花卉抗寒性研究

• 花匠小妙招
• 2024-09-26 15:32

花卉抗寒性研究（精选五篇）

花卉抗寒性研究 篇1

1 细胞生理

1.1 细胞特征

细胞的大小与植物的抗寒性存在某些联系,抗寒性强的植物体具有较小的细胞特征,细胞愈小,气孔密度愈小,抗寒性愈强,反之细胞较大,气孔密度也较高,抗寒性弱。冯楠楠[2]等人比较6种绣线菊抗寒能力,发现金山气孔密度最高,极显著地高于其他5种,金焰、石棒、柳叶、毛果、华北的气孔密度差别不显著,金山绣线菊的抗寒性最差,其余5种抗寒性相对较强,但相差不大。

1.2 电解质泄露

低温胁迫下生物膜发生由液晶相向凝胶相的变化,膜流动性降低,通透性增加,造成细胞内溶质外渗。细胞受到的损伤愈重,电解质渗透率愈高,电导值也愈大,其抗寒性越差。车代第等[3]通过测定丰花月季的电导率确定各品种的抗寒性。陈香波等[4]直接根据测得的相对电导值来判别三角花4个品种的抗寒性,顺序依次为亮叶三角梅>艳紫三角梅>红色三角梅>斑叶三角梅。骆建霞等[5]通过电导法对8种地被植物抗寒性进行测定,找出适合天津地区种植的地被植物,为引种工作提供了依据。高文芳[6]对5种彩叶地被植物的离体叶片进行人工冷冻处理,测定其相对电导率,其抗寒性强弱为:红叶石楠>金边大叶黄杨>金叶女贞>红花橙木>金边长春藤。

1.3 细胞膜成分

细胞膜的相变温度越低,抗寒性越强,降低植物的膜相变温度可以增强植物的抗寒性。而膜的相变温度高低与膜脂所含脂肪酸的饱和程度最为密切。不饱和度高,相变温度就低,抗寒性强[5,7,8,9]。沈漫[8]对抗寒性不同的杜鹃品种叶片磷脂的主要组分和脂肪酸组成进行研究,结果表明,叶片膜磷脂的脂肪酸饱和度及磷脂酰甘油(PG)的饱和脂肪酸水平均与品种抗寒性相关。宋洪伟等人[9]对小浆果资源进行抗寒性鉴定,结果表明在膜脂脂肪酸组分中,不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值和抗寒性呈正相关。

2 膜脂过氧化作用

大量研究表明,植物在逆境胁迫,如寒冻胁迫过程中,将发生自由基的积累,从而引发或加剧膜脂过氧化作用,降低膜脂的不饱和度,并可引起膜蛋白的变性,导致膜脂流动性降低,膜通透性增强,生物膜受损。一般认为,植物的抗氧化防御系统能起到调节膜透性和增加膜结构和功能稳定性的作用。此系统主要由SOD、POD、CAT及其他的多种物质[10,11]组成。这些物质协同作用以去除植物体内的活性氧自由基。彩叶地被植物随低温胁迫的加剧,SOD的含量总体上随温度下降而呈增长的趋势[6]。刘慧民等[12]发现,随着温度的下降,过氧化物酶活性迅速降低。

3 有机物质运输与转化

3.1 脯氨酸变化

游离脯氨酸能促进蛋白质的水合作用,由于亲水疏水表面的相互作用,蛋白质胶体的亲水面积增大,因此在植物处于低温胁迫时,它使植物具有一定的抗性和保护作用,能维持细胞的结构,细胞运输和调节渗透压等。王宏[13]测定在不同越冬方式下荷包牡丹脯氨酸的含量,室外裸露处的植株脯氨酸含量远高于温室,受冻情况较为明显。蔷薇类[14]叶片脯氨酸含量的变化与处理的温度有关。零上低温促进脯氨酸积累,积累量与品种抗寒性呈正相关,可以作为抗寒性评定的指标,零下低温使脯氨酸含量的变化不稳定。

