4個百子蓮品種的抗寒性鑒定

汪成忠 ， 王 磊， 成海鐘

(1.蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 江蘇 蘇州215008； 2.河南科技大學(xué) 林學(xué)院, 河南 洛陽 471003)

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4個百子蓮品種的抗寒性鑒定

汪成忠1， 王 磊2， 成海鐘1

(1.蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 江蘇 蘇州215008； 2.河南科技大學(xué) 林學(xué)院, 河南 洛陽 471003)

為給百子蓮的引種、推廣提供理論和實踐依據(jù)，以百子蓮屬(Agapanthus)中的白花、龍之花、海德伯恩雜交和白花4個品種的葉片和根為試驗材料，通過測定降溫處理過程中百子蓮葉片和根的相對電導(dǎo)率，結(jié)合Logistic方程計算的半致死溫度(LT50)，評價4個百子蓮品種在不同降溫時期的抗寒性。結(jié)果表明：隨著低溫脅迫的加強(qiáng)，葉片和根的電解質(zhì)滲出率呈不規(guī)則的S形上升；白花抗寒性最強(qiáng)，其葉片和根的LT50分別為-10.97℃和23.18℃，大花的抗寒性最差，其葉片和根的LT50分別為-4.29℃和-18.38℃?？购砸来螢槿~片，白花>龍之花>大花；根，白花>龍之花>海德伯恩雜交>大花。與田間調(diào)查基本吻合。

百子蓮； 抗寒性； 半致死溫度(LT50)； 相對電導(dǎo)率

百子蓮屬植物原產(chǎn)南非，是一種非常優(yōu)秀的園林花卉，其種類豐富，葉形秀麗，花朵姿態(tài)優(yōu)美，花期持續(xù)時間長，廣泛地應(yīng)用于公園、庭院，亦可作為盆花和切花栽培。百子蓮屬植物在我國的種植范圍廣，南方可以露地種植，其自然花期為4-8月份；北方在溫棚種植，花期可持續(xù)到冬季。王會[1]、許春嬌[2]、王磊[3]、張荻[4]、卓麗環(huán)[5]、張琰[6]等對百子蓮的栽培技術(shù)、新品種選育、開花生理和組培等技術(shù)進(jìn)行了深入研究，取得一系列的科研成果，但在百子蓮品種的抗寒性方面未進(jìn)行深入研究，也未見有關(guān)文獻(xiàn)報道。百子蓮原產(chǎn)南非溫暖地區(qū)，江浙滬地區(qū)的低溫特別是極端溫度是限制其越冬的主要因素。為給百子蓮的引種、推廣提供理論和實踐依據(jù)，筆者對百子蓮低溫脅迫下電解質(zhì)外滲率(REC)的變化規(guī)律和百子蓮的半致死溫度(LT50)進(jìn)行研究。

1 材料與方法

1.1 供試材料

大花百子蓮(A.Praecoxssp.Orientalis Big Blue)、龍之花百子蓮(A.comptoniissp. longtubus)、白花百子蓮(A.Praecoxssp. Orientalis White)和海德伯恩雜交百子蓮(A.HeadbourneHybrids)，均為蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院相城科技園提供的4年生品種。其中，海德伯恩雜交百子蓮是落葉品種，其余均為常綠品種。

1.2 越冬適應(yīng)性觀察

2013年1月下旬對蘇州市相城區(qū)黃埭鎮(zhèn)相城科技園內(nèi)受凍的田間植物進(jìn)行越冬適應(yīng)性觀測，每個品種選取10株。根據(jù)葉片凍害情況，參照李剛等[7]的方法制定適宜本試驗凍害情況的評價標(biāo)準(zhǔn)(表1)，結(jié)合凍害指數(shù)判定植株抗寒性的強(qiáng)弱，凍害指數(shù)(CI)=∑(各凍害級數(shù)×該級葉片數(shù))/調(diào)查總?cè)~片數(shù)。

1.3 相對電導(dǎo)率測定及低溫半致死溫度(LT50)的確定

2013年1月下旬，在相城科技園內(nèi)選取生長健壯的植株各5叢(每叢5株)連土挖起，在0℃低溫冰箱中預(yù)冷24 h，然后以2℃/h速度降溫，各溫度維持24 h，即在0℃、-2℃，-4℃、-6℃、-10℃、-12℃、-14℃、-16℃和-18℃低溫下處理24 h后，選取整齊一致的葉片和根參照李合生等[8]的試驗方法，測定相對電導(dǎo)率。

表1 百子蓮的凍害評價標(biāo)準(zhǔn)

