全 文 :浙江农业学报 Acta Agriculturae Zhejiangensis,2012,24(1) :48 - 51 http:/ /www. zjnyxb. cn
葛亚英,田丹青,郁永明,等. 应用 Logistic方程确定‘圆叶红花’口红花的抗寒性[J].浙江农业学报,2012,24(1) :48 -51.
应用 Logistic方程确定‘圆叶红花’口红花的抗寒性
葛亚英1,2,田丹青1,郁永明1,潘刚敏1,夏宜平2,*
(1 浙江省农业科学院 花卉研究开发中心,浙江 杭州 311202;2 浙江大学 农业与生物技术学院,浙江 杭州 310029)
收稿日期:2011 - 09 - 20
基金项目:浙江省公益技术研究农业项目(2010C32052)
作者简介:葛亚英(1976 -) ,女,浙江萧山人,硕士,助理研究员,
主要从事花卉栽培生理与育种。E-mail:gyy954002@ 126. com;
Tel:0571 - 83713881
* 通讯作者,夏宜平,E-mail:ypxia@ zju. edu. cn;Tel:0571 -
86971654
摘 要:以 2 年生‘圆叶红花’口红花(Aeschynanthus radicans)枝条为试材,通过不同低温、不同处理时间下叶
片电解质相对外渗率(REC)变化作曲线,并结合 Logistic方程计算口红花的低温半致死温度(LT50) ,结果表
明在低温处理 12 h以上,口红花叶片 REC随着处理温度的降低而呈“S”形上升,由此计算出“S”形拐点对应
的温度即为口红花叶片的 LT50,其温度值在 8. 1℃至 10. 1℃之间,这可认为是口红花抗寒能力的重要指标。
关键词:口红花;抗寒性;电解质外渗率;半致死温度
中图分类号:S 68 文献标志码:A 文章编号:1004 - 1524(2012)01 - 0048 - 04
Application of Logistic equation in cold tolerance of Aeschynanthus radicans variety round
leaf and red flower
GE Ya-ying1,2,TIAN Dan-qing1,YU Yong-ming1,PAN Gang-min1,XIA Yi-ping2,*
(1Research & Development Centre of Flower,Zhejiang Academy of Agricultural Sciences,Hangzhou 311202,China;
2Department of Horticulture,College of Agriculture and Biotechnology,Zhejiang University,Hangzhou 310029,Chi-
na)
Abstract:The biennial branches of Aeschynanthus radicans variety round leaf and red flower were used as test mate-
rials. Effects of low temperature and treatment time on the relative electric conductivity (REC)were studied and the
semilethal temperature (LT50)was calculated out based on Logistic equation. The results showed that REC increased
as a S-curve with the decrease of temperature when the treatment time was longer than twelve hours. According to the
S-curves and Logistic equation,the temperature of S-curves inflection point namely LT50 was calculated. The LT50
was between 8. 1℃ and 10. 1℃,which could be considered as an important index of cold tolerance in Aeschynanthus
radicans.
Key words:Aeschynanthus radicans;cold tolerance;relative electric conductivity (REC) ;semilethal temperature
(LT50)
口红花(Aeschynanthus radicans)为苦苣苔科
芒毛苣苔属常绿蔓生草本植物,原产印度尼西
亚、马来西亚,近几年引入中国,是一种优良的垂
吊植物,其花叶皆具较高的观赏价值,但其抗寒