3.2 蛋白质变化

一般认为可溶性蛋白质和总蛋白质与耐冷性存在正相关,随着组织可溶性蛋白质含量的增加,植株抗寒能力也随着增加。1979 年,Weiser C J等首先提出植物抗寒性诱导过程中基因表达改变的观点,指出多年生木本植物的低温适应性可能需要2个条件,即特异基因的转录激活及在最大抗寒过程中新蛋白质的低温诱导合成,从而揭示了植物抗寒锻炼实质上是感受低温信号,调节基因的表达和代谢的环境适应过程。有许多研究用电泳分析了低温引起蛋白质代谢的变化,Brrigs等最先在越冬黑槐树皮中发现2~3条新蛋白谱带。经同样的低温处理后发现,抗寒性强的植物可能会产生更多的低温诱导蛋白,而冷敏植物则很少产生或不产生。车代第[3]发现月季耐寒品种伴随温度的降低,含水量不断下降,可溶性蛋白质等保护物质增加。鲍思伟[15]研究发现,在自然降温过程中,云锦杜鹃叶片中可溶性蛋白含量随气温下降而增加。用35S和14C-亮氨酸分别标记一些经抗寒锻炼过的植物,观察到这些同位素掺入可溶性蛋白质中的量有增加的现象。

3.3 可溶性糖变化

可溶性糖与植物的抗寒性密切相关,一般认为抗寒品种体内的还原糖,特别是葡萄糖含量比不抗寒品种高。经过低温锻炼的植株体内可溶性糖的含量较未经低温锻炼的高[16],冷冻可使果聚糖转变为果糖和蔗糖,沉积在细胞间隙中,增强植株的抗寒性。5种彩叶地被植物的可溶性糖含量总体上随温度下降而呈递增状态,原因可能是彩叶地被植物经低温胁迫,植株体内的物质代谢水平和途径发生适应性变化,葡萄糖、6磷酸途径转变为戊糖磷酸循环,淀粉转化为可溶性糖类,从而可以抵御极端低温处理[6]。抗寒绣线菊华北的可溶糖含量极显著地高于其他5种[2]。肖艳等[17]对百合鳞片中可溶性糖含量进行测定,结果表明它变化的强弱会影响鳞片中可溶性物质的总变化量,从而直接影响细胞的渗透压,转而影响原生质的冰点,间接体现了百合的耐寒力。

4 叶绿素变化

低温影响叶绿素的含量[11],这是由于叶绿素的生物合成过程,绝大部分都有酶参与,温度影响酶的活动,也就影响叶绿素的合成。在不同越冬方式下,温室中的荷包牡丹叶绿素含量最高,室外向阳处因温度较低,叶绿素含量仅为室温的0.62[13]。刘伟坚等人[18]通过测定低温胁迫下两种植物的叶绿素含量,结果表明抗寒性较强的花叶芋的叶绿素含量高于抗寒性较弱的观音莲,这说明叶绿素与植物的抗寒性有关。叶绿素含量高,则有利于光合作用顺利进行,从而增加有机物积累,渗透势下降,提高细胞保水力,增强植物的抗寒性。

5 内源激素变化

植物激素是植物正常代谢的产物,是在植物体内合成的,并能从产生部位转移到作用部位,在很低的浓度下就能调节植物生长发育的有机物质。目前激素与花卉抗寒性关系的研究日益受到广大科研工作者的重视。

孙红梅等[19]报道,以兰州百合为试材,研究了鳞茎发育过程中及在2、6、10℃条件下保湿贮藏101 d的母鳞茎与新鳞茎中内源激素的变化。结果表明:鳞茎发育过程中内源ABA含量以及母鳞茎的GA3含量增加,而内源IAA含量以及新鳞茎的GA3含量下降。低温贮藏期间,母鳞茎与新鳞茎的GA3、IAA含量均有升高过程,而ABA含量呈下降趋势。

6 小结与展望

综上介绍了低温胁迫下花卉体内生理生化变化规律,但对抗寒机理认识依然不够,这是因为花卉抗寒性涉及到一系列代谢变化和多种基因,生理机制十分复杂。只有通过分子生物学和分子技术的发展把植物抗寒性与遗传基因,酶系统的多态性以及代谢改组等有机结合起来进行深入的研究去揭示植物抗寒性的本质。

植物周围的环境信号直接影响植物细胞的能量平衡和代谢速率,光周期、光强、水分吸收以及温度等环境信号作用于细胞,并调节控制植物内休眠、生长和发育以及耐寒性基因的表达。定量研究光强、光周期、水分吸收和温度对植物的抗寒性的影响,也是植物抗寒性今后的一个研究方向。

