





中国农业科学 ›› 2026, Vol. 59 ›› Issue (9): 1955-1974.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2026.09.009
刘冬丽(
), 吕魏(
), 张祥, 戴雄泽, 邹学校, 徐昊(
)
收稿日期:2025-11-25
接受日期:2026-03-24
出版日期:2026-05-01
发布日期:2026-05-06
通信作者:
联系方式:
刘冬丽,E-mail:483882667@qq.com。吕魏,E-mail:Lvwei201706@stu.hunau.edu.cn。刘冬丽和吕魏为同等贡献作者。
基金资助:
LIU DongLi(
), LÜ Wei(
), ZHANG Xiang, DAI XiongZe, ZOU XueXiao, XU Hao(
)
Received:2025-11-25
Accepted:2026-03-24
Published:2026-05-01
Online:2026-05-06
摘要:
【目的】探究低磷胁迫对辣椒(Capsicum annuum L.)地上株型、根系构型及磷利用效率的影响,并揭示其生理与分子适应机制,阐明辣椒耐低磷调控机理,为辣椒种质改良和减磷栽培提供理论支撑。【方法】以辣椒栽培品种‘樟树港’(S8)、‘遵辣1号’(Zunla-1)、8214为试材,设置5个磷浓度梯度:缺磷(P0,0 μmol·L-1)、低磷(P20,20 μmol·L-1)、中磷(P60,60 μmol·L-1;P120,120 μmol·L-1)、正常磷(P200,200 μmol·L-1),比较辣椒的地上株型、根系构型、光合色素含量、光合特性、氮磷钾养分分配及酸性磷酸酶活性,并采用qRT-PCR技术分析株型建成及磷响应相关基因的表达。【结果】低磷胁迫显著影响了辣椒的地上株型建成,导致茎秆变细、茎节间缩短、侧芽减少和分枝伸长受阻。同时,辣椒地上部生长受抑,伴随叶片脱落,导致光合色素含量与光合性能均显著下降。在根系构型方面,低磷胁迫诱导了根系构型重塑,虽然主根长度被抑制、侧根生成减少,导致根长、根尖数、根表面积、根体积、根平均直径等指标均显著下降,但植株可能通过优化资源分配,优先将光合产物和营养物质分配至根系,使得根冠比和根冠磷分配比显著增加。品种间比较显示,Zunla-1在低磷胁迫下,其总根长、根尖数、叶绿素含量、净光合速率、叶磷含量的耐低磷系数均显著高于S8和8214,表现出较强的耐低磷能力,其耐受策略表现为通过增加侧根数量和促进根系伸长来优化根系构型,并保持较高的光合色素含量、光合效率及叶磷含量。生理与分子分析显示,辣椒的适应性响应涉及生理与分子的协同调控。一方面,低磷胁迫显著上调了磷信号与转运相关基因(CaSPX1、CaSPX3、CaPHT1;7)、酸性磷酸酶基因(CaPAP15、CaPAP17)的表达,以增强酸性磷酸酶活性和磷利用效率;另一方面,低磷胁迫还显著上调了与根茎株型建成相关的脱落酸降解基因(CaCYP707A1)和独脚金内酯合成基因(CaCCD7、CaCCD8)的表达。【结论】低磷胁迫可能通过上调独脚金内酯合成和脱落酸降解基因CaCCD7、CaCCD8和CaCYP707A1的表达,从而抑制辣椒地上部分枝,优化根系构型,提高根冠比,并将光合产物优先分配至根系;同时激活磷响应途径以提高酸性磷酸酶活性和磷利用效率,进而系统性地提升辣椒对低磷胁迫的适应能力。
刘冬丽, 吕魏, 张祥, 戴雄泽, 邹学校, 徐昊. 低磷胁迫对辣椒株型、根系构型及磷利用效率的影响[J]. 中国农业科学, 2026, 59(9): 1955-1974.
