贛25個油茶優(yōu)良品種的耐熱性比較

王國霞，曹福亮，楊玉珍，方炎明，雷小林

（1.鄭州師范學(xué)院 生命科學(xué)系，河南 鄭州 450044；2.南京林業(yè)大學(xué) 森林資源與環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京 210037；3.江西省林業(yè)科學(xué)院，江西 南昌 330032）

油茶Camellia oleifera是中國南方特有的重要木本食用油料樹種，為世界四大優(yōu)質(zhì)食用油料樹種之一[1]。油茶的主要產(chǎn)品茶油中的不飽和脂肪酸為85%～97%，為各種食用油之冠。茶油是目前世界上最富營養(yǎng)與健康價值的食用油，被譽(yù)為 “食油之王”。目前，在油茶生物學(xué)特性、良種選育、栽培與豐產(chǎn)配套、病蟲害防治、分子育種技術(shù)、茶油品質(zhì)及茶籽加工利用等方面做了大量工作，取得了重要成果[2-14]，但在油茶抗逆性方面開展的研究相對較少，尤其缺少溫度脅迫方面的相關(guān)研究[15]，而耐熱性研究則更屬空白。這可能與人們對于亞熱帶樹種的普遍認(rèn)識有關(guān)，亞熱帶樹種喜溫暖濕潤氣候，就應(yīng)該具有耐高溫的能力和特性。而事實(shí)上，油茶在最高月平均氣溫為31.0℃，絕對最高氣溫42.0℃以上，生長便受到抑制，葉片萎靡，果實(shí)脫落，甚至死亡，直接影響了油茶的產(chǎn)量和質(zhì)量。隨著全球 “溫室效應(yīng)”的加劇，極端高溫天氣頻頻出現(xiàn)，這對所有的亞熱帶和熱帶樹種也都是一個挑戰(zhàn)，對油茶產(chǎn)業(yè)來說開展耐熱性研究也有重要的現(xiàn)實(shí)意義。在抗性生理學(xué)領(lǐng)域，半致死溫度可以反映溫度與耐熱性之間的數(shù)量關(guān)系，而且由于半致死溫度的測定可以對離體葉片進(jìn)行測定，無需創(chuàng)造高溫環(huán)境對田間植株進(jìn)行脅迫處理，因此，半致死溫度是評價田間植物耐熱性較好的指標(biāo)。許多研究也表明，半致死溫度是評價植物耐熱性最常用的方法[16-19]。本研究通過電導(dǎo)法測定相對電導(dǎo)率配合Logistic方程求拐點(diǎn)溫度的方法測定了25個油茶品種的高溫半致死溫度，并結(jié)合這些品種大樹枝條在高溫條件下的形態(tài)特征變化，對油茶抗熱性方法的評價測定體系進(jìn)行初步探討，以期為油茶的科學(xué)種植提供理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與半致死溫度的測定

試驗(yàn)材料為江西省林業(yè)科學(xué)院選育的25個產(chǎn)油量均在800 kg·hm-2以上的優(yōu)良油茶品種。于6月下旬在江西林業(yè)科學(xué)院油茶種質(zhì)資源圃統(tǒng)一選取并采集25個油茶品種樹冠南面方位的枝條，用清水保鮮并盡快帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行半致死溫度的測定。選取位于枝條部位大致相同的成熟葉片用蒸餾水清洗干凈后，剪成0.3 cm×0.3 cm的小片，稱取0.1 g·次-1裝入盛有20 mL去離子水的試管中并封口，將試管分別放在40，45，50，55，60，65℃的水浴鍋中放置30 min，取出靜置冷卻后測定電導(dǎo)值S1；然后全部放入沸水浴加熱30 min，靜置冷卻后測定電導(dǎo)值S2，同時測定蒸餾水電導(dǎo)率S0。重復(fù)3次·組-1。相對電導(dǎo)率（%）=（S1-S0）/（S2-S0）×100%。 通過 SPSS 13.0 軟件將處理溫度與相對電導(dǎo)率用 Logistic 方程 y=k/（1+ae-bt）進(jìn)行擬合以求出a和b（y代表相對電導(dǎo)率，t代表處理溫度，k為相對電導(dǎo)率的飽和容量，a和b為方程參數(shù)），然后用半致死溫度TL50=lna/b的方法求出拐點(diǎn)溫度作為半致死溫度。

1.2 不同高溫脅迫下油茶葉片的形態(tài)觀察

將25個油茶無性系統(tǒng)一選取樹冠南面方位的枝條在人工氣候箱進(jìn)行水培，分別進(jìn)行8 h的40，45和50℃高溫脅迫處理，在處理后2，4，8 h觀察記錄各油茶品種的葉片變化情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 處理溫度與相對電導(dǎo)率的關(guān)系

