甜菜碱对干旱胁迫下茄子幼苗生长及生理指标的影响

甜菜碱对干旱胁迫下茄子幼苗生长及生理指标的影响
作者：柴文臣阎世江
来源：《中国瓜菜》2021年第08期
摘要：为研究甜菜碱对干旱胁迫下茄子幼苗生长的影响，对茄子幼苗喷施不同质量浓度甜菜碱，给予干旱胁迫，测定幼苗的生长指标及生理指标。

结果表明，干旱胁迫抑制了茄子幼苗正常生长，茄子叶片叶绿素含量、POD活性、SOD活性、CAT活性、脯氨酸含量均表现出干旱胁迫1～5 d上升，在5 d达到最大值，而后下降，MDA含量随干旱处理时间的延长逐渐上升。

喷施甜菜碱可以缓解干旱胁迫对茄子幼苗的影响，维持幼苗正常生长，茄子株高、茎粗、鲜质量、干质量均比对照提高;喷施甜菜碱后植株MDA含量保持在较低水平，其他生理指标均保持在较高水平。

其中以40 mg·L-1甜菜碱的处理效果最好，茄子株高、茎粗、鲜质量、干质量分别达15.51 cm、3.51 mm、25.24 g、2.14 g。

因此，在茄子生产中遇到干旱时可以采用喷施40 mg·L-1甜菜碱处理以抵御干旱。

关键词：茄子;甜菜碱;苗期;干旱;生长;生理指标
中图分类号：S641.1 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2021）08-078-06
Effect of betaine on the growth and physiological indexes of eggplant seedlings under drought stress
CHAI Wenchen， YAN Shijiang
（College of Horticulture， Shanxi Agricultural University（Vegetable Research Institute，Shanxi Academy of Agricultural Science）， Taiyuan 030031， Shanxi， China）
Abstract： To study the effect of betaine on eggplant seedlings under drought stress， eggplant seedlings were sprayed with different concentrations of betaine and then were treated by drought stress. The indexes of growth and physiological indicators were determined. The results showed that drought stress inhibited the growth of eggplant seedlings. Chlorophyll content， POD activity， SOD activity， CAT activity， and proline content were increased from 1 d to 5 d， and then decreased after 5 d， MDA content were gradually increased with the extension of treatment time. Spraying betaine could alleviate the effect of drought stress on eggplant seedlings and keep the normal growth of seedlings. The plant height， stem thickness， fresh weight， and dry weight were accumulated; chlorophyll content， POD activity， SOD activity， CAT activity， and proline content were kept at a high level， and MDA content was kept at a low level ， Among them， 40 mg·L-1 exhibited the best treatment effect， the plant height， stem diameter， fresh weight， and dry weight were 15.51 cm， 3.51 mm， 25.24 g and 2.14 g. Therefore， it is recommended that the method of spraying betaine with 40 mg·L-1 could be used to resist drought in eggplant production.
Key words： Eggplant; Betaine; Seedlings; Drought; Growth; Physiological indexes
茄子（Solanum melongena L.）在全國各地栽培面积很大，深受大家的喜爱，果实可以食用兼药用。

