5 個觀賞雷竹變型對低溫脅迫的生理響應(yīng)

楊振亞，趙建誠，袁金玲，王 波，李 琴＊，周本智

(1. 浙江省林業(yè)科學(xué)研究院，浙江省竹類研究重點實驗室，浙江 杭州 310023；2. 中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所，浙江 杭州 311400)

低溫是限制植物生長發(fā)育和影響植物地理分布的主要環(huán)境因素之一[1]。由于緯度和地形的差異，低溫限制成為優(yōu)良林木品種引種和培育迫切需要解決的難題[2-3]。植物通過自身的生理和形態(tài)的可塑性來提高在低溫條件下的適應(yīng)性[1，4]，如抗氧化酶系統(tǒng)（超氧物歧化酶、過氧化物酶、過氧化氫酶）將在低溫條件下被激活以抵御超氧自由基的毒害[5-6]；植物組織中可溶性蛋白、非結(jié)構(gòu)性碳水化合物以及游離脯氨酸含量的增加也可提高細(xì)胞液滲透勢，降低冰點，從而有效地避免細(xì)胞液結(jié)冰[7-8]。由于樹種對低溫的耐受能力不同，了解目標(biāo)樹種的耐寒極限在林木培育和良種引進(jìn)過程中尤為重要。當(dāng)植物受到低溫脅迫時，電解質(zhì)因細(xì)胞膜被破壞而大量外滲，通過測定組織電導(dǎo)率可判定植物受低溫傷害程度[9-11]。然而，判斷引進(jìn)樹種是否適合引種地栽培仍然需要根據(jù)生理指標(biāo)進(jìn)行綜合判定[12]。

雷竹（Phyllostachys praecoxC. D. Chu et C. S.Chao ‘Prevernalis’）隸屬禾本科（Gramineae）剛竹屬（PhyllostachysSieb. et Zucc.），是早竹的栽培變型。雷竹易栽培、產(chǎn)量高、竹筍品質(zhì)好，是我國長江以南地區(qū)重要的筍用竹種，具有較高的經(jīng)濟價值和生態(tài)服務(wù)價值[13]；同時，具有特殊的稈形、葉形、稈色的雷竹變型也極具觀賞價值；但選育優(yōu)良觀賞雷竹品種并推廣栽培需要對雷竹的生長習(xí)性、抗逆能力進(jìn)行綜合評價。目前，關(guān)于觀賞竹對環(huán)境因子的適應(yīng)性研究主要包括溫度[14-15]、水分[16-17]、養(yǎng)分[18-19]等方面，通過綜合評價的方法篩選出一些抗逆性較好的觀賞竹品種，如耐旱性較好的黃稈京竹（Ph. aureosulcataMcClure ‘Aureocarlis’），耐寒性較好的平安竹（Pseudosasa japonicavar.tsusumianaYanagita）和金鑲玉竹（Ph. aureosulcataMcClure‘Spectabilis’）等。關(guān)于雷竹適應(yīng)性的研究主要包括經(jīng)營措施[20]、養(yǎng)分[21]、水分[22]、土壤鹽堿度[23]等方面，而針對觀賞雷竹品種耐寒性的研究還相對匱乏。因此，本研究對5 個具有良好觀賞性表型的雷竹變型進(jìn)行低溫脅迫試驗，采用Logistic 方程擬合、主成分分析等方法對其耐寒性進(jìn)行綜合評價，以期為觀賞性雷竹的引種和培育提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料取自浙江省杭州臨安太湖源觀賞竹種園有限公司竹種園（119°95′ E，29°48′ N），該地地處浙江省西北部，亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)南緣，溫暖濕潤，光照充足，年均降水量1 613.9 mm，年均氣溫13～22℃，無霜期平均為237 d，受臺風(fēng)、寒潮和冰雹等災(zāi)害性天氣影響。本研究的5 個觀賞雷竹變型均于2016 年引種栽培，基本信息見表1。每個品種以同樣的種植密度定植于20 m2的樣地內(nèi)。采用同樣的田間管理方式（灌溉、除草等），以保證各品種生長條件基本一致。