花卉抗寒性研究 篇2

关键词 橡胶树 ；芽接苗 ；冷害 ；脱落酸

中图分类号 S794.1

巴西橡胶树（Hevea brasiliensis）是天然橡胶的重要来源[1]，为大戟科橡胶树属落叶乔木，原产巴西亚马逊河流域，是一个典型的热带雨林树种，喜高温高湿，生长在南纬0-5°范围内的热带雨林中[2]。中国橡胶种植在广东、广西、福建、云南、海南等5省区，是世界上橡胶种植纬度最高的地区。冬季受北方大陆气团所控制，温度较低，迫使橡胶树停止生长，落叶休眠越冬。北方南下冷空气使温度大幅度降低，带来连续多天的平流低温阴雨，或强烈辐射低温霜冻，使中国大部分种植区的橡胶树遭受不同程度的寒害。低温寒害每年都会发生，严重影响橡胶单产及橡胶树的经济寿命，特别是大寒入侵时橡胶生产往往遭受毁灭性的破坏[3-5]。低温寒害已逐渐成为限制中国橡胶产业向前发展的主要原因[6]。加强橡胶树抗寒性相关机制研究和抗寒栽培技术对支撑橡胶产业的发展具有重要意义。

脱落酸（Abscisic acid，ABA）是一种植物体内存在的具有倍半萜结构的植物内源激素，具有控制植物生长、抑制种子萌发及促进衰老等效应。ABA对植物适应逆境起着重要的作用，是植物的抗逆诱导因子，对细胞的微管结构有保护作用，可以使植物适应变化的环境[7]。施用外源ABA可以改变植物体内ABA的平衡状况，从而诱导植物抗冷基因的表达，增强植株的抗冷能力，因而被称为植物的“胁迫激素”[8]。笔者拟采用不同浓度ABA对橡胶树芽接苗进行处理，通过测定抗寒相关生理生化指标，探究ABA预处理橡胶树芽接苗对低温的响应效果，确定最佳施用浓度，为抗寒生产提供理论依据和实践指导。

1 材料与方法

1.1 材料

供试品种热研7-33-97的芽接苗取自中国热带农业科学院橡胶研究所国家橡胶树种质资源圃，在日光温室内自然光照下进行培养。选用每植株株高60 cm左右、叶片数10片左右，健康状况良好、长势一致的植株、第一蓬叶为稳定期的芽接苗。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

ABA喷施处理采用浓度分别为0（对照）、25、50和100 mg·L-1，每处理6株，3次重复。自然条件下连续喷施5 d后，转入4 ℃人工气候室，空气相对湿度80 %，光照强度设弱光（75-100 μmol·m-2·s-1）。于处理后24、48、96和144 h选取部位相同的叶片进行各项指标的测定和幼苗耐冷性鉴定。

1.2.2 外部形态学观察与冷害分级

记录外部形态的变化及受害叶片数。冷害分级参照雷朝云[9]的标准进行，根据冷害级别计算冷害指数，计算公式为CI/%=∑（sini）/4N×100，公式中：CI为冷害指数，si为冷害级别，ni为相应冷害级别的植株数，i为冷害分级的各个级别；N为调查总植株数。

1.2.3 生理生化指标测定

质膜透性测定，将经低温处理的幼苗叶片，称重后按邓令毅等[10]研究方法测定电导率，以相对电导率表示质膜透性的大小。以叶片杀死前的电导率占杀死后（全透性）电导率的百分数表示质膜相对透性，根据处理及对照的质膜透性计算出伤害率。丙二醛（MDA）测定采用硫代巴比妥酸法[11]，游离脯氨酸的测定采用磺基水杨酸法[12]，超氧化物歧化酶（SOD）活性的测定采用氮蓝四唑（NBT）光化还原法[13]，过氧化物酶（POD）活性的测定采用愈创木酚法[14]。

1.3 数据统计

采用IBM-SPSS 20.0单因素方差分析对数据进行统计分析，并采用OriginPro 9.0软件进行绘图。

2 结果分析

2.1 ABA预处理芽接苗叶片冷害指数鉴定

由表1可知，在低温处理下，3种浓度ABA预处理橡胶树芽接苗的冷害指数均显著低于未经ABA处理的芽接苗。50 mg·L-1ABA处理橡胶芽接苗冷害指数在24、48、96和144 h分别为13.21 %、14.77 %、15.24 %和16.11 %，显著低于0、25和100 mg·L-1ABA处理的芽接苗。