根據(jù)公式計算出各油茶品種各溫度處理下的相對電導(dǎo)率，然后將相對電導(dǎo)率與處理溫度繪制成圖。從圖1可以看出：油茶葉片相對電導(dǎo)率隨溫度增加先緩慢增加，然后急劇增加，隨后增加的趨勢漸緩，相對電導(dǎo)率隨處理溫度的變化呈典型的 “S”型曲線，符合有限增長定律。

2.2 Logistic方程參數(shù)及半致死溫度的確定

由于油茶葉片在不同溫度處理下的相對電導(dǎo)率呈 “S”型曲線，因此，可以選用Logistic曲線方程進(jìn)行擬合。將不同水浴溫度處理下的葉片相對電導(dǎo)率與處理溫度用SPSS 13.0軟件進(jìn)行Logistic方程回歸，求出Logistic方程系數(shù)a，b的值和相關(guān)系數(shù)（表1）。通過顯著性檢驗(yàn)，25個油茶品種的擬合度均達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），由此證明：相對電導(dǎo)率與處理溫度的關(guān)系用Logistic描述是合適的。之后，用TL50=lna/b的方法求出25個油茶品種的半致死溫度。

圖1 部分油茶品種在不同處理溫度的相對電導(dǎo)率變化Figure1 Changes of relative conductivity leaves of some Camellia oleifera cultivars in different temperature

表1 方程參數(shù)與半致死溫度Table1 Parameters of equation and semi-lethal temperature

2.3 不同油茶品種半致死溫度的比較

從測定的結(jié)果來看：25個油茶品種的半致死溫度為43.79～54.09℃，其中半致死溫度最高的為贛190，最低的為贛永6。方差分析表明：不同無性系半致死溫度具有極顯著性差異（F=4.3670，P＜0.0001）。25個油茶品種的半致死溫度排序?yàn)橼M190＞贛55＞贛石84-3＞贛447＞贛71＞贛無24＞贛68＞贛8＞贛無11＞贛興46＞贛無16＞贛70＞贛永5＞贛77024＞贛6＞贛無12＞贛無2＞贛撫20＞贛石83-4＞贛無1＞贛無15＞贛興48＞贛石83-1＞贛石84-8＞贛永6。半致死溫度越高，耐熱性越強(qiáng)。按照半致死溫度的高低可以把25個油茶品種大致劃分3個大類：①TL50≥50℃，其中有贛190，贛55，贛石84-3，贛447，贛71和贛無24；②45≤TL50＜50℃，包括贛68，贛8，贛無11，贛興46，贛無16，贛70，贛永5，贛77024，贛6，贛無12，贛無2，贛撫20，贛石83-4，贛無1；③TL50＜45℃，包括贛無15，贛興48，贛石83-1，贛石84-8，贛永6。

2.4 極端高溫脅迫下不同油茶品種的葉片形態(tài)表現(xiàn)

在40℃和45℃處理8 h條件下，各品種之間在葉片外部形態(tài)上并沒有太明顯的差別。但在50℃高溫條件下（表2），高溫持續(xù)2 h，贛石83-1，贛6，贛永6就有少量葉片邊緣開始出現(xiàn)焦化現(xiàn)象，其他品種葉片暫無明顯變化；高溫持續(xù)4 h后，只有贛8，贛190，贛447，贛石84-3，贛55，贛無24等單株的葉片完好，大部分品種的少量葉片邊緣都出現(xiàn)有干焦現(xiàn)象，而贛無15，贛永6，贛興48，贛石83-1，贛無1等品種有20%的葉片的邊緣出現(xiàn)干焦現(xiàn)象；高溫持續(xù)8 h后，只有贛8，贛190的葉片還基本完好，沒有焦化現(xiàn)象，贛無15，贛無2，贛永6，贛6，贛石83-1，贛興48等品種幾乎全部葉片都出現(xiàn)干焦現(xiàn)象，其中有部分葉片幾乎全部焦化，其余品種30%～50%的葉片邊緣出現(xiàn)干焦現(xiàn)象，部分葉片中部有大塊褐化斑點(diǎn)。因此，可根據(jù)其形態(tài)變化將這25個油茶品種耐熱性劃分為3個類型：①耐熱型有贛8，贛石84-3，贛190；②中間型有贛無1，贛永5，贛71，贛68，贛無24，贛447，贛無11，贛興46，贛撫20，贛55，贛石84-8，贛無12，贛無16，贛70，贛石83-4，贛77024（白皮中子）；③不耐熱型有贛無15，贛無2，贛永6，贛6，贛石83-1，贛興48。

