全 文 ： 收稿日期：2011-07-13
基金项目：福建省财政厅重大专项基金资助
作者简介：郭祥泉(1967-)，男，福建永安人，高级工程师，博士，从事林木育种栽培与资源管理工作。E-mail: gxq19670709@sina.com
注：洪伟为通讯作者。

应用电导率探讨邓恩桉不同优株的抗寒性
郭祥泉 1，吴奇智 2，洪 伟 3，郭祥堆 4
（1.福建省三明市林业局，福建 三明 365000；2.福建省连城县森威林业责任有限公司 城关分公司，福建 连城 366200；
3.福建农林大学 桉树研究中心，福建 福州 350002；4.福建省永安市第六中学，福建 永安 366000）

摘 要：本文通过测定邓恩桉不同优株在常温下电导率日变化与不同低温胁迫处理电导率的变化，探讨不同处
理条件下，电导率变化与个体抗寒性的关系。结果表明，不同个体在常温下电导率存在日波动变化，但日波动
性与抗寒性没有直接联系。在不同低温胁迫处理下, 不同优良个体电导率随抗寒能力不同而变化，抗寒能力越
强，电导率发生骤变的低温区间越滞后，且变化幅度也较小。由不同处理下的电导率，分别求得不同个体的
logistic 方程, 经回归分析得出各不同个体的半致死温度,定量评价不同个体抗寒能力，为抗寒-速生优株筛选提
供科学依据。
关键词：邓恩桉；电导率；优株；抗寒性；半致死温度
Doi: 10.3969/j.issn.1009-7791.2012.01.010
中图分类号：Q945.78 文献标识码：A 文章编号：1009-7791(2012)01-0041-04

Study on Cold-resistance of Different Eucalyptus dunnii Plus Trees
Using Electrical Conductivity
GUO Xiang-quan1, WU Qi-zhi2, HONG Wei3, GUO Xiang-dui4
(1.The Forestry Bureau of Sanming City, Sanming 365000, Fujian China; 2.Cheng-kwan Branch Company, Sen Wei Forestry
Ltd. of Liancheng County, Liancheng 366200, Fujian China; 3.Research Centre of Eucalyptus, Fujian Agriculture and
Forestry University, Fuzhou 350002, Fujian China; 4.The Sixth Middle School of Yong’an City, Yong’an 366000, Fujian
China)

Abstract: The electrical conductivity of different Eucalyptus dunnii plus trees was determined at
normal temperature and under different low temperature stress, to discuss the relation between the
change of electrical conductivity and the individual cold-resistance in different treatments. The
results indicated that the electrical conductivity of different individuals existed diurnal fluctuation at
normal temperature, which did not contact directly with the individual cold-resistance. The electrical
conductivity of different plus trees varied with the differences of cold-resistance under different low
temperature stress, the cold-resistance stronger, the low-temperature interval that the electrical
conductivity changed gradually more hysteretic, and the range of variation smaller. According to the
electrical conductivity in different treatments, the logistic equations and self-lethal temperature of
different individuals were respectively gained by regression analysis, to quantitatively assess the
cold-resistances of different individual, which would provide the scientific basis for selecting plus
trees of the rapid-growth and cold-resistance.
Key words: Eucalyptus dunnii; electrical conductivity; plus tree; cold-resistance; self-lethal
temperature