將處理過的葉片剪成0.5 cm×0.5 cm的小塊，準(zhǔn)確稱取1 g于50 mL的帶蓋試管中，每個處理重復(fù)3次，加20 mL去離子水，加蓋密封24 h，在室溫9.8℃下測定溶液電導(dǎo)率，之后將封口的試管置于100℃的水浴鍋中煮沸30 min，取出冷卻至室溫(9.8℃)，再次測定溶液的電導(dǎo)率。相對電導(dǎo)率=(煮沸前的電導(dǎo)率值/煮沸后的電導(dǎo)率值)×100%，應(yīng)用電導(dǎo)法配以Logistic方程Y，利用拐點方程確定各樣品的半致死溫度(LT50)[9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 4個百子蓮品種的凍害指數(shù)

露地觀察，所有供試品種在最冷月(1月下旬)均有不同程度的凍害。白花伴有輕度凍害，大部分葉片約1/3面積出現(xiàn)褐漬狀凍害，凍害指數(shù)為1.63；龍之花表現(xiàn)為中度凍害，葉片約1/2面積出現(xiàn)褐漬狀，凍害指數(shù)為2.14；而大花蓮則地上部分出現(xiàn)褐漬狀凍害，凍害指數(shù)為3.56。

2.2 不同低溫處理對4個百子蓮品種相對電導(dǎo)率的影響

2.2.1 葉片 大花、白花和龍之花3種百子蓮的相對電導(dǎo)率均呈慢-快-慢的變化規(guī)律，即不規(guī)則的S型曲線(圖1)。大花百子蓮在-4～-6℃時，相對電導(dǎo)率變化較大，表明其細(xì)胞膜傷害較大；龍之花在-6～-8℃，相對電導(dǎo)率變化較大，之后就緩慢攀升；而大花在-8～-10℃，相對電導(dǎo)率變化較大。根據(jù)葉片相對電導(dǎo)率葉片的總體變化趨勢可知，百子蓮屬3個品種的相對電導(dǎo)率變化趨勢基本相同，即拐點以前,外滲率不斷增加，表明降溫對細(xì)胞膜傷害率的遞增效應(yīng)不斷增大，到拐點時最大；拐點之后，外滲率逐漸下降，表明降溫對細(xì)胞膜傷害率的遞增效應(yīng)減小。

圖1 低溫處理百子蓮葉片的相對電導(dǎo)率

Fig.1 Relative conductivity of agapanthus leaves at cold treatment

2.2.2 根 4個百子蓮屬植物根的相對電導(dǎo)率隨著溫度的降低而逐漸增大，均呈緩慢上升的S型(圖2)。拐點以前，外滲率不斷增加，表明降溫對細(xì)胞膜傷害率的遞增效應(yīng)不斷增大。各溫度處理下，白花的相對電導(dǎo)率均小于其他3個品種，表明白花抗寒性最強(qiáng)。

圖2 低溫處理百子蓮根的相對電導(dǎo)率

Fig.2 Relative conductivity of agapanthus root at cold treatment

2.3 不同低溫處理對4個百子蓮品種半致死溫度的影響

2.3.1 葉片 由表2可知，白花、龍之花和大花的葉片半致死溫度分別為-10.97℃、-7.18℃和-4.29℃，抗寒性差異達(dá)顯著水平,白花百葉片的抗寒性最強(qiáng)，大花的抗寒性最弱，依據(jù)LT50對3個品種葉片的抗寒性進(jìn)行排序，依次為白花>龍之花>大花，與越冬適應(yīng)性和相對電導(dǎo)率反映的結(jié)果相符。

2.3.2 根 由表2可知，各品種REC的相關(guān)系數(shù)均達(dá)到0.9以上，說明經(jīng)低溫脅迫后4個品種根的REC遵循Logistic方程的變化規(guī)律且與LT50具有顯著的相關(guān)性，擬合結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。由擬合結(jié)果可知，白花根的LT50為-23.18℃，抗寒性最強(qiáng)；大花抗寒性最弱，LT50為-18.38℃。依據(jù)LT50對該4個品種根的抗寒性進(jìn)行排序，依次為白花>龍之花>海德伯恩雜交>大花。

表2 4個百子蓮品種葉片和根的半致死溫度

注：**、* 分別表示擬合度達(dá)到極顯著(P<0.01)和顯著水平(P<0.05)，下同。

Note：**, * denote the fit was extremely significant (P<0.01) and significant (P<0.05), the same below

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

百子蓮各品種葉片在越冬時均表現(xiàn)出不同凍害，白花葉片約有1/3面積出現(xiàn)褐漬狀凍害，凍害指數(shù)為1.63；龍之花葉片有1/2面積出現(xiàn)褐漬狀，凍害指數(shù)為2.14；而大花地上部分出現(xiàn)褐漬狀凍害，凍害指數(shù)為3.56。百子蓮葉片的抗寒性強(qiáng)弱為白花>龍之花>大花。