1.2 試驗方法

于2019 年9 月隨機采集5 個觀賞雷竹變型標(biāo)準(zhǔn)木的功能葉10 g，置于0～2℃冰盒中帶回實驗室。將葉片用清水洗凈并用吸水紙擦干表面水分備用。試驗設(shè)置0、-5、-10、-15、-20、-25、-30℃ 7 個溫度梯度，將等量的葉片分為 7 個試驗組分別進(jìn)行不同溫度處理，處理時間24 h，每個試驗組3 次重復(fù)。用超低溫冷凍循環(huán)儀（DX-4015，北京長流科學(xué)儀器有限公司）以5℃·h-1逐漸降溫到設(shè)置溫度，處理完畢后，以5℃·h-1逐漸升溫至0℃，然后在0℃冰箱內(nèi)保存待測，待測時間小于1 h。

表1 5 個雷竹品種基本信息Table 1 Basic information of 5 varieties

葉片細(xì)胞膜損害程度測定：（1）相對電導(dǎo)率（REC）：取待測葉片用打孔器制成大小相同的圓片，隨機選取形狀完整的20 片，放置于試管底部，加入20 mL 去離子水，然后將試管放入真空干燥箱中用真空抽氣3 次，每次20 min，常溫下放置6 h，期間每30 min 振蕩一次試管，用電導(dǎo)率儀（STARTER3000C，浙江納德科學(xué)儀器有限公司）測定電導(dǎo)率值S1，再將試管置于水浴鍋中沸水浴40 min 后冷卻，在常溫下穩(wěn)定30 min 后測定電導(dǎo)率值S2。以去離子水電導(dǎo)率值S0作為對照。根據(jù)公式REC=（S1-S0）/（S2-S0）計算相對電導(dǎo)率。（2）丙二醛（MDA）含量用硫代巴比妥酸（TBA）顯色法測定。

葉片抗氧化酶活性測定：超氧化物歧化酶（SOD）采用氮藍(lán)四唑法（NBT 法）測定；超氧化物酶（POD）的活性采用愈創(chuàng)木酚法測定；過氧化氫酶（CAT）采用紫外吸收法測定。

滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)測定：分別測定可溶性蛋白和脯氨酸含量分析雷竹在低溫條件下的生理可塑性?？扇苄缘鞍缀坎捎每捡R斯亮藍(lán)染色法測定；脯氨酸含量采用酸性茚三酮比色法測定。以上生理指標(biāo)均參照李合生的植物生理試驗方法[24]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

1.3.1 Logistic 方程的建立和LT50確定 運用SPSS17.0 軟件將相對電導(dǎo)率擬合Logistic 方程y=k/(1+ae-bx)，后將獲得的參數(shù)計算后得出低溫半致死溫度（LT50）。公式中x為處理溫度，y代表相對電導(dǎo)率，k、a、b為參數(shù)，k為y的最大極限值，b反映了x與y 之間的對應(yīng)關(guān)系，a表示曲線對原點的相對位置，如果y為累計頻率，則常數(shù)k為1[25]。當(dāng)方程曲線出現(xiàn)拐點時的溫度即為引起膜不可逆?zhèn)Φ呐R界點，可用來確定植物組織的LT50，從而定量判斷5 個雷竹變型的抗寒能力[26]。為了方便對a、b求解，對原擬合方程進(jìn)行線性化：令y1= ln[(k-y)/y]，則y1= -bx+lna，從而將Logistic 方程轉(zhuǎn)化為y1與處理溫度x之間的直線方程，再運用SPSS 17.0 軟件進(jìn)行線性擬合可求出a、b值以及相關(guān)系數(shù)R，而LT50=（lna）/b[27]。

1.3.2 隸屬函數(shù)值的計算 根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬函數(shù)法計算5 個雷竹變型耐寒性的隸屬函數(shù)值，從而得到綜合排名。隸屬函數(shù)值可根據(jù)公式求出：當(dāng)指標(biāo)與耐寒性呈正相關(guān)時（如抗氧化酶活性、可溶性蛋白和脯氨酸含量），Uijk= (Xijk-Xmin)/(Xmax-Xmin)；而指標(biāo)與耐寒性呈負(fù)相關(guān)時（如相對電導(dǎo)率和MDA 含量），Uijk= 1-(Xijk-Xmin)/(Xmax-Xmin)，其中，i代表竹種，j代表溫度，k代表指標(biāo)，Uijk為第i個竹種在第j個溫度處理下第k項指標(biāo)的隸屬函數(shù)值，Xmin表示所有竹種所有溫度下第k項指標(biāo)的最小值，Xmax表示第k項指標(biāo)的最大值[2]。