2.2 低温对ABA预处理芽接苗叶片电导率的影响

由图1可知，低温处理后对照叶片电导率在0-48 h内随胁迫时间的延长呈逐渐上升的趋势，在96-144 h呈现下降趋势；在持续低温48 h内，叶片电导率均随ABA处理浓度的增加呈现上升的趋势；当ABA浓度为25 mg·L-1时，其电导率最低。说明ABA处理能显著提高芽接苗抗寒性。

2.3 低温对ABA预处理芽接苗叶片MDA含量的影响

由图2可见，0、25、100 mg·L-1ABA处理芽接苗叶片随着低温处理时间的延长，MDA含量均呈先降后升趋势；当ABA浓度为50 mg·L-1时，MDA含量随着时间的延长呈先降后升再降的趋势；处理144 h时，50 mg·L-1ABA处理的持续冷害的橡胶幼苗叶片中丙二醛含量最低。

2.4 低温对ABA预处理芽接苗叶片游离脯氨酸含量的影响

由图3可知，对照叶片脯氨酸含量随着胁迫时间的延长呈先下降后上升趋势，但增长趋势缓慢；经ABA预处理的叶片脯氨酸含量与对照相比显著增加，呈现上升趋势。3浓度ABA处理的幼苗叶片其脯氨酸含量的第一个高峰值在冷害48 h，脯氨酸含量均在胁迫144 h达到最高，其中50 mg·L-1ABA的处理叶片游离脯氨酸含量含量最高。

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2.5 低温对ABA预处理芽接苗叶片POD和SOD活性的影响

由图4A可知，对照叶片的SOD活性随胁迫时间的延长变化趋势较平缓，在低温处理48 h后，SOD活性采开始上升；经ABA预处理的叶片SOD活性在0-48 h活性较高，在96 h处下降，后在144 h上升；ABA预处理能够显著提高橡胶芽接苗叶片SOD活性，提高其抵御低温伤害的能力。由图4B可知，对照叶片的POD活性呈现持续下降趋势；50 mg·L-1ABA预处理叶片的POD活性在冷害24 h下降，在48-144 h持续上升；100 mg·L-1 ABA处理的POD活性在48h内下降，随后上升。50和100 mg·L-1 ABA预处理叶片均在冷害时提高了POD活性，减少了氧自由基的积累，减轻了低温伤害。

2.6 低温对ABA预处理芽接苗叶片叶绿素含量的影响

图5是低温条件下橡胶幼苗叶片中叶绿素含量的变化规律。与对照相比，ABA预处理叶片的叶绿素a含量一直呈上升趋势，叶绿素b亦呈上升趋势。50和100 mg·L-1 ABA预处理叶片提高寒害叶片中总叶绿素含量，但并不影响叶绿素a/b比值。

3 讨论与结论

ABA主要在叶绿体中合成，然后转移到其他组织中积累起来。研究发现不仅植物的叶片，离体的根系，特别是根尖也能合成大量的脱落酸。ABA在植物体内主要有介导植物对环境胁迫产生应答和调控种子发育过程。近年来，许多研究已证实外源ABA的施用及内源ABA含量增加能提高植物的抗寒力[15，16]。其作用机制是植物在低温胁迫时，脱落酸是通过促进水分从根系向叶片的输送，提高细胞膜的通透性，并且能迅速关闭气孔以减少水分的损失。脱落酸可诱导植物渗透调剂物质脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量增高以增加细胞膜的稳定性。脱落酸能够提高植物体内保护酶的活性，降低膜脂过氧化程度，保护膜结构的完整性，增强植物抗低温能力[17]。

植物质膜透性可通过植物组织相对电导率来反映逆境条件下质膜透性的变化趋势，电导率变化越大说明质膜透性越大，对细胞膜受到胁迫条件的伤害越严重[18]。本研究结果发现，25和50 mg·L-1浓度的外源ABA能够降低低温下叶片细胞膜的相对透性，减少低温对橡胶树叶片细胞膜的伤害，能有效地保护橡胶叶片细胞膜结构，维持细胞膜的稳定性和完整性，提高橡胶树对低温胁迫的适应性。MDA是膜脂过氧化的主要产物，表示细胞膜脂过氧化程度和植物对逆境条件反应的强弱[19]。植物器官在逆境条件下或衰老时，会发生膜脂过氧化作用，引起对酶和膜的严重损伤[20]。由于MDA含量越高，膜脂过氧化程度越大，对膜和细胞造成的伤害越大。本研究结果发现，ABA处理叶片和对照之间MDA含量没有差异，说明ABA主要是通过调控保护酶活性和渗透物质的含量调控叶片抗寒性。