茄子在生长过程中前期所需水分较少，生长中后期即开花坐果期需要水分较多，如遇干旱则严重影响其生长，表现出植株矮小，生长势弱，萎蔫，果实产量、品质下降等现象[1]。

近年来，干旱作为一种极端天气时常出现，严重威胁茄子生产。

如何让茄子抵御干旱威胁成为学者研究的热点。

甜菜碱是一种生物碱，为代谢的次生产物，具有渗透调节作用，可以增强植物抗逆性，如抗盐碱、抗旱[2]。

郭启芳等[3]研究小麦幼苗抗盐性时发现，喷施甜菜碱后小麦幼苗抗盐性增强。

张立新等[4]对冬小麦幼苗进行干旱胁迫处理，幼苗生长受抑制，但喷施甜菜碱后有一定程度的缓解。

范春丽等[5]在干旱胁迫下对石榴树喷施外源甜菜碱，发现光合参数及SOD、POD酶活性较未喷施的处理升高，表明外源甜菜碱能抵御干旱胁迫。

马明臻等[6]对苹果的研究也得出类似结论。

前人研究多集中在作物、果树等方面，在茄子上的应用少见研究报道。

为此，笔者对茄子幼苗喷施不同质量浓度甜菜碱，进行干旱胁迫，测定其生长生理相关指标，研究其变化规律，以期为茄子的逆境生理研究奠定理论基础。

1 材料与方法
1.1 材料
茄子品种为黑霸王，由山东省济南三优高科种业有限公司培育，属早熟品种，果实近圆形，表皮黑亮。

所需农资、甜菜碱（Secoma公司生产）、茄子种子均在当地农资市场购买。

1.2 方法
试验设在山西农业大学东阳基地。

2020年3月采用50孔穴盘育苗，每穴播种1粒种子，共播种5个穴盘。

45 d后待幼苗生长至4叶1心时分苗至10 cm×10 cm营养钵中。

按试验设计5个处理，甜菜碱溶液质量浓度分别为20、40、60、80 mg·L-1，对照（CK）喷施清水，每个处理40钵，3次重复，在8：00、12：00、17：00 各喷施1次，以叶面出现水珠为宜。

处理后不再浇水，自然干旱，7 d后各处理随机选取5株幼苗测量株高等生长指标。

自然干旱1 d开始，每隔2 d各处理随机选取5株分别测定茄子叶片叶绿素含量、POD活性、SOD活性、CAT活性、MDA含量、脯氨酸含量[7]。

1.3 数据分析
数据采用DPS 2000软件进行方差分析，采用Excel 2010统计并制图。

2 结果与分析
2.1 不同质量浓度甜菜碱处理对茄子幼苗生长的影响
由表1可以看出，干旱胁迫下，各处理茄子株高、茎粗、鲜质量、干质量均呈现出随甜菜碱处理质量浓度升高而先升高后降低趋势。

喷施甜菜碱处理后茄子株高、茎粗、鲜质量均显著高于对照;20、80 mg·L-1甜菜碱处理后茄子干质量高于对照，且与对照差异不显著，40、60 mg·L-1甜菜碱处理后茄子干质量均显著高于对照。

其中，40 mg·L-1甜菜碱处理后茄子株高、茎粗、鲜质量、干质量均为最高，分别比对照显著提高17.41%、24.91%、23.48%、8.08%。

由此可见，干旱胁迫下甜菜碱可以有效缓解干旱胁迫对茄子幼苗生长的影响，但不同的质量浓度效果不同，在40 mg·L-1时处理效果最好，超过该质量浓度则对茄子幼苗产生药害。

2.2 不同质量浓度甜菜碱处理对茄子幼苗生理指标的影响
2.2.1 茄子叶片叶绿素含量由图1可以看出，在干旱胁迫1 d后，5个处理茄子叶片叶绿素含量（ρ，后同）为0.79～0.82 mg·L-1，差异未达显著水平。

在胁迫3 d后，不喷施甜菜碱的处理叶片叶绿素含量呈现下降，喷施甜菜碱处理叶片叶绿素含量均呈现上升趋势，其中40 mg·L-1处理叶绿素含量最高，达1.18 mg·L-1，显著高于其他的处理。

在5 d胁迫后，对照叶绿素含量继续下降，喷施甜菜碱处理叶绿素含量继续上升，以40 mg·L-1的处理叶绿素含量最高。

在7 d胁迫后，所有处理叶绿素含量较5 d胁迫均下降，仍以40 mg·L-1的处理叶绿素含量最高，达1.05 mg·L-1。

2.2.2 茄子叶片POD活性由图2可以看出，在干旱胁迫1 d后，40、60、80 mg·L-1的处理叶片POD活性为0.84～0.91 U，均显著高于20 mg·L-1处理和对照。

随着胁迫时间的延长，3 d后5个处理的叶片POD活性大幅度升高，40、60、80 mg·L-1处理间叶片POD活性差异不显
著，但均显著高于20 mg·L-1处理和对照。