性较差,冬季栽培时极易受冻,严重影响其观赏
价值,因此对口红花的抗寒性进行研究具有非常
重要的意义。植物组织的半致死温度 (LT50)的
准确测定在植物抗寒性的研究和实际应用中意
义非常重大[1]。同时,运用电解质外渗法测定植
物的抗寒力,已在菊花[2]、葡萄[3]、茶梅[4]、桉
树[5]、佛手[6]等植物上进行过大量的研究,但口
红花抗寒性的研究国内外还未见报道。本研究
以‘圆叶红花’口红花二年生枝条为试材,通过低
温处理,进行电解质外渗率的测定,应用 Logistic
方程建立回归模型,确定其低温半致死温度[1],
以期为口红花的引种栽培、抗寒机理的研究及抗
寒品种的选育提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
供试品种为‘圆叶红花’口红花,试验材料选
用种于 18 cm吊兰盆中二年生扦插植株。
取长势一致、无病斑的顶端枝条(含顶芽,长
约 10 cm)。
1. 2 试验处理
试验在浙江省农业科学院花卉研究开发中
心进行。采用人工气候培养箱(RTOP-430B 智能
型) ,箱内条件设定为:光照 12 h,黑暗 12 h,相对
湿度 70% ~80%,光强 12 000 lx。
取‘圆叶红花’口红花枝条进行 5 种不同温
度梯度的人工气候箱恒温培养(设置温度梯度为
0,3,6,9,12℃) ,同时培养时间设置 6 个梯度(0,
12,18,24,36,48 h) ,每处理取 9 个枝条,分别用
封口袋装好。低温处理后每枝条取完整、无病虫
害的 1 对叶片(自枝顶向下数取第 3 对展平叶
片)测定电解质外渗率,重复 3 次。
1. 3 叶片电解质外渗率的测定
叶片电解质外渗率测定参考孙祥生等[7]方
法,稍做修改,具体经过如下:叶片用自来水冲洗
干净,再用蒸馏水漂洗干净后,用滤纸吸干,然后
用孔径 0. 6 cm 的打孔器进行打孔,一般每张叶
片取 4 个小圆片,后称取 0. 5 g置于小烧杯中,加
50 mL蒸馏水,于 30℃静置 1 d,其间数次用玻棒
不停搅拌,采用电导仪(DDS-320)先于室温下测
其电导率 c1,然后沸水浴 30 min,自然凉至室温
后再测其电导率 c2,每处理重复 3 次。电解质
相对外渗率 REC = c1 / c2 × 100%。
1. 4 Logistic方程和半致死温度(LT50)计算方法
相对外渗率拟合 Logistic 回归方程为:y =
K / (1 + ae - bx) ,其中 y 代表细胞伤害率,x 代表
处理温度,K为细胞伤害率的饱和容量,a,b 为方
程参数。为了确定 a,b 的值,将 Logistic 转化为
ln(k - y )/ y = lna - bx,令 Y = ln(k - y)/ y,则
变成转化细胞伤害率(Y)与处理温度(x)的直
线方程。通过直线回归的方法求出 lna,b 及拐点
温度即低温半致死温度(LT50)
[3]。
2 结果与分析
2. 1 不同低温胁迫下口红花叶片 REC的动态变
化
不同低温处理 48 h后,口红花枝条用肉眼观
察区别很明显(图 1) :在 6,3,0℃低温胁迫下,口
红花叶片出现深褐色水渍状斑点,且温度越低,
斑点面积越大,特别是 0℃处理,几乎整个叶片呈
深褐色,9℃,12℃温度下叶片变化不明显。
图 1 低温处理 48 h后的口红花枝条
Fig. 1 Aeschynanthus radicans leaves treated for 48 h under
low temperature
不同低温胁迫下口红花叶片电解质外渗率
REC测定结果如图 2,随处理时间的延长,口红花
叶片 REC 从 27. 1%逐渐增大,曲线呈先上升而
后平滑递增的趋势。其中 12℃ 和 9℃ 处理下
REC变化不明显,48 h 后 REC 稍有增加,但总体
差异不大;6℃和 3℃处理下短期内 REC 变化不
明显,18 h以后 REC急剧增加,24 h 时增加近 1
倍,6℃处理在 24 h之后随处理时间延长 REC 增
加幅度又趋于平缓,而 3℃处理在 24 h 至 36 h之
间 REC 仍急剧增加,36 h 达到了 85. 8%;0℃处
理下 REC增加明显,处理 12 h 叶片 REC 从最初
的 27. 1%增加到 48. 7%,24 h达 63. 7%,48 h 达
91. 4%。表明口红花枝条在不同低温处理下叶
片 REC变化趋势明显不同,处理温度越低 REC
变化越明显,叶片质膜所受的冻害越严重。
2. 2 不同胁迫时间下口红花叶片 REC的变化
不同低温胁迫时间下口红花叶片 REC 变化
明显(图 3) ,随着处理温度降低叶片 REC 增加。
12 h和 18 h 时 REC 变化幅度不大,不能用来计
算拐点。而胁迫时间在 24 h 以上的处理 REC 变
化显著,对应变化趋势呈明显的“S”形,并且有明
显的拐点,低温胁迫 24 h,12℃时叶片 REC 为