气候变化使人类生存环境每间隔一定年限就发生一次极端异常低温，它给社会带来巨大的损失；

2012,41(1):41-44.
Subtropical Plant Science
第 41 卷 ﹒42﹒
而对于植物来说有的是毁灭性，甚至可能造成物种灭绝。林木对环境的适应性就是通过漫长的自然选
择形成个体适应性，这对物种分布与延续起重要作用。物种北移推广与引种栽植，个体的抗寒性是主
要限制因子[1-3]。前人在林木抗寒性的生理生化、分子生物学等方面做了大量研究[4-9]。业以证实，植物
在低温胁迫下，细胞内的电解质发生不同程度的外渗现象，导致电导率发生变化[10]。Sukumaran在研究
电解质渗透率与半致死温度关系时，提出以电解质渗透率50%时的温度，作为组织的半致死温度；半
致死温度与临界低温理论上是一致的，可以定量地确定植物的抗寒能力[11]。作者在对邓恩桉及其它植
物个体抗寒性研究时，曾利用电导率与Logistic函数关系分析不同个体抗寒性[1-2]。本文以邓恩桉不同抗
寒-速生个体为材料，利用电导率方法定量评价其抗寒性，以期为相关研究与应用提供参考。
1 试验地自然气候条件
福建省建阳市为武夷山脉南伸的山区，属中亚热带季风气候，北部受武夷山的屏障，能较好地阻
挡冬季寒流的南袭，大大削弱了寒流对该区域的冻害威胁。建阳市气象局资料，该区域年均气温15~19
℃，年均降水量1 700 mm左右，年均蒸发量779.8 mm，年均日照时数1 802.7 h，无霜期283 d，一月平
均气温7.1 ℃，七月平均气温28.1 ℃，历史极端最低气温－8.7 ℃，最高气温41.3 ℃。
2 材料与方法
2.1 材料
测定电导率的试验材料邓恩桉（Eucalyptus dunnii）来源于建阳市引种地所筛选的不同优良单株，
优良单株分别命名为金山-01～金山-15号。试验材料从不同优良单株剪取中上部当年生长势良好的带叶
枝条，按编号装入盛有清水的桶中带回，试验材料与优良单株筛选同文献[12]。供试叶片叶龄保持相对
一致，取枝条芽下第4对后当年生、未受病虫为害的成熟功能叶。
2.2 试验温度处理设置
人工模拟低温胁迫试验，模拟在自然条件下，个体可能遇到的低温胁迫现象。邓恩桉不同优株电
导率测定的温度设计处理，以试验时室温作为常温处理；低温胁迫处理设置按该区域冬季不同区域可
能出现的温度以及前人的试验经验，分别设－1 ℃、－4 ℃、－7 ℃、－10 ℃、－13 ℃ 5个低温胁
迫处理。低温胁迫处理按梯度降温，各梯度处理1 h，采集相同部位的叶片每次各3个重复。常温处理按
每日的8:00、10:00、12:00、14:00、16:00共5个整点时间分别取样，测定一天中个体电导率的变化，连
续测定3 d，每个整点做三个重复[3]。试验于2008年9月8～10日进行。
2.3 电导率测定方法
电导率测定，选用不同优良单株生长良好的枝条，取枝条芽下第4对后当年生、未受病虫危害的成
熟功能叶，先用自来水冲洗叶片，再用无离子水漂洗4次，用滤纸吸干，将功能叶按不同编号装入预先