在干旱胁迫5 d后，5个处理叶片POD活性均达到最高水平，其中以40 mg·L-1甜菜碱处理叶片POD活性最高，达2.17 U，且显著高于其他4个处理。

在干旱胁迫7 d后，5个处理叶片POD活性均较5 d胁迫出现下降，分别下降至1.60、1.74、1.78、1.79、1.80 U，不喷施甜菜碱叶片POD活性显著低于喷施甜菜碱处理，喷施甜菜碱几个处理之间叶片POD活性差异未达显著水平。

2.2.3 茄子叶片SOD活性由图3可以看出，在干旱胁迫后1 d，噴施40、60、80 mg·L-1
甜菜碱处理茄子叶片SOD活性显著高于20 mg·L-1甜菜碱处理和对照。

在3 d胁迫后，从总体上看5个处理的SOD活性均较干旱胁迫1 d有所上升，40、60、80 mg·L-1处理茄子叶片SOD 活性之间差异未达显著水平。

在胁迫5 d后，茄子叶片SOD活性所表现出的趋势与3 d类似，40、60、80 mg·L-1处理SOD活性仍然显著高于20 mg·L-1处理和对照。

在胁迫后7 d，所有处理茄子叶片SOD活性均下降，但喷施甜菜碱处理均显著高于对照。

2.2.4 茄子叶片CAT活性由图4可以看出，在干旱胁迫开始1 d后，喷施甜菜碱处理茄子叶片CAT活性均较未喷施处理升高。

在3 d胁迫后，茄子叶片CAT活性均上升，20 mg·L-1甜菜碱处理茄子叶片CAT活性达196.07 U，显著高于对照;40、60、80 mg·L-1甜菜碱处理茄子叶片CAT活性处于较高水平，分别达23
3.83、228.64、223.70 U，均显著高于20 mg·L-1处理和对照。

在5 d胁迫后，5个处理茄子叶片CAT活性均较前期升高，喷施甜菜碱处理茄子叶片CAT活性均显著高于对照，其中40 mg·L-1甜菜碱处理CAT活性最高，达258.64 U，显著高于其他处理。

在7 d胁迫后，全部处理茄子叶片CAT活性均比5 d胁迫下降，其中对照最低，其他4个处理均显著高于对照。

2.2.5 茄子叶片MDA含量由图5可以看出，干旱胁迫后，茄子叶片MDA含量变化与前述的SOD、POD、CAT活性变化规律不同。

从总体上看，随着干旱胁迫时间延长，5个处理茄子叶片MDA含量均呈逐渐上升趋势。

在测定的4个时期内，均以对照茄子叶片MDA含量为最高，而喷施甜菜碱处理后1 d、3 d、5 d茄子叶片MDA含量均显著低于对照，而喷施甜菜碱40、60、80 mg·L-1处理后7 d茄子叶片MDA含量均显著低于对照，喷施甜菜碱20 mg·L-1处理后7 d茄子叶片MDA含量低于对照，但差异不显著。

在胁迫3 d开始，40、60、80 mg·L-1甜菜碱处理MDA含量均较低，均以40 mg·L-1处理为最低。

1 材料与方法
1.1 材料
茄子品种为黑霸王，由山东省济南三优高科种业有限公司培育，属早熟品种，果实近圆形，表皮黑亮。

所需农资、甜菜碱（Secoma公司生产）、茄子种子均在当地农资市场购买。

1.2 方法
试验设在山西农业大学东阳基地。

2020年3月采用50孔穴盘育苗，每穴播种1粒种子，共播种5个穴盘。

45 d后待幼苗生长至4叶1心时分苗至10 cm×10 cm营养钵中。

按试验设计5个处理，甜菜碱溶液质量浓度分别为20、40、60、80 mg·L-1，对照（CK）喷施清水，每个处理40钵，3次重复，在8：00、12：00、17：00 各喷施1次，以叶面出现水珠为宜。

