全 文 ：濒危树种越南青冈的半致死温度研究
*
李谦盛1，邓 敏2，沈 娟1，周纯亮1
(1. 上海应用技术学院 生态学院，上海 201418;2. 中国科学院 上海辰山植物科学研究中心 / /上海辰山植物园，上海 201602)
摘要:越南青冈为壳斗科濒危树种。通过越南青冈 2 年生温室容器苗叶片和茎段分别在 9 个高温和 8 个低温温度
处理后，测定其电解质渗出率，利用 Logistic 方程计算其高温、低温的半致死温度 (LT50)。结果表明，叶片和
枝条组织的电解质渗出率与处理温度之间均呈 “S”型曲线，Logistic 方程拟合度较高;计算得到越南青冈 2 年
生苗木叶片的高温、低温半致死温度分别为 42. 04℃和 － 1. 78℃，茎段的高温、低温半致死温度分别为 46. 62℃
和 － 9. 72℃。研究结果可推测越南青冈的潜在地理分布区，为该濒危树种的人工栽培、就地或迁地保护提供依
据。
关键词:越南青冈;电解质渗出率;半致死温度;Logistic方程
中图分类号:Q 945. 79;S 718. 43 文献标识码:A 文章编号:1672 － 8246 (2014)05 － 0008 － 05
Study on the Lethal Temperature of the Endangered
Cyclobalanopsis austrocochinchinensis
LI Qian-sheng1，DENG Min2，SHEN Juan1，ZHOU Chun-liang1
(1. School of Ecology，Shanghai Institute of Technology，Shanghai，201418，P. Ｒ. China;2. Shanghai Chenshan Plant Science Ｒesearch Center，
Chinese Academy of Sciences /Shanghai Chenshan Botanical Garden，Shanghai 201602，P. Ｒ. China)
Abstract:Cyclobalanopsis austrocochinchinensis is an endangered tree species of Fagaceae． The electrolyte leakage
of leaf and stem from 2-year-old greenhouse container seedling of C. austrocochinchinensis were measured after 9
high and 8 low temperatures treatments． Logistic equation was fitted to calculate the lethal temperature (LT50)．
The results showed that electrolyte leakage was a sigmoid response curve to temperature，and fitted the Logistic e-
quation very well． The high and low lethal temperature of leaf were 42. 04℃ and － 1. 78℃ respectively;the high
and low LT50 of stem were 46. 62℃ and － 9. 72℃ respectively． These data are useful for predict the potential ge-
ographical distribution of C. austrocochinchinensis，and provide basis for the cultivation，in-situ and ex-situ conser-
vation of this endangered tree species．
Key words:Cyclobalanopsis austrocochinchinensis;electrolyte leakage;lethal temperature;Logistic equation
越南青冈 (Cyclobalanopsis austrocochinchinen-
sis)隶属于壳斗科 (Fagaceae)栎属 (Quercus)
青冈亚属 (Cyclobalanopsis)。越南青冈模式标本采
自越南北部东京湾 (Tonkin)。其主要分布于中国
西南部及海南、泰国及越南北部，曾是这一区域热
带季节雨林的优势树种，但随着当地经济和农业发
第 43 卷 第 5 期
2014 年 10 月
西 部 林 业 科 学
Journal of West China Forestry Science
Vol. 43 No. 5
Oct. 2014
* 