大花、白花和龍之花的葉片和根的相對電導(dǎo)率均呈慢-快-慢的變化規(guī)律，即不規(guī)則的S型曲線。應(yīng)用電導(dǎo)法配以Logistic方程Y，利用拐點方程確定各樣品的半致死溫度(LT50)，白花、龍之花和大花百子蓮葉片的半致死溫度分別為-10.97℃，-7.18℃和-4.29℃，依據(jù)LT50對該3個品種葉片的抗寒性進(jìn)行排序，依次為白花>龍之花>大花與越冬適應(yīng)性和相對電導(dǎo)率反映的結(jié)果相符；白花、龍之花、海德伯恩雜交和大花根的LT50分別為-23.18℃、-20.17℃、-19.58℃和-18.38℃，依據(jù)LT50對該4個品種根的抗寒性進(jìn)行排序，由強(qiáng)至弱依次為白花>龍之花>海德伯恩雜交>大花。根系的抗寒性明顯優(yōu)于葉片。

3.2 討論

植物在一定環(huán)境條件下，通過調(diào)節(jié)體內(nèi)生理生化反應(yīng)提高自身的抗寒適應(yīng)性[10-12]。利用測定電導(dǎo)率的方法測定植物抗寒性具有科學(xué)性，因其主要反映了植物細(xì)胞原生質(zhì)膜[13]的穩(wěn)定性。植物抗寒性的降低是其受低溫冷害后，原生質(zhì)膜透性增強(qiáng)，電解質(zhì)外滲加大，糖、氨基酸、有機(jī)物、簡單的氮化物和其他溶解質(zhì)外滲，即電導(dǎo)率增大的結(jié)果[14]。百子蓮根系的抗寒性明顯優(yōu)于葉片的抗寒性，主要因為土壤具有保溫的特性，使原生質(zhì)膜透性降低，從而增強(qiáng)根系的抗寒性。

試驗采用植株帶土整株進(jìn)行人工低溫處理，與實際低溫變化具有一定的相似性，所以結(jié)果值得推敲。植物的抗寒性雖然主要取決于遺傳性狀，但它受到多種環(huán)境因子和生物因子的綜合作用，其抗寒性也必然受到溫度以外的其他因子的影響。因此，室內(nèi)模擬自然研究與田間觀察相結(jié)合，將會更好地反映生產(chǎn)實際情況，能更好的指導(dǎo)生產(chǎn)。根據(jù)試驗得出的抗寒性結(jié)論，結(jié)合江浙滬地區(qū)的極端氣溫及極端溫度的持續(xù)時間，海德伯恩雜交和白花品種可在江蘇、浙江和上海等地進(jìn)行露地栽培；龍之花品種可在江蘇、浙江和上海等大部分地區(qū)進(jìn)行露地栽培，但在江蘇北部冬季需要防寒處理才能安全越冬；大花在江蘇中南部、浙江和上海地區(qū)冬季必須有防寒措施才能安全越冬。

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(責(zé)任編輯： 孫小嵐)

Cold Resistance Identification of FourAgapanthusVarieties

WANG Chengzhong1, WANG Lei2, CHENG Haizhong1

(1.SuzhouPolytechnicInstituteofAgriculture,Suzhou,Jiangsu215008; 2.ForestySchool,HenanUniversityofScienceandTechnology,Luoyang,Henan471003,China)

Leaves and roots from four varieties (White, longtubus, Headbourne Hybrids and Big Blue) belonged to Agriculture were used for test material to provide a theoretical and practical reference for introduction and generalization of agapanthus. By measuring the relative conductivity of leaves and roots in cooling process, combined with LT50calculated by logistic equation, the cold resistance of four agapanthus varieties was evaluated in different cooling stage. Results: With strengthening low temperature stress, the electrolyte leakage rates of leaves and roots was of an irregular "S" shaped rise; White was of the strongest cold resistance, LT50of leaves and roots were respectively -10.97℃ and 23.18℃, while Big Blue was of the worst cold resistance, with LT50of -4.29℃ and -18.38℃ respectively.The cold resistance order of leaves was White> longtubus> Big Blue; For roots was White> longtubus>Headbourne Hybrids>Big Blue. Basically consistent with the field investigation.

agapanthus； cold resistance； LT50； relative conductivity

2014-11-11； 2015-04-20修回

蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級自然科學(xué)課題“百子蓮引種蘇州栽培及適應(yīng)性研究” (NS1001，NS1104)

汪成忠(1982-)，男，講師，從事園林植物生理、生態(tài)方面的研究。E-mail:snwcz@qq.com

1001-3601(2015)05-0236-0058-03

S682.1+9

A