处理后不再浇水，自然干旱，7 d后各处理随机选取5株幼苗测量株高等生长指标。

自然干旱1 d开始，每隔2 d各处理随机选取5株分别测定茄子叶片叶绿素含量、POD活性、SOD活性、CAT活性、MDA含量、脯氨酸含量[7]。

1.3 数据分析
数据采用DPS 2000软件进行方差分析，采用Excel 2010统计并制图。

2 结果与分析
2.1 不同质量浓度甜菜碱处理对茄子幼苗生长的影响
由表1可以看出，干旱胁迫下，各处理茄子株高、茎粗、鲜质量、干质量均呈现出随甜菜碱处理质量浓度升高而先升高后降低趋势。

喷施甜菜碱处理后茄子株高、茎粗、鲜质量均显著高于对照;20、80 mg·L-1甜菜碱处理后茄子干质量高于对照，且与对照差异不显著，40、60 mg·L-1甜菜碱处理后茄子干质量均显著高于对照。

其中，40 mg·L-1甜菜碱处理后茄子株高、茎粗、鲜质量、干质量均为最高，分别比对照显著提高17.41%、24.91%、23.48%、8.08%。

由此可见，干旱胁迫下甜菜碱可以有效缓解干旱胁迫对茄子幼苗生长的影响，但不同的质量浓度效果不同，在40 mg·L-1时处理效果最好，超过该质量浓度则对茄子幼苗产生药害。

2.2 不同质量浓度甜菜碱处理对茄子幼苗生理指标的影响
2.2.1 茄子叶片叶绿素含量由图1可以看出，在干旱胁迫1 d后，5个处理茄子叶片叶绿素含量（ρ，后同）为0.79～0.82 mg·L-1，差异未达显著水平。

在胁迫3 d后，不喷施甜菜碱的处理叶片叶绿素含量呈现下降，喷施甜菜碱处理叶片叶绿素含量均呈现上升趋势，其中40 mg·L-1处理叶绿素含量最高，达1.18 mg·L-1，显著高于其他的处理。

在5 d胁迫后，对照叶绿素含量继续下降，喷施甜菜碱处理叶绿素含量继续上升，以40 mg·L-1的处理叶绿素含量最高。

在7 d胁迫后，所有处理叶绿素含量较5 d胁迫均下降，仍以40 mg·L-1的处理叶绿素含量最高，达1.05 mg·L-1。

2.2.2 茄子叶片POD活性由图2可以看出，在干旱胁迫1 d后，40、60、80 mg·L-1的处理叶片POD活性为0.84～0.91 U，均显著高于20 mg·L-1处理和对照。

随着胁迫时间的延长，3 d后5个处理的叶片POD活性大幅度升高，40、60、80 mg·L-1处理间叶片POD活性差异不显
著，但均显著高于20 mg·L-1处理和对照。

在干旱胁迫5 d后，5个处理叶片POD活性均达到最高水平，其中以40 mg·L-1甜菜碱处理叶片POD活性最高，达2.17 U，且显著高于其他4个处理。

在干旱胁迫7 d后，5个处理叶片POD活性均较5 d胁迫出现下降，分别下降至1.60、1.74、1.78、1.79、1.80 U，不喷施甜菜碱叶片POD活性显著低于喷施甜菜碱处理，喷施甜菜碱几个处理之间叶片POD活性差异未达显著水平。

2.2.3 茄子叶片SOD活性由图3可以看出，在干旱胁迫后1 d，喷施40、60、80 mg·L-1
甜菜碱处理茄子叶片SOD活性显著高于20 mg·L-1甜菜碱处理和对照。

在3 d胁迫后，从总体上看5个处理的SOD活性均较干旱胁迫1 d有所上升，40、60、80 mg·L-1处理茄子叶片SOD 活性之间差异未达显著水平。

在胁迫5 d后，茄子叶片SOD活性所表现出的趋势与3 d类似，40、60、80 mg·L-1处理SOD活性仍然显著高于20 mg·L-1处理和对照。

在胁迫后7 d，所有处理茄子叶片SOD活性均下降，但喷施甜菜碱处理均显著高于对照。

2.2.4 茄子叶片CAT活性由图4可以看出，在干旱胁迫开始1 d后，喷施甜菜碱处理茄子叶片CAT活性均较未喷施处理升高。

在3 d胁迫后，茄子叶片CAT活性均上升，20 mg·L-1甜菜碱处理茄子叶片CAT活性达196.07 U，显著高于对照;40、60、80 mg·L-1甜菜碱处理茄子叶片CAT活性处于较高水平，分别达23
3.83、228.64、223.70 U，均显著高于20 mg·L-1处理和对照。