游离脯氨酸是植物细胞中重要的渗透调节物质，可作为衡量植物抗寒性强弱的指标[21]。ABA预处理使橡胶树芽接苗体内游离脯氨酸的含量升高，缓解了低温伤害，提高了幼苗的抗冷性。SOD是植物体内第一个清除活性氧的关键酶，能清除低温逆境下体内产生的有害物质，使植物本身尽快适应逆境而生存下来[22，23]。POD在保护酶系统中主要是起到酶促降解H2O2的作用，植物在受到低温胁迫时，可通过提高POD活性，减少低温胁迫产生超氧化物自由基的伤害[24]。笔者从相对电导率、MDA含量等变化可以发现，喷施25、50 mg·L-1 ABA溶液的芽接苗，在经历低温胁迫后相对电导率和MDA含量保持较低水平，说明其受到的低温伤害较小；从POD和SOD活性变化可知，喷施50 mg·L-1 ABA，能在低温处理前提高保护酶活性，尽管在低温后其活性上升较缓慢，也说明叶片受到低温伤害较小。再次证明ABA处理能有效提高芽接苗叶片的抗寒性。结合成本等因素，认为25 mg·L-1 ABA喷施可有效提高橡胶树芽接苗的抗寒性。

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桂花抗寒性的研究 篇3

桂花总氨基酸含量高达13.178%, 含有丰富矿质营养元素, 尤其钾、锌含量明显高于一般植物[2]。桂花性温味辛, 具有健胃、化痰、生津、散痰、平肝的作用, 能治痰多、牙臭、食欲不振。由桂花蒸馏而得到的“桂花露”, 具有舒肝理气, 醒脾开胃的功效, 能治疗口臭、咽干等病, 是上等的饮料。桂枝、桂籽、桂根皆可以入药, 由桂枝、芍药、大枣、甘草配制的桂花汤, 专治外感风邪、肾虚等症。桂根可以治疗筋骨疼痛、风湿麻木等病症[3]。

桂花具有很高的栽培价值和发展前景, 在北方地区, 由于冬季气温较低, 桂花易受冻害, 不能正常露地越冬。为此做了该项研究。

植物在逆境条件下, 细胞质膜往往发生过氧化作用, 丙二醛 (malondialdehyde, MDA) 是其产物之一, 通常利用它作为脂质过氧化指标, 表示细胞膜脂过氧化程度和植物对逆境条件的反应[4];植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常代谢起着重要的作用, 在正常情况下, 细胞膜对物质具有选择透性, 当植物遭受冻害 (逆境胁迫) 时, 细胞膜若遭到破坏, 膜透性就增大, 细胞内的电解质外渗, 电导率增大。因此质膜透性的测定常作为植物抗冻研究的一个生理指标。

1 材料与方法

1.1 材料

选取生长环境相同的丹桂、金桂、银桂3个品种, 均为成年树。分别采取方位、高度和质量相近树冠外围的叶片, 作为试材。

1.2 处理

取准备好的叶片进行低温冷冻处理并分别编号:丹桂为1, 银桂为2, 金桂为3, 对所取叶片进行相同时间不同温度及相同温度不同时间的冻害处理。所设置不同温度为-10、-12、-14℃, 不同时间为2、4、6 h (取材时, 外界温度为-7℃左右) 。

1.3 方法

经过冷冻处理后, 测定相对电导率大小和丙二醛的含量, 绘出变化曲线[5]。

2 结果与分析

2.1 相对电导率的变化

不同温度 (-10、-12、-14℃) 和不同持续时间 (2、4、6 h) , 所测相对电导率的结果见图1, 图2, 图3。

由图1可知, 在相同的温度下, 随着时间的延长, 不同处理相对电导率增大, 这说明细胞膜系统所受的破坏性增大, 4 h时曲线出现拐点, 细胞膜系统明显受到破坏。品种之间存在差异, 丹桂细胞膜系统较稳定。