1.3.3 差異性分析（ANOVA）及主成分分析（PCA） 對所有生理指標(biāo)用SPSS 17.0 軟件進(jìn)行雙因素方差分析（ANOVA），采用Canoco 5.0 軟件進(jìn)行主成分分析（PCA）和冗余分析（RDA），確定生理指標(biāo)變化的主分量，計算其載荷值，并分析各生理指標(biāo)與溫度間的相關(guān)性。根據(jù)主成分分析結(jié)果計算生理參數(shù)的主成分載荷量，從而確定影響雷竹耐寒性的主要生理參數(shù)。運用Origin 9.0 軟件進(jìn)行圖表繪制。

圖1 低溫脅迫對5 個雷竹變型相對電導(dǎo)率的影響Fig. 1 Effect of low temperature on relative conductivity of 5 varieties

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫脅迫對5 個雷竹變型葉片相對電導(dǎo)率的影響

由圖1 可知：5 個雷竹變型葉片相對電導(dǎo)率（REC）均隨著溫度的降低呈先上升后下降的趨勢；但彎稈雷竹葉片相對電導(dǎo)率在-20℃達(dá)到峰值，而其余4 種雷竹則均在-25℃達(dá)到峰值。另外，5 個雷竹變型相對電導(dǎo)率的峰值差異顯著，其中，花稈雷竹相對電導(dǎo)率最高，而細(xì)葉烏頭雷竹相對電導(dǎo)率最低。根據(jù)相對電導(dǎo)率的結(jié)果擬合Logistic方程，曲線的擬合效果均達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）。根據(jù)a、b值分別計算出5 個雷竹變型的半致死溫度（LT50）。結(jié)果顯示：彎稈雷竹的LT50最低（-18.73℃），而花稈雷竹的LT50最高（-14.57℃）（表2）。

2.2 低溫脅迫對5 個雷竹變型葉片抗氧化酶活性的影響

由圖2 可知：5 個雷竹變型葉片超氧化物歧化酶（SOD）活性隨處理溫度的降低均呈先上升后下降的趨勢。花稈雷竹SOD 活性在-10℃時達(dá)到峰值，而其余4 種雷竹均在-15℃時達(dá)到峰值。5 個雷竹變型SOD 活性上升幅度為：黃條雷竹（590.72）＞ 黃皮雷竹（548.52）＞ 彎稈雷竹（471.17）＞ 細(xì)葉雷竹（428.97）＞ 花稈雷竹（393.81）。雙因素方差分析發(fā)現(xiàn)，SOD 活性在不同溫度間和不同變種間差異極顯著（P＜ 0.01）（表3）。

表2 5 個雷竹變型在低溫處理下相對電導(dǎo)率的回歸方程和半致死溫度Table 2 Regression equation of conductivity under low temperature treatment and LT50 of 5 varieties

圖2 低溫脅迫對5 個雷竹變型SOD 活性的影響Fig. 2 Effect of low temperature stress on SOD activity of 5 varieties

超氧化物酶（POD）和過氧化氫酶（CAT）活性隨溫度變化的趨勢與SOD 的類似?；ǘ捓字竦腜OD活性在-10℃時達(dá)到極值，而其余4 種雷竹均在-15℃時達(dá)到峰值。5 個雷竹變型POD 活性上升幅度為：黃皮雷竹（2 577.78）＞ 黃條雷竹（2 266.67）＞細(xì)葉烏頭雷竹（2 155.56）＞ 彎稈雷竹（2 133.33）＞花稈雷竹（1 555.56）（圖3）。5 個雷竹變型CAT活性均在-15℃時達(dá)到峰值，其上升幅度為：彎稈雷竹（540.74）＞ 黃條雷竹（511.11）＞ 細(xì)葉烏頭雷竹（488.89）＞ 黃皮雷竹（481.48）＞ 花稈雷竹（437.04）（圖4）。

表3 變種和溫度處理的雙因素方差分析Table 3 Two-way variance analysis on varieties and temperatures

