻＰｒａｋａｓｈ
( ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｅｒｏｘｉｄｅꎬ Ｈ Ｏ ) 和 超 氧 阴 离 子 ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１ꎻ Ｓａｒｄａｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２)ꎮ 其中ꎬＣｅＯ ＮＰ
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(ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅ ａｎｉｏｎꎬ Ｏ )(Ｙｉｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０２１)ꎬ使细胞 是一种新兴纳米材料ꎬ因具有超强自由基清除能
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膜遭受氧化毒害ꎬ导致氧化应激反应ꎬ不仅影响辣 力被广泛运用于医疗、化妆品行业ꎬ近年来也被运
椒( Ｃａｐｓｉｃｕｍ ａｎｎｕｕｍ)、驼蹄瓣 属 ( Ｚｙｇｏｐｈｙｌｌｕｍ)、 用于纳米农业中(Ｎｅｗｋｉｒｋ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８)ꎮ ＣｅＯ ＮＰ Ｓ
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蔓 菁 ( Ｂｒａｓｓｉｃａ ｒａｐａ ) 等 植 物 种 子 的 萌 发 通过 Ｃｅ 和 Ｃｅ 悬空键模拟抗氧化酶活性减少
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(Ｇａｍｍｏｕｄｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０２２ꎻ Ｈｕｓｓａｉｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２ꎻ Ｚｈｏｕ ＲＯＳ 的过度积累ꎬ从而缓解植物的氧化应激反应ꎬ
ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２ )ꎬ 还 影 响 辣 椒、 牛 角 瓜 ( Ｃａｌｏｔｒｏｐｉｓ 提高植物对逆境的耐受性ꎮ Ｋｈａｎ 等(２０２１) 研究
ｇｉｇａｎｔｅａ)、小麦( Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｖｕｍ) 等幼苗的正常 发现ꎬＣｅＯ ＮＰ 通过种子引发处理后可提高芸薹
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生长( Ｋｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８ꎻ 肖 中 林ꎬ２０２２ꎻ Ｎｏｕｍａｎ ＆ (Ｂｒａｓｓｉｃａ ｒａｐａ)种子的 α￣淀粉酶活性和清除过量
Ａｚｉｚꎬ ２０２２)ꎬ甚至降低稻( Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ) 等作物的 ＲＯＳꎬ并提高其在盐胁迫下的发芽率ꎬ同时可在苗
产量(沙汉景等ꎬ２０１７)ꎮ 因此ꎬ探究如何提高种子 期通过提高盐胁迫下芸薹幼苗的 ＳＯＤ、ＰＯＤ 活性
在盐胁迫下的发芽率和增强植株的盐胁迫耐受能 和可溶性糖含量ꎬ进而增强芸薹的耐盐性ꎬ最终促
力ꎬ对解决我国土壤盐渍化问题、保障作物的安全 进芸薹生物量的提高ꎮ 目前ꎬ有关 ＣｅＯ ＮＰ 通过
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及社会稳 定 发 展 具 有 重 大 意 义 ( Ｒａｆｆａｅｌｌａ ｅｔ ａｌ.ꎬ 种子引发处理对辣椒盐胁迫下生长发育影响方面
２０２２)ꎮ 的研究还罕有报道ꎮ 辣椒ꎬ为茄科辣椒属植物ꎬ由
种子引发是一种新兴的应对盐渍化胁迫的种 于其具有促进食欲、改善消化、抗菌杀虫等作用ꎬ
子处理技术ꎬ即在种子发芽前用天然和 / 或合成引 深得广大群众的喜爱(邹学校等ꎬ２０２２)ꎮ 目前ꎬ我
发剂处理ꎬ诱导种子进入特定的生理状态ꎬ可通过 国已成为鲜辣椒产量最高的国家ꎬ种植面积为 ７８
记忆效应使植物通过改变关键信号分子、转录因 万公顷ꎬ产量为１ ９００万吨( 王立浩等ꎬ２０１９)ꎻ其果