与图1相比, 图2在相同时间 (2 h) 的相对电导率数值更大。随着时间的延长, 曲线也呈上升趋势, 品种之间存在差异。

图3可以看出, 相对导率在相同的时间 (2 h) 数值更大。随着时间的延长, 曲线趋于平稳;在4 h时品种之间不存在明显差异;6 h曲线向一起靠拢, 品种之间存在明显差异;由此可知, 温度-14℃, 时间6 h, 3个品种叶肉细胞膜选择透性完全破坏。

2.2 丙二醛的变化

不同温度 (-10、-12、-14℃) 和不同持续时间 (2、4、6 h) , 所测相对丙二醛含量的结果见图4～图6。

从图4中可看出, 在-10℃温度下, 随着时间延长, 丙二醛含量平稳增加, 表明光合磷酸化和氧化磷酸化解偶联, 体内过氧化物增加;品种之间存在差异, 丹桂在4 h以后丙二醛含量仍在增加, 而银桂和金桂增加趋于平缓, 说明光合和氧化作用减弱。

图5中丙二醛的含量比在-10℃温度下时间2 h时有所增大, 说明短时低温对解偶联作用较对光合、氧化作用破坏地更迅速;曲线较平缓。

图6中, 丙二醛的含量比在-12℃温度下时间2 h时有所增大, 也说明短时低温对解偶联作用较对光合、氧化作用破坏地更迅速;曲线平缓 (特别是4 h以后) , 说明光合和呼吸完全被抑制。

3 结论

-10℃的低温, 时间持续2～4 h, 丙二醛含量增加迅速 (见图4) 。表明光合磷酸化和氧化磷酸化解偶联, 体内过氧化物增加。出现了生理伤害。

-10℃的低温, 时间持续4 h以上, 相对电导率增大迅速 (见图1) , 细胞膜系统迅速被破坏;-12℃的低温, 时间持续4 h, -14℃的低温, 时间持续2 h, 细胞膜系统完全被破坏[6], 即桂花的致死温度。且在3个被试品种中, 丹桂抗冻性较强。

摘要：分别将3个桂花品种的叶片放在-10、-12、-14℃的温度条件下, 持续处理时间分别为2、4和6 h。测定其相对电导率的大小和丙二醛的含量变化。结果表明:温度-10℃延续4 h和温度-14℃延续2 h, 电导率增大到最大值, 叶肉细胞膜选择透性完全被破坏, 叶片明显受害;从而可知温度-10℃为受害临界温度。丙二醛含量变化不明显, 说明低温下氧化还原反应较微弱。

关键词：桂花,最低致死温度,相对电导率,丙二醛

参考文献

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高寒山区杏树抗寒性研究 篇4

关键词：高寒山区,杏树,抗寒性,研究

杏具有食用、油料和药用价值, 同时还是园林绿化、防风固沙的优良树种, 也是发展干果经济林的主要树种。但杏树开花早、易受晚霜危害, 影响了杏的生态产业化发展。为了探索适应山西北部和高山区栽培的耐寒品种, 五台山林区和山西农业大学合作于2008年至2010年进行了杏抗寒性研究。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验地设在五台县豆村, 这里地处黄土高原丘陵区, 海拔900 m～1300 m, 在山西省五台县城西北20 km左右。属华北型高原气候, 冬冷夏热, 春旱秋涝。年均气温5℃左右, 1月-27℃, 7月20℃, 年降水量450 mm, 无霜期108 d左右。立地为弃耕地, 土壤是棕壤土, 肥力中等。

1.2 试验材料

试验材料为杏的枝条和花, 采自山西省农科院果树研究所杏树种质资源圃, 共5个品种:即串枝红、兰州大接杏、金杏、沙金红、早熟墨叶杏。

1.3 研究方法

材料处理在1月中旬进行。在杏枝条抗寒力最强时, 取粗度一致、发育正常的一年生枝, 用梯度降温法, 分组进行冷冻处理。降温和升温速度为2℃/h, 冷冻温度为-2℃、-4℃、-6℃、-8℃、-10℃, 冷冻时间为24 h;在春季3月-4月观察花的受冻情况。