圖3 低溫脅迫對5 個雷竹變型POD 活性的影響Fig. 3 Effect of low temperature stress on POD activity of 5 varieties

圖4 低溫脅迫對5 個雷竹變型CAT 活性的影響Fig. 4 Effect of low temperature stress on CAT activity of 5 varieties

2.3 低溫脅迫對5 個雷竹變型葉片丙二醛含量的影響

由圖5 可知：5 個雷竹變型葉片中丙二醛（MDA）含量隨處理溫度的降低均呈先上升后下降的趨勢?；ǘ捓字竦腗DA 含量在-15℃時達(dá)到峰值，而其余4 種雷竹均在-20℃時達(dá)到峰值。5 個雷竹變型MDA 含量上升幅度為：花稈雷竹（28.71）＞ 黃條雷竹（24.9）＞ 細(xì)葉烏頭雷竹（24.8 ） ＞ 彎 稈 雷 竹（24.27 ） ＞ 黃 皮 雷 竹（23.59）。雙因素方差分析發(fā)現(xiàn)，MDA 含量在不同溫度間和不同變種間差異極顯著（P＜ 0.01），但5 個雷竹變型葉片MDA 含量在達(dá)到峰值后的下降程度很小，其在-30℃時的含量仍遠(yuǎn)高于0℃時的含量。

圖5 低溫脅迫對5 個雷竹變型MDA 含量的影響Fig. 5 Effect of low temperature stress on MDA contents of 5 varieties

2.4 低溫脅迫對5 個雷竹變型葉片可溶性蛋白及脯氨酸含量的影響

由圖6 可知：5 個雷竹變型葉片中可溶性蛋白含量均隨處理溫度的降低均呈先上升后下降的趨勢。彎稈雷竹可溶性蛋白含量在-20℃時達(dá)到峰值，而其余4 種雷竹均在-15℃時達(dá)到峰值。5 個雷竹變型可溶性蛋白含量的上升幅度為：黃皮雷竹（0.236）＞ 細(xì)葉烏頭雷竹（0.229）＞ 彎稈黃皮雷竹（0.221）＞ 黃條雷竹（0.219）＞ 花稈雷竹（0.179）。雙因素方差分析發(fā)現(xiàn)，可溶性蛋白含量在不同溫度間和不同變種間差異極顯著（P＜0.01）。

圖6 低溫脅迫對5 個雷竹變型可溶性蛋白含量的影響Fig. 6 Effect of low temperature stress on soluble protein contents of 5 varieties

由圖7 可知：5 個雷竹變型葉片中脯氨酸含量均隨處理溫度的降低均呈先上升后下降的趨勢，且均在-15℃時達(dá)到峰值。5 個雷竹變型脯氨酸含量的上升幅度為：彎稈雷竹（56.08）＞ 黃條雷竹（55.35）＞ 黃皮雷竹（54.35）＞ 細(xì)葉烏頭雷竹（50.56）＞ 花稈雷竹（47.09）。雙因素方差分析發(fā)現(xiàn)，可溶性蛋白含量在不同溫度間和不同變種間差異極顯著（P＜ 0.01）。

圖7 低溫脅迫對5 個雷竹變型脯氨酸含量的影響Fig. 7 Effect of low temperature stress on proline contents of 5 varieties