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表2
定量引物"
| 基因 Gene | 正向引物 Forward primer(5′‒3′) | 反向引物 Reverse primer(5′‒3′) |
|---|---|---|
| Ubi | CCACCTCTTCACTCTCTGCTCT | ACTAGGAAAAAACGCCCTTGGT |
| PAP15 | GGACCTGGCTAATGTTGATAGG | CGATAGTGTGCCGTGTAAGTAG |
| PAP17 | AGTACTTCGTGGAAACGGAACATA | CACACTTCTAATGGCATGATGACC |
| SPX1 | AGAGCACCATATCCGCTTTAC | CCAGGTATCTTCGAGTCCACTA |
| SPX3 | AAGAGTGTGAAAGCACCATAGA | CTTCACCTGCAGCTCCTATTT |
| PHT1;7 | TTCCTCAAGCAGATTATGTGTGGA | CTCTGTCCCAATTTCAACTTGCAT |
| CCD7 | TGGATGTTGCTGCTCAAATCT | CCGAGGGAGCAACATATCCT |
| CCD8 | AAGGCGAGTTACCCTTGTGG | AGGTGGCGTAACCGTCAAAA |
| CYP707A1 | GTACCAGGGAATCTGGGAATAC | GCCGGAGTCTAACAAAGTCATA |
表3
不同磷浓度对辣椒节间长的影响"
| 处理 Treatment | 第N节 The Nth node (mm) | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 第1节 The 1st node | 第2节 The 2nd node | 第3节 The 3rd node | 第4节 The 4th node | 第5节 The 5th node | 第6节 The 6th node | 第7节 The 7th node | 第8节 The 8th node | 第9节 The 9th node | |
| S8-P20 | 25.63±3.09a | 14.58±2.61b | 16.52±2.87b | 11.37±3.36b | 7.62±0.34b | 5.61±1.62b | - | - | - |
| S8-P60 | 25.69±0.65a | 18.92±2.42b | 16.61±1.72b | 11.69±2.44b | 15.34±1.54a | 10.78±2.75a | - | - | - |
| S8-P120 | 25.52±3.19a | 27.30±3.54a | 26.95±2.13a | 18.33±3.42a | 16.80±2.60a | 10.54±1.66a | - | - | - |
| S8-P200 | 25.06±3.52a | 28.14±1.25a | 25.82±1.87a | 24.60±1.84a | 16.04±1.62a | 13.18±0.11a | - | - | - |
| Zunla-1-P20 | 23.30±5.16a | 15.51±1.78ab | 8.97±2.70b | 8.18±2.44b | 8.34±0.56b | 7.34±2.02b | 7.18±0.66b | 6.40±1.89b | - |
| Zunla-1-P60 | 24.45±3.59a | 11.14±1.95b | 11.50±5.63ab | 10.06±1.39ab | 14.37±1.35a | 7.37±1.67b | 9.48±1.85ab | 6.69±2.11b | 7.69±2.21a |
| Zunla-1-P120 | 24.90±1.55a | 17.46±4.06a | 15.55±4.56a | 15.97±2.68a | 13.78±0.89a | 12.84±3.42ab | 12.41±2.59ab | 12.86±1.56ab | 7.32±2.51a |
| Zunla-1-P200 | 24.71±0.64a | 16.71±2.11ab | 16.33±1.21a | 15.80±3.75a | 16.83±4.87a | 15.74±3.23a | 14.44±4.22a | 13.78±3.69a | 9.26±4.11a |
| 8214-P20 | 25.18±3.00b | 12.15±1.33b | 11.51±2.93b | 15.90±1.80a | 7.91±2.81b | 5.24±0.42b | - | - | - |
| 8214-P60 | 26.59±1.91ab | 14.99±3.23b | 16.59±3.34b | 15.11±1.93a | 8.07±3.25ab | 8.75±1.49a | - | - | - |
| 8214-P120 | 35.52±3.08a | 16.43±3.52b | 16.11±2.53b | 15.93±3.04a | 13.49±3.21a | 9.77±1.15a | - | - | - |
| 8214-P200 | 32.85±1.85ab | 26.55±3.25a | 21.22±1.21a | 14.63±3.93a | 15.10±3.20a | 10.32±2.14a | - | - | - |
表4
不同磷浓度对辣椒侧枝长的影响"
| 处理 Treatment | 第N分枝The Nth lateral branch (mm) | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 第1分枝 1st lat. branch | 第2分枝 2nd lat. branch | 第3分枝 3rd lat. branch | 第4分枝 4th lat. branch | ||
| S8-P20 | 20.73±1.40c | 9.43±2.66c | 8.51±1.20c | 13.98±1.92b | |
| S8-P60 | 63.87±2.38b | 33.17±3.80b | 27.29±1.68b | 13.32±0.61b | |
| S8-P120 | 113.26±7.05a | 112.04±8.41a | 76.01±3.59a | 63.33±2.60a | |
| S8-P200 | 122.95±8.58a | 107.75±0.71a | 83.85±5.31a | 64.22±4.45a | |
| Zunla-1-P20 | 8.10±2.67b | - | - | - | |
| Zunla-1-P60 | 7.76±1.37b | - | - | - | |
| Zunla-1-P120 | 26.80±9.73ab | 13.92±4.01b | 20.92±8.29b | - | |
| Zunla-1-P200 | 33.39±3.55a | 19.21±1.49a | 38.29±3.06a | 24.11±5.01* | |
| 8214-P20 | 9.77±0.93b | 10.13±1.29c | - | - | |
| 8214-P60 | 12.68±0.93b | 19.36±0.73b | - | - | |
| 8214-P120 | 46.92±10.16a | 86.48±4.51a | - | - | |
| 8214-P200 | 45.68±3.29a | 89.67±2.65a | 11.49±0.85* | - | |
表5
不同辣椒品种的单项指标的耐低磷系数"
| 指标 Index | S8耐低磷系数 S8 low-P tolerance coefficient | Zunla-1耐低磷系数 Zunla-1 low-P tolerance coefficient | 8214耐低磷系数 8214 low-P tolerance coefficient |
|---|---|---|---|
| 株高 Plant height (mm) | 0.56±0.02b | 0.65±0.03a | 0.63±0.01a |
| 茎粗 Stem diameter(mm) | 0.60±0.04a | 0.64±0.05a | 0.55±0.01b |
| 根长 Root length(mm) | 0.54±0.04b | 0.83±0.09a | 0.50±0.13b |
| 根尖数 Apical number | 0.57±0.06b | 0.91±0.08a | 0.48±0.08b |
| 叶绿素含量 Chlorophyll content (mg·g-1) | 0.74±0.04b | 1.19±0.06a | 0.86±0.10b |
| 净光合速率Pn (μmol·m-2·s-1) | 0.46±0.05b | 0.84±0.07a | 0.64±0.08c |
| 叶片磷含量 Leaf P content (mg·g-1DW) | 0.40±0.05b | 0.49±0.06a | 0.35±0.02b |
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