表2 25個油茶品種在50℃高溫處理下不同階段的葉面形態(tài)表現(xiàn)Table2 Morphological characteristics of leaves of 25 Camellia oleifera cultivars in different stages by 50℃treatment

上述分類結(jié)果與半致死溫度測定的分類結(jié)果基本一致，說明半致死溫度可以做為確定油茶耐熱性的指標(biāo)。以半致死溫度為指標(biāo)，把25個油茶品種分為3類：①耐熱型（TL50≥50℃），其中有贛190，贛55，贛石84-3，贛447，贛71和贛無24；②中間型（45≤TL50＜50℃），包括贛68，贛8，贛無11，贛興46，贛無16，贛70，贛永5，贛77024，贛6，贛無12，贛無2，贛撫20，贛石83-4，贛無1；③感熱型（TL50＜45℃），包括贛無15，贛興48，贛石83-1，贛石84-8，贛永6。

3 結(jié)論與討論

本研究采用了半致死溫度這個指標(biāo)來評價25個優(yōu)良油茶品種的耐熱性，結(jié)果表明：25個油茶品種的半致死溫度差異很大（為43.79～54.09℃），25個油茶品種的耐熱性順序?yàn)橼M190＞贛55＞贛石84-3＞贛447＞贛71＞贛無24＞贛68＞贛8＞贛無11＞贛興46＞贛無16＞贛70＞贛永5＞贛77024＞贛6＞贛無12＞贛無2＞贛撫20＞贛石83-4＞贛無1＞贛無15＞贛興48＞贛石83-1＞贛石84-8＞贛永6。根據(jù)半致死溫度和高溫處理后外部形態(tài)變化把25個品種劃分為3種類型：①耐熱型有贛190，贛55，贛石84-3，贛447，贛71和贛無24；②中間型有贛68，贛8，贛無11，贛興46，贛無16，贛70，贛永5，贛77024，贛6，贛無12，贛無2，贛撫20，贛石83-4，贛無1；③感熱型有贛無15，贛興48，贛石83-1，贛石84-8，贛永6。

細(xì)胞膜是植物和環(huán)境的界面和屏障，既能接受和傳遞環(huán)境信息，又能對環(huán)境脅迫做出反應(yīng)。高溫對膜的傷害會使膜內(nèi)的電解質(zhì)滲出率增高，因此，電導(dǎo)法成為一種快速可靠的測定植物在高溫下的受害程度及評價耐熱能力的方法[20-23]。Martireau等[24]認(rèn)為植物在高溫脅迫下的膜傷害與質(zhì)膜透性的增加是高溫傷害的本質(zhì)之一，葉片被高溫傷害后，膜的通透性增加，電解質(zhì)擴(kuò)散出細(xì)胞，因此，認(rèn)為可以測定葉片外滲電導(dǎo)率來確定高溫的傷害。陳志剛等[23]通過對不同種源苗木在41.0℃高溫處理下的葉片電導(dǎo)率等生理指標(biāo)的變化進(jìn)行了綜合評價，來選擇耐熱性優(yōu)良的種源；Tischler等[20]在對雀稗屬植物的抗熱性研究把相對電導(dǎo)率作為一個重要指標(biāo)；李紀(jì)元等[26]在對高溫脅迫下15個茶花Camellia japonica品種的耐熱性研究中把相對電導(dǎo)率作為一個重要指標(biāo)，并認(rèn)為茶花耐熱性結(jié)果與茶花耐寒性研究結(jié)果一致。應(yīng)用Logistic方程求出的半致死溫度，更是植物的耐熱能力精確、可靠的指標(biāo)，這個方法己經(jīng)得到廣泛應(yīng)用[16-19，26-27]。徐靜平等[19]通過Logistic拐點(diǎn)確定半致死溫度，對8種屋頂綠化木本植物的耐熱性進(jìn)行比較；高鶴等[18]用改良電導(dǎo)法測定配合Logistic方程求拐點(diǎn)溫度的方法測定了6種冷季型觀賞草的高溫半致死溫度，測定的結(jié)果與材料在田間的實(shí)際表現(xiàn)趨勢一致；本研究半致死溫度測定結(jié)果與水培大樹枝條在高溫脅迫下的形態(tài)觀察結(jié)果也基本一致，說明半致死溫度可以做為確定油茶耐熱性的指標(biāo)，結(jié)果表明：此方法是鑒定油茶的耐熱性的一種簡便可行的辦法，不僅可以縮短栽培選種或引種時間，而且可以降低選種和引種的風(fēng)險，提高種植效率，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)價值和社會效益。

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