2.5 低溫脅迫對5 個雷竹變型生理指標(biāo)影響的主效應(yīng)分析和冗余分析

對低溫脅迫下的5 個雷竹變型生理特征的主效應(yīng)分析（PCA）結(jié)果（表4）顯示：第1 主成分可反映生理指標(biāo)變化59.38%的貢獻(xiàn)率，其中，可溶性蛋白和脯氨酸這兩個體現(xiàn)細(xì)胞滲透調(diào)節(jié)響應(yīng)的指標(biāo)載荷量較高；第2 主成分可解釋約27.8%的信息量，其中，體現(xiàn)細(xì)胞抗氧化酶調(diào)節(jié)能力的指標(biāo)SOD 和POD 載荷量較高。從溫度對生理指標(biāo)的影響看，可將0℃、-5℃歸為一類，-10℃、-15℃和-20℃歸為一類，-25℃和-30℃歸為一類，同類的處理對生理指標(biāo)產(chǎn)生的影響相近（圖8）。冗余分析（RDA）結(jié)果（圖9）表明：3 種抗氧化酶活性、可溶性蛋白以及脯氨酸間表現(xiàn)出顯著正相關(guān)關(guān)系，而MDA 和相對電導(dǎo)率間表現(xiàn)出顯著正相關(guān)關(guān)系。溫度的改變對相對電導(dǎo)率、脯氨酸、MDA以及抗氧化酶活性的影響較大，而對可溶性蛋白的影響相對較小。運用隸屬函數(shù)法將與耐寒性相關(guān)（正相關(guān)和負(fù)相關(guān)）的生理指標(biāo)綜合分析比單獨分析一個或一類指標(biāo)更具科學(xué)性。根據(jù)隸屬函數(shù)值得到5 個雷竹變型耐寒性綜合排名為：彎稈雷竹 ＞細(xì)葉烏頭雷竹 ＞ 黃皮雷竹 ＞ 黃條雷竹 ＞ 花稈雷竹（表5）。

表4 生理指標(biāo)的主分量載荷Table 4 Component matrix of physiological indices

圖8 不同溫度處理下5 個雷竹變型生理參數(shù)的主成分分析（PCA）Fig. 8 Principal component analysis（PCA）of physiological parameters of 5 varieties under different treatments

3 討論

3.1 抗氧化酶系統(tǒng)對低溫的響應(yīng)

低溫條件下植物體內(nèi)會積累大量可破壞植物生物膜系統(tǒng)的超氧自由基[28]，而抗氧化酶系統(tǒng)可有效清除超氧自由基。植物通過超氧化物歧化酶（SOD）將組織中的O2-轉(zhuǎn)化為H2O2和O2，再由超氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）將H2O2轉(zhuǎn)化成H2O 和O2，從而使植物膜系統(tǒng)在低溫條件下免受傷害[27]。本研究中，5 個雷竹變型抗氧化酶活性隨著溫度的降低呈先上升后下降的趨勢，說明抗氧化酶系統(tǒng)在雷竹耐受低溫的過程中發(fā)揮積極的作用，但當(dāng)溫度低于雷竹的耐受極限時，會引起抗氧化酶系統(tǒng)紊亂，從而導(dǎo)致活性降低。這與娜塔櫟（Quercus nuttalliiPalmer.）[28]、元寶楓（Acer truncatumBunge）[29]、黃條金剛竹（Pleioblastus kongosanensisf.aureostriatusMuroi et Yuk.Tanaka）[30]等植物上的研究結(jié)果一致。結(jié)合5 個雷竹變型的半致死溫度發(fā)現(xiàn)，抗氧酶活性隨著溫度變化曲線的峰值均發(fā)生在半致死溫度之前，說明通過葉片電導(dǎo)率獲得的樹種半致死溫度同樣是抗氧化酶活性的拐點溫度；另外也說明酶活性的降低間接導(dǎo)致了細(xì)胞膜的損害，進(jìn)而引起植物細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)的外滲。主成分分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SOD 和POD 活性在第2 主成分中載荷量最高，說明SOD 和POD 在雷竹耐寒過程中起到關(guān)鍵作用。從生理指標(biāo)對低溫的響應(yīng)看，可將溫度分為3 類，即0℃、-5℃歸為一類，-10℃、-15℃和-20℃歸為一類，-25℃和-30℃歸為一類。結(jié)合各指標(biāo)的變化趨勢得出，雷竹可耐受高于-5℃的低溫，而當(dāng)溫度低于-10℃時則通過改變生理活性和物質(zhì)含量提高對低溫的抗性，當(dāng)溫度低于-20℃后則達(dá)到雷竹的低溫耐受極限。研究表明，敏感的生理可塑性有助于植物在逆境環(huán)境下生存[31]，從本研究中抗氧化酶活性的上升幅度看，花稈雷竹上升幅度均最小，說明花稈雷竹的抗氧化酶系統(tǒng)對低溫的響應(yīng)最不敏感，這可能是導(dǎo)致花稈雷竹耐寒性表現(xiàn)不佳的原因之一。相反，耐寒性表現(xiàn)良好的彎稈雷竹和黃條雷竹等抗氧化酶活性的上升幅度更大。