制定好的清洁小纸袋，放入Sheldon公司产SL-2015型培养箱中，按上述低温设置进行低温处理。处理
结束后取出，用剪刀剪成约0.8 cm长的切段，准确称取0.5 g装入试管, 加入无离子水20 ml，真空渗入
15 min，振荡1次，加塞后置25 ℃下静置3 h，取出再振荡1次，静置后用上海华阳电子仪器厂生产的
DDS-11A型测定电导率，后置沸水浴中15 min，冷却后测煮沸电导率，不同处理进行3次重复测定[1-3]，
电解质渗透率计算公式为：电解质渗透率=处理电导率/煮沸电导率×100%
3 结果与分析
3.1 常温下不同优良单株电导率及其聚类分析
植物在正常生长时，细胞与细胞间保持着物质交换，渗透作用是植物物质交换的重要途径之一。
常温条件下，细胞膜的渗透性一直存在，但所测得的电导值小，且不同的生物个体质膜组成成分不同，
电导值存在差异。通过对不同优株个体常温条件下电导率的测定表明，不同优株个体在一天中不同时
间区间，电导率随温度变化存在一定的波动，波动系数如表1所示。
第 1 期 郭祥泉,等：应用电导率探讨邓恩桉不同优株抗寒性 ﹒43﹒
应用DPSS对不同优株个体的波动系数进行k-均值聚类分析，分三类，金山-01、金山-04、金山-05、
金山-07、金山-08、金山-09等6个优良个体日电导率变化规律相似，波动小；金山-02、金山-03、金山
-06、金山-10、金山-14、金山-15
等6个优良个体日电导率变化相
似，波动相对前者大；金山-11、
金山-12、金山-13等3个优良单株
日电导率变化相似，波动幅度最
大。说明同一树种不同优良个体
电导率日变化规律存在一定差
异，由电导率日变化说明不同个
体膜透性存在差异，也表明不同
个体膜结构组成不同。
3.2 不同低温胁迫处理优良单株
电导率的变化
在不同低温胁迫条件下，由
于细胞的原生质膜结构受到不同
程度的影响，细胞膜的渗透性也
发生变化，产生不同的电导率，
表现出不同抗寒适应性。不同优良个体的电导率在不同低温胁迫条件下的变化如表2、图1所示，其中
金山-01、金山-14、金山-08，在－7 ℃至－10 ℃区间开始发生较大的变化；金山-02、金山-03、金山-09、
金山-11、金山-15，在－1 ℃、－4 ℃、－7 ℃、－10 ℃、－13 ℃区间电导率的变化较小。由电导率变
化图可知，抗寒适应性越强的优良个体，电导率发生较大变化的低温区间越滞后，且变化幅度也较小。
3.3 不同优株个体半致死温度测定
半致死温度（LT50）是由 Sukumaran[11]在研究电解质渗透率与半致死温度关系时提出的。通过对叶
片组织在不同温度处理下所测得的电解质透出率（表 2），对 Logistic 方程 Y=K/[1+exp(a+bx)]进行二阶
导数，求该方程相关参数，经回归分析，则可获曲线拐点的 t 值（温度）[1-3,11]。该温度值为不同优良
个体的半致死温度，由表 2 的相关系数表明所得曲线具有较好的拟合度，达显著水平，不同个体半致
死温度见表 2，拐点温度值越低，表明其半致死温度越低，即个体抗寒性越强。