1.3.1 指标测定

电解质外渗率的测定采用电导法, 分组进行冷冻处理。每个样品重复3次, 应用电解质渗出率配以Logistic方程确定半致死温度 (LT50) 、Logistic方程的拟合采取0.618法;酶液制备、过氧化物酶 (PO) 活性测定 (愈创木酚比色法) ;超氧化物岐化酶 (SOD) 活性测定用氮蓝四唑 (NBT) 显色法;

1.3.2 过氧化物酶活性测定

过氧化物酶活性测定采用愈创木酚比色法, 其主要操作过程如下:

1) 0.30 g材料+3.0 ml的0.1M Tris＿Hcl (两次加入) →冰浴下成匀浆→5.0 ml离心管→4000 rpm/min (15 min) 。

2) 0.1M H3PO4缓冲液PH=6为参考比色杯+40ul酶液+反映液3ml→读数同时计时, 读取470 nm处光密度值→反应3 min, 在470 nm再测光密度值。

1.3.3 超氧化物岐化酶活性测定

超氧化物岐化酶活性测定采用氮蓝四唑 (NBT) 显色法, 其主要操作过程:

(1) 0.1g材料+2 ml缓冲液H3PO4PH=7.8→冰上研磨→5 ml离心管→12 000r pm/min (15 min)

(2) 5 ml NBT+100 ul酶液→摇匀→25℃照光20 min→560 nm比色。

每样品测定均设3次重复。

2 结果与分析

2.1 观察花的受冻和保存情况

通过观察花的受冻和保存情况, 冻花率的排序为沙金红>早熟墨叶杏>金杏>兰州大接杏>串枝红。

2.2 抗寒指标相关分析

杏一年生枝条, 经低温冷冻处理后, 测定组织含水量、sod活性、pod活性、mda含量、蛋白质含量、脯氨酸含量、高能磷、无机磷、韧皮木质比, 抗寒指标测定结果显示, 在这5个杏品种当中, 串枝红的半致死温度最低, 所以初步认为串枝红的抗寒性最好;兰州大接杏和金杏的半致死温度相对高一些, 其抗寒性相对较差一些;而沙金红和早熟墨叶杏则是致死温度最高的, 所以抗寒性最差。

2.3 低温协迫下杏品种的生理生化指标

将10个生理生化指标与半致死温度列相关系数阵, 从相关系数阵可以看出, 半致死温度与过氧化物酶活性、蛋白质含量、超氧阴离子产生速率、脯氨酸含量、无机磷含量、韧皮木质比率显著相关, 半致死温度可以代表这些指标绝大部分信息, 从而验证了半致死温度可以作为快速鉴定的单因素指标。同样, 还可以看出, 丙二醛含量、韧皮木质比率与其他多数指标显著相关, 一定程度上可作为单一指标进行抗寒性鉴定。

从5个品种的生理生化指标值及其半致死温度与生理生化指标值相关系数分析, 抗寒性由高到低排序为串枝红、兰州大接杏、金杏、早熟墨叶杏、沙金红。

3 结论

通过实验比较:串枝红抗寒性最强, 金杏、兰州大接杏次之, 沙金红及早熟墨叶杏抗寒性最差;同时分析出可单一鉴定这些杏品种抗寒性的主要生理指标, 即半致死温度、丙二醛含量、韧皮木质比率。

4种草坪草抗寒性研究 篇5

植物组织在受到各种不利的环境条件 (如干旱、低温、高温等) 危害时, 细胞膜的结构和功能首先受到伤害[4], 细胞膜透性增加。目前研究成果显示[5], 植物的耐寒性能与细胞膜损伤和细胞间外渗电解质呈负相关。因此, 可以通过电导率仪来测定外渗液电导率的变化, 来反映植物组织中细胞膜受伤害的程度[4]。本试验通过测定4种不同草坪草叶片在不同处理时间及不同处理温度条件下电导率及相对电导率值, 以期筛选出抗寒性较强的草坪草品种, 为草种选择、草坪草基因工程和新品种选育及推广种植等提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料选自商丘学院试验田9月长势良好且无病害的高羊茅、狗牙根、一年生早熟禾和草地早熟禾4种草坪草的叶片, 在6:00以及18:00左右采摘。先用自来水冲洗叶片, 除去表面沾污物, 再用去离子水冲洗3次, 用干净的纱布或者滤纸将叶片表面的水分轻轻吸干保存在铺有湿滤纸或湿纱布的瓷盘中, 并用盖子或洁净纱布盖好, 备用。