圖9 雷竹生理指標(biāo)對溫度響應(yīng)的冗余分析（RDA）Fig. 9 Redundant analysis of temperature response by physiological indexes of Ph. praecox ‘Prevernalis’

表5 5 個雷竹變型的隸屬函數(shù)值及耐寒性綜合排名Table 5 The membership function and the comprehensive ranking on cold tolerance of 5 varieties

3.2 膜系統(tǒng)的低溫受損

相對電導(dǎo)率的大小可以最直接的反映膜系統(tǒng)的損傷程度。本研究中，5 個雷竹變型相對電導(dǎo)率隨著溫度下降的變化曲線均為典型的“S”型曲線。這種變化趨勢與鵝毛竹（Shibataea chinensisNakai）、鋪地竹（Arundinaria argenteostriataE. G. Camus）等觀賞竹的低溫脅迫試驗結(jié)果基本一致[12]；但也有研究發(fā)現(xiàn)，闊葉箬竹（Indocalamus latifolius(Keng)McClure）、茶稈竹（Pseudosasa amabilis(McClure)Keng f.）等觀賞竹的電導(dǎo)率曲線在半致死溫度之前上升平緩隨后陡然上升[32]。從5 個雷竹變型電導(dǎo)率的最大值看，彎稈雷竹最小而花稈雷竹最大，說明彎稈雷竹細(xì)胞膜受損最低而花稈雷竹最大。這同樣符合半致死溫度以及耐寒性綜合評價結(jié)果。比較發(fā)現(xiàn)，雖然5 個雷竹變型半致死溫度相對于金鑲玉竹（Phyllostachys aureosulacataf. Spectabilis）和金絲毛竹（Phyllostachys heterocycla(Carr.) Mitford cv.Gracilis）等剛竹屬竹種總體偏高[15]，即耐寒性較弱，但與鋪地竹和鵝毛竹等常見觀賞性竹種相比耐寒性較強[30]。

丙二醛（MDA）是植物脂膜過氧化的重要產(chǎn)物之一，其在植物組織中的積累會使脂膜在的逆境中的損傷加劇[33]。耐寒性較差的樹種低溫條件下往往發(fā)生更早更嚴(yán)重的細(xì)胞膜氧化現(xiàn)象，這就導(dǎo)致其MDA 含量的顯著增加[27]。5 個雷竹變型MDA 含量均隨著溫度的降低呈先上升后下降的趨勢，這與張瑋等關(guān)于麻竹（Dendrocalamus latiflorusMunro）低溫脅迫試驗結(jié)果一致[34]。通過比較MDA 含量及其變化程度，可以反映出5 個雷竹變型在低溫中的受損程度。本研究中，花稈雷竹MDA 含量上升幅度顯著高于其它4 種雷竹，說明在同樣的溫度脅迫下花稈雷竹細(xì)胞膜氧化程度更大。

3.3 滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)對低溫脅迫的響應(yīng)

可溶性蛋白是植物在低溫條件下重要的滲透調(diào)節(jié)和信息傳遞物質(zhì)。植物通過提高細(xì)胞中可溶性蛋白含量，增加細(xì)胞內(nèi)的束縛水與自由水的比值，從而避免因細(xì)胞液結(jié)冰而產(chǎn)生的機械傷害[35]。本研究中，5 個雷竹變型可溶性蛋白含量均隨著溫度降低而呈先上升后下降的趨勢，這與徐傳寶等關(guān)于竹子低溫脅迫的結(jié)論基本一致[36]。但從相關(guān)性分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，可溶性蛋白含量與溫度的相關(guān)性相對于脯氨酸和MDA 較小，同樣的現(xiàn)象也出現(xiàn)在POD 的結(jié)果中，這可能是由于這兩個指標(biāo)在低溫下相對增長率較小引起的。也有研究認(rèn)為，可溶性蛋白的含量與低溫不存在明顯的關(guān)聯(lián)[37]，甚至有研究發(fā)現(xiàn)，可溶性蛋白的含量隨著低溫脅迫程度的增加呈先降低后上升的趨勢[38]。脯氨酸同樣是一種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，有研究發(fā)現(xiàn)，植物通過提高細(xì)胞中脯氨酸含量來提高原生質(zhì)的保水能力，從而平衡在低溫條件下的細(xì)胞代謝[39]。另外，脯氨酸還是一種自由基的清除劑，可在逆境條件下穩(wěn)定蛋白質(zhì)和核酸[40]。本研究中，不同程度的脯氨酸含量升高同樣是5 個雷竹變型在低溫條件下的適應(yīng)性策略。綜合評分較高的彎稈雷竹脯氨酸含量上升幅度最大，而花稈雷竹最小。結(jié)合主成分分析發(fā)現(xiàn)，可溶性蛋白和脯氨酸是占有主分量載荷最高的兩個指標(biāo)，而這兩個指標(biāo)均是重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。可見，細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)是雷竹耐寒過程中的主要策略。從5 個雷竹變型的可溶性蛋白和脯氨酸的極值（最小值和最大值）看，抗寒性較好的雷竹含有相對高的物質(zhì)含量，這或許造成雷竹變型間耐寒能力的差異。