27. 5%,9℃时增加到 33. 5%,6℃时 60. 3%,3℃,
·94·葛亚英,等. 应用 Logistic方程确定‘圆叶红花’口红花的抗寒性
图 2 不同低温下口红花叶片电解质外渗率变化
Fig. 2 Effect of low temperature on REC of Aeschynanthus rad-
icans leaves
0℃上升幅度稍趋于平缓;低温胁迫 36 h 与 48 h
时,变化趋势一致并且接近,12℃时 36 h 处理
REC为 30. 9%,48 h 为 34. 6%,在 9℃到 6℃之
间变化非常明显,36 h 从 34. 7%上升到 69. 6%,
48 h 从 35. 5%上升到 73. 3%,而后随温度的降
低,REC 仍呈上升趋势,48 h 胁迫下 0℃时的
REC是 12℃时的 2. 64 倍。
图 3 不同处理时间对口红花电解质外渗率的影响
Fig. 3 Effect of different treatment time of low temperature
on REC of Aeschynanthus radicans leaves
2. 3 低温胁迫下枝条半致死温度的分析
从图 3 中可以看出,相同低温胁迫时间下,
口红花叶片的 REC 随着处理温度的降低逐渐增
大,但是这一趋势不是线性上升的,而是呈“S”形
上升。根据朱根海等[1]有关组织半致死温度的
计算方法,可以计算出“S”形拐点对应的温
度———即口红花叶片组织的低温半致死温度
(LT50)。
不同胁迫时间下“S”曲线的曲率不同。口红
花低温胁迫 12 h 和 18 h 的变化趋势过于平缓,
无法计算拐点,而胁迫时间 24 h 以上对应的“S”
形变化趋势可以计算出拐点温度,通过计算,口
红花叶片低温半致死温度在 8. 1℃和 10. 1℃之间
(表 1) ,这是口红花抗寒能力的重要指标。
表 1 不同处理时间下口红花叶片的低温半致死温度
LT50
Table 1 LT50 of leaves of Aeschynanthus radicans at differ-
ent treatment time
处理时间 /
h
(-)b ln a 回归方程 半致死温度
LT50 /℃
0 — — — —
12 — — — —
18 — — — —
24 0. 337 - 3. 40 Y = - 3. 40 + 0. 337x 10. 1
36 0. 302 - 2. 51 Y = - 2. 51 + 0. 302x 8. 3
48 0. 250 - 2. 03 Y = - 2. 03 + 0. 250x 8. 1
3 讨论
口红花电解质渗出率不仅受低温的影响,同
时还受处理时间的影响,低温处理时间的增加对
电解质外渗率的变化起决定性的作用,这与许多
研究者的测定结果相一致[4,8,9]。经研究可以推
断出,检测口红花的抗寒性,用 0℃处理 12 h 就
足以区分,而用 3 ~ 6℃则要处理 24 h 以上方能
判别,9℃以上口红花不受冷害。同时通过本试
验口红花叶片在低温胁迫下随时间的延长原生
质膜透性逐渐增大,可以预计,随着处理时间的
进一步延长,叶片 REC 将继续增大,甚至接近于
100%,此时质膜完全被破坏。本试验低温胁迫
48 h口红花叶片受害细胞的电解质得到充分的
泄漏,电解质渗出率基本达到稳定状态,从而获
得的鉴定结果较为准确。
通常在草本植物抗寒实验中[10,11]测定半致
死温度时处理时间多采用 18 ~ 24 h,为了寻找口
红花抗寒实验上理想的处理时间,试验设置 6 个
处理时间梯度,从 0 h 到 48 h,结果 24 h 以上处
理时间里 REC变化曲线呈明显的“S”形 ,可以
计算 LT50。因此对口红花叶片低温半致死温度
测定可以采取 24 ~ 48 h,不应采用 18 h以下的处
理时间。
·05· 浙江农业学报 第 24 卷 第 1 期(2012 年 1 月)
低温半致死温度 (LT50)是评价一个物种抗
寒性强弱比较准确的指标[1,4]。通过对‘圆叶红
花’口红花低温半致死温度的研究表明,电解质
外渗率遵循 Logistic拟合方程且与半致死温度呈
线性关系。本研究应用此方法计算出口红花低
温半致死温度在 8. 1 ~ 10. 1℃之间。
本试验采用电导法配合 Logistic 方程计算半
致死温度 (LT50) ,通过研究,确立了‘圆叶红花’
口红花低温半致死温度,可用以评价其抗寒能
力,从而确定有效控制温度的栽培技术措施。然
而,口红花的研究主要集中在品种介绍、栽培繁
殖技术等方面,未涉及其抗寒性,缺乏可以直接
比较的相关研究结论。同时本试验只局限于对
口红花一个品种的研究,对其他品种是否具有代
表性,还有待于进一步研究。
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(责任编辑 张 韵)
·15·葛亚英,等. 应用 Logistic方程确定‘圆叶红花’口红花的抗寒性