在5 d胁迫后，5个处理茄子叶片CAT活性均较前期升高，喷施甜菜碱处理茄子叶片CAT活性均显著高于对照，其中40 mg·L-1甜菜碱处理CAT活性最高，达258.64 U，显著高于其他处理。

在7 d胁迫后，全部处理茄子叶片CAT活性均比5 d胁迫下降，其中对照最低，其他4个处理均显著高于对照。

2.2.5 茄子叶片MDA含量由图5可以看出，干旱胁迫后，茄子葉片MDA含量变化与前述的SOD、POD、CAT活性变化规律不同。

从总体上看，随着干旱胁迫时间延长，5个处理茄子叶片MDA含量均呈逐渐上升趋势。

在测定的4个时期内，均以对照茄子叶片MDA含量为最高，而喷施甜菜碱处理后1 d、3 d、5 d茄子叶片MDA含量均显著低于对照，而喷施甜菜碱40、60、80 mg·L-1处理后7 d茄子叶片MDA含量均显著低于对照，喷施甜菜碱20 mg·L-1处理后7 d茄子叶片MDA含量低于对照，但差异不显著。

在胁迫3 d开始，40、60、80 mg·L-1甜菜碱处理MDA含量均较低，均以40 mg·L-1处理为最低。

1 材料与方法
1.1 材料
茄子品种为黑霸王，由山东省济南三优高科种业有限公司培育，属早熟品种，果实近圆形，表皮黑亮。

所需农资、甜菜碱（Secoma公司生产）、茄子种子均在当地农资市场购买。

1.2 方法
试验设在山西农业大学东阳基地。

2020年3月采用50孔穴盘育苗，每穴播种1粒种子，共播种5个穴盘。

45 d后待幼苗生长至4叶1心时分苗至10 cm×10 cm营养钵中。

按试验设计5个处理，甜菜碱溶液质量浓度分别为20、40、60、80 mg·L-1，对照（CK）喷施清水，每个处理40钵，3次重复，在8：00、12：00、17：00 各喷施1次，以叶面出现水珠为宜。

处理后不再浇水，自然干旱，7 d后各处理随机选取5株幼苗测量株高等生长指标。

自然干旱1 d開始，每隔2 d各处理随机选取5株分别测定茄子叶片叶绿素含量、POD活性、SOD活性、CAT活性、MDA含量、脯氨酸含量[7]。

1.3 数据分析
数据采用DPS 2000软件进行方差分析，采用Excel 2010统计并制图。

2 结果与分析
2.1 不同质量浓度甜菜碱处理对茄子幼苗生长的影响
由表1可以看出，干旱胁迫下，各处理茄子株高、茎粗、鲜质量、干质量均呈现出随甜菜碱处理质量浓度升高而先升高后降低趋势。

喷施甜菜碱处理后茄子株高、茎粗、鲜质量均显著高于对照;20、80 mg·L-1甜菜碱处理后茄子干质量高于对照，且与对照差异不显著，40、60 mg·L-1甜菜碱处理后茄子干质量均显著高于对照。

其中，40 mg·L-1甜菜碱处理后茄子株高、茎粗、鲜质量、干质量均为最高，分别比对照显著提高17.41%、24.91%、23.48%、8.08%。

由此可见，干旱胁迫下甜菜碱可以有效缓解干旱胁迫对茄子幼苗生长的影响，但不同的质量浓度效果不同，在40 mg·L-1时处理效果最好，超过该质量浓度则对茄子幼苗产生药害。

2.2 不同质量浓度甜菜碱处理对茄子幼苗生理指标的影响
2.2.1 茄子叶片叶绿素含量由图1可以看出，在干旱胁迫1 d后，5个处理茄子叶片叶绿素含量（ρ，后同）为0.79～0.82 mg·L-1，差异未达显著水平。