表1 不同优良个体波动系数的聚类分析结果
优良个体 波动系数 聚类 间距
金山-01 0.0877 Ⅰ 0.0055
金山-02 0.1136 Ⅱ 0.0141
金山-03 0.1346 Ⅱ 0.0069
金山-04 0.0747 Ⅰ 0.0185
金山-05 0.0925 Ⅰ 0.0007
金山-06 0.1338 Ⅱ 0.0061
金山-07 0.0982 Ⅰ 0.0050
金山-08 0.1072 Ⅰ 0.0788
金山-09 0.0988 Ⅰ 0.0056
金山-10 0.1412 Ⅱ 0.0135
金山-11 0.2031 Ⅲ 0.0010
金山-12 0.1864 Ⅲ 0.0177
金山-13 0.2227 Ⅲ 0.0186
金山-14 0.1242 Ⅱ 0.0035
金山-15 0.1189 Ⅱ 0.0088
注：Ⅰ类聚类中心为0.0932；Ⅱ类聚类中心为0.1277；Ⅲ类聚类中心为0.2041。
图1 不同优良个体在不同胁迫温度下的电导率
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
-1 -4 -7 -10 -13 温度(℃)
电
导
率
(%
) 金山-01
金山-02
金山-03
金山-04
金山-05
金山-06
金山-07
金山-08
金山-09
金山-10
金山-11
金山-12
金山-13
金山-14
金山-15
第 41 卷 ﹒44﹒
表 2 电解质渗出率与温度的曲线相关方程及拐点温度
4 小结与讨论
邓恩桉同一树种不同优良个体在常温下，电导率日变化的波动性不一致，说明不同个体膜透性存
在差异，也表明不同个体膜结构组成不同。不同个体波动系数经聚类分析，可分为三类，从聚类分析
结果与半致死温度比较，常温条件下电导率的波动系数与不同个体的半致死温度之间没有显著相关。
不同低温胁迫处理下, 电导率变化与不同个体抗寒性相关，抗寒能力越强的个体，电导率发生较大
变化的低温区间越滞后，且变化幅度也较小；抗寒能力越弱的个体，电导率变化的低温区间越靠前，
变化幅度也更大。由 Logistic 方程 Y=K/[1+exp(a+bx)], 可求得各不同个体的半致死温度, 依据不同个体
的半致死温度，可定量评价所选择抗寒-速生的邓恩桉优良单株抗寒性[1-3]。
细胞膜是植物冻害的初始部位之一，低温对膜伤害会使电解质渗出率增高。但是，电解质渗出率
的大小与被测组织受胁迫时间有关，刘祖祺等认为，在某一设置的低温胁迫处理 1 h 所得的效应，相当
于缓慢降温设置胁迫处理的效应[13]。关于低温持续时间对膜的伤害问题，马兴华等认为，低温持续时
间对电解质渗出率变化起决定性影响[14]。电导法测定组织的电解质渗出率，可直接反映细胞膜忍耐低
温的能力。朱根海等则认为采用拐点温度有利于减少因浸泡时间引起的误差[15]。邓恩桉在低温胁迫后，
首先是叶与未完全木质化的枝梢表现冻害,利用该树种叶片电解质渗出率,可较好判断该树种的抗寒性。
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不同处理温度( )℃ 的电导率(%) 材 料 －1 －4 －7 －10 －13 配合方程
拐点
温度
曲线度
拟合 F 值
相关
系数
金山-01 0.1331 0.2511 0.3084 0.7301 0.8011 y=1.0445/[1+EXP(2.5328+0.2997x)] －8.5 88.35 0.9677
金山-02 0.1866 0.2237 0.3085 0.5693 0.6571 y=1.1994/[1+EXP(2.1185+0.1823x)] －11.6 21.73 0.9560
金山-03 0.1631 0.1881 0.2976 0.5421 0.6632 y=1.1819/[1+EXP(2.3422+0.2026x)] －11.6 34.55 0.9719
金山-04 0.2572 0.3124 0.4213 0.6155 0.6966 y=1.12816/[1+EXP(1.5733+0.1468x)] －10.7 45.37 0.9784
金山-05 0.1768 0.2544 0.3518 0.6356 0.7656 y=1.2775/[1+EXP(2.2054+0.2043x)] －10.8 43.16 0.9774
金山-06 0.2013 0.2933 0.3912 0.7323 0.8555 y=1.3695/[1+EXP(2.1336+0.2081x)] －10.2 29.93 0.9677
金山-07 0.1900 0.2216 0.2709 0.7241 0.7841 y=1.1921/[1+EXP(2.5239+0.2599x)] －9.7 49.93 0.9448
金山-08 0.1744 0.2469 0.2762 0.7517 0.7903 y=1.1048/[1+EXP(2.4454+0.2733x)] －8.9 8.36 0.8932
金山-09 0.2519 0.2618 0.3176 0.7704 0.8498 y=1.4957/[1+EXP(2.2701+0.2024x)] －11.2 47.25 0.9420
金山-10 0.2368 0.2817 0.4044 0.6905 0.7502 y=1.1280/[1+EXP(1.7593+0.1960x)] －9.0 103.4 0.9722
金山-11 0.2190 0.2499 0.4012 0.5846 0.6923 y=1.1454/[1+EXP(1.8017+0.0.1743x)] －10.3 51.77 0.9811
金山-12 0.2067 0.2420 0.3428 0.6599 0.7438 y=1.2213/[1+EXP(2.1017+0.2021x)] －10.4 17.62 0.9463
金山-13 0.1949 0.2505 0.3452 0.7256 0.8155 y=1.2214/[1+EXP(2.2562+0.2353x)] －9.6 16.94 0.9443
金山-14 0.2143 0.291 0.3691 0.7991 0.8294 y=1.1231/[1+EXP(2.0536+0.2511x)] －8.2 60.11 0.9535
金山-15 0.1886 0.2656 0.3422 0.6436 0.7521 y=1.2967/[1+EXP(2.1424+0.1940x)] －11.0 26.39 0.9635