本研究中，適當(dāng)?shù)牡蜏乜梢栽黾永字袢~片中滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量。在雷竹栽培過程中，幼苗期進(jìn)行適當(dāng)?shù)牡蜏劐憻捇蛟S可以有效提高雷竹的御寒能力。本試驗僅選擇5 個觀賞雷竹變型葉片作為試驗材料，并沒有涉及竹筍、竹稈、根系等重要的器官，利用葉片進(jìn)行24 h 低溫處理的試驗方法與自然低溫條件也存在一定的差距。但本研究得出的雷竹半致死溫度與前人有關(guān)雷竹在自然低溫條件下生長的結(jié)論基本相符。如郭子武等調(diào)查浙江北部雷竹在經(jīng)歷較長時間（15 d 左右）嚴(yán)重低溫寒害天氣（局部低溫達(dá)-15℃）后的生長狀況發(fā)現(xiàn)，部分雷竹林出現(xiàn)葉片大量枯黃，竹稈皺縮變色，甚至立竹死亡的情況，嚴(yán)重影響雷竹生長和竹筍產(chǎn)出[41]。同時，本研究結(jié)果也為在我國不同氣候區(qū)進(jìn)行雷竹變型的栽培和推廣提供參考依據(jù)。5 個雷竹變型均不適宜在我國東北、華北和西北的嚴(yán)寒或寒冷地區(qū)進(jìn)行推廣栽培；在中南、華東、西南地區(qū)的偏北部，最低溫度低于-15℃的地區(qū)則應(yīng)避免種植如花稈雷竹等耐寒能力較弱的雷竹變型；而其余地區(qū)均可栽培推廣本試驗的5 個雷竹變型。雷竹越冬是一個長期的抗逆過程，本試驗結(jié)果僅初步揭示雷竹變型間的耐寒性差異，對雷竹的耐寒機理還有待更深入的研究。后續(xù)試驗中將綜合考慮雷竹多個器官對低溫的響應(yīng)，并將大田觀賞性雷竹越冬生長表現(xiàn)和生理響應(yīng)納入到耐寒性綜合評價中。

4 結(jié)論

本研究闡明了5 個雷竹變型在低溫條件下的生理響應(yīng)策略，并對5 個雷竹變型的耐寒性進(jìn)行綜合評價，獲得了雷竹在低溫下的半致死溫度，為觀賞性雷竹引種和栽培提供了技術(shù)依據(jù)。5 個雷竹變型在低溫條件下耐寒性綜合排名為：彎稈雷竹 ＞ 細(xì)葉烏頭雷竹 ＞ 黃皮雷竹 ＞ 黃條雷竹 ＞ 花稈雷竹。滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)（可溶性蛋白和脯氨酸）以及抗氧化酶（SOD 和POD）在雷竹耐寒過程中發(fā)揮主要作用。半致死溫度的確定給雷竹引種提供了溫度的定量參考。在雷竹引種和栽培過程中可根據(jù)5 個雷竹變型的半致死溫度來確定引種地是否宜林。由于雷竹在其生活史的不同階段對低溫環(huán)境的適應(yīng)性存在差異。因此，在后續(xù)試驗中將進(jìn)一步研究雷竹其它生長階段對低溫環(huán)境的適應(yīng)情況。