在胁迫3 d后，不喷施甜菜碱的处理叶片叶绿素含量呈现下降，喷施甜菜碱处理叶片叶绿素含量均呈现上升趋势，其中40 mg·L-1处理叶绿素含量最高，达1.18 mg·L-1，显著高于其他的处理。

在5 d胁迫后，对照叶绿素含量继续下降，喷施甜菜碱处理叶绿素含量继续上升，以40 mg·L-1的处理叶绿素含量最高。

在7 d胁迫后，所有处理叶绿素含量较5 d胁迫均下降，仍以40 mg·L-1的处理叶绿素含量最高，达1.05 mg·L-1。

2.2.2 茄子叶片POD活性由图2可以看出，在干旱胁迫1 d后，40、60、80 mg·L-1的处理叶片POD活性为0.84～0.91 U，均显著高于20 mg·L-1处理和对照。

随着胁迫时间的延长，3 d后5个处理的叶片POD活性大幅度升高，40、60、80 mg·L-1处理间叶片POD活性差异不显
著，但均显著高于20 mg·L-1处理和对照。

在干旱胁迫5 d后，5个处理叶片POD活性均达到最高水平，其中以40 mg·L-1甜菜碱处理叶片POD活性最高，达2.17 U，且显著高于其他4个处理。

在干旱胁迫7 d后，5个处理叶片POD活性均较5 d胁迫出现下降，分别下降至1.60、1.74、1.78、1.79、1.80 U，不喷施甜菜碱叶片POD活性显著低于喷施甜菜碱处理，喷施甜菜碱几个处理之间叶片POD活性差异未达显著水平。

2.2.3 茄子叶片SOD活性由图3可以看出，在干旱胁迫后1 d，喷施40、60、80 mg·L-1
甜菜碱处理茄子叶片SOD活性显著高于20 mg·L-1甜菜碱处理和对照。

在3 d胁迫后，从总体上看5个处理的SOD活性均较干旱胁迫1 d有所上升，40、60、80 mg·L-1处理茄子叶片SOD 活性之间差异未达显著水平。

在胁迫5 d后，茄子叶片SOD活性所表现出的趋势与3 d类似，40、60、80 mg·L-1处理SOD活性仍然显著高于20 mg·L-1处理和对照。

在胁迫后7 d，所有处理茄子叶片SOD活性均下降，但喷施甜菜碱处理均显著高于对照。

2.2.4 茄子叶片CAT活性由图4可以看出，在干旱胁迫开始1 d后，喷施甜菜碱处理茄子叶片CAT活性均较未喷施处理升高。

在3 d胁迫后，茄子叶片CAT活性均上升，20 mg·L-1甜菜碱处理茄子叶片CAT活性达196.07 U，显著高于对照;40、60、80 mg·L-1甜菜碱处理茄子叶片CAT活性处于较高水平，分别达23
3.83、228.64、223.70 U，均显著高于20 mg·L-1处理和对照。

在5 d胁迫后，5个处理茄子叶片CAT活性均较前期升高，喷施甜菜碱处理茄子叶片CAT活性均显著高于对照，其中40 mg·L-1甜菜碱处理CAT活性最高，达258.64 U，显著高于其他处理。

在7 d胁迫后，全部处理茄子叶片CAT活性均比5 d胁迫下降，其中对照最低，其他4个处理均显著高于对照。

2.2.5 茄子叶片MDA含量由图5可以看出，干旱胁迫后，茄子叶片MDA含量变化与前述的SOD、POD、CAT活性变化规律不同。

从总体上看，随着干旱胁迫时间延长，5个处理茄子叶片MDA含量均呈逐渐上升趋势。

在测定的4个时期内，均以对照茄子叶片MDA含量为最高，而喷施甜菜碱处理后1 d、3 d、5 d茄子叶片MDA含量均显著低于对照，而喷施甜菜碱40、60、80 mg·L-1处理后7 d茄子叶片MDA含量均显著低于对照，喷施甜菜碱20 mg·L-1处理后7 d茄子叶片MDA含量低于对照，但差异不显著。

在胁迫3 d开始，40、60、80 mg·L-1甜菜碱处理MDA含量均较低，均以40 mg·L-1处理为最低。