1.2 试验方法

选取高羊茅、狗牙根、一年生早熟禾、草地早熟禾4种草坪草同一叶位叶片, 将叶片分别放置在室温、5、0、-5、-10、-15℃条件下, 处理时间梯度为12、24、36、48 h。当达到设定的时间后, 取出, 将叶片剪成约长1 cm的小段, 混合均匀后称样, 每份样品重0.2 g, 放在15 m L去离子水中, 放置在室温条件下浸提12 h后, 测电导率, 重复3次, 取平均值。选取高羊茅、狗牙根、一年生早熟禾、草地早熟禾4种草坪草同一叶位叶片, 将叶片剪成约1 cm长的小段, 混合均匀后称样, 每份样品重0.2 g, 放在试管中, 并加入15 m L的去离子水, 煮沸10 min后, 放置在室温条件下, 自然冷却至室温, 测其电导率, 重复3次, 取平均值。

利用Excel绘制不同温度与不同时间处理条件下对4种草坪草电导率和相对电导率的曲线。相对电导率的计算公式:相对电导率 (%) =煮前电导率/煮后电导率×100[6]。

2 结果与分析

由图1、2、3、4可以看出, 在处理12、24、36、48 h条件下, 4种草坪草相对电导率均随着温度降低呈现先降低后升高的趋势。在0℃时, 4种草坪草相对电导率处于最低状态, 温度低于0℃, 4类草坪草相对电导率迅速增加。在-15~-5℃之间, 4种草坪草相对电导率变化不大。说明0℃是该4种草坪草抗寒性的临界温度值, 温度低于0℃, 该4种草坪草将受到低温冻害。在处理12、24、36、48 h条件下, 草地早熟禾相对电导率下降幅度均最大, 在0℃时, 其相对电导率比常温时下降了38%, 说明其抗寒性最差。而高羊茅、狗牙根、一年生早熟禾的相对电导率变化差异不显著, 说明其抗寒性相近。随着处理时间的延长, 4种草坪草相对电导率变化不明显。说明处理时间不影响草坪草相对电导率。

3 结论与讨论

在干旱、洪涝、低温、高温、盐碱等不良环境条件下, 草坪草均能够表现出一定限度的忍受能力, 这种对不良环境的抵抗和忍耐能力被称为草坪草的抗性[4]。草坪草的抗寒性是寒冷地区评价草坪质量的重要指标。因此, 开展草坪草抗寒性研究, 对加速草坪草抗寒品种选育、推动北方地区草坪业快速发展和草坪草抗寒性科学评价具有重要的理论和实践意义[7]。试验结果表明, 随着温度降低至0℃, 4种草坪草的相对电导率均下降, 表现出一定的抗性, 说明草坪草对低温逆境具有一定的适应能力。但当低温胁迫超出草坪草正常生长、发育所能承受的范围时, 将导致草坪草细胞质膜受损, 电解质外渗[8], 电导率及相对电导率增加, 因此草坪草电导率值及相对电导率值会随着处理温度的降低呈现出先降低后升高的趋势。由此表明, 不同种类草坪草在不同时期电解质外渗率也不同, 电解质外渗率越大, 相对电导率越大, 其植物体细胞被破坏得越严重, 其抗寒性就越弱。

参考文献

[1]刘刊, 耿士均, 商海燕, 等.草坪草抗性研究进展[J].草业科学, 2012, 29 (7) :1058-1064.

[2]徐加林, 牛永强.低温胁迫下草坪草抗寒性的研究进展[J].山东林业科技, 2011 (6) :92-93.

[3]乔雪云, 李海梅.三种暖季型草坪草的抗寒性研究[J].北方园艺, 2012 (13) :64-67.

[4]路文静, 李奕松.植物生理学实验教程[M].北京:中国林业出版社, 2012.

[5]贺佳圆.9个野生早熟禾种质材料抗寒性研究[D].兰州:甘肃农业大学, 2012.

[6]徐新娟, 李勇超.2种植物相对电导率测定方法比较[J].江苏农业科学, 2014, 42 (7) :311-312.

[7]牛永强, 高鹏, 路来明, 等.草坪草的低温胁迫及抗寒性的研究进展[J].山东农业科学, 2012, 44 (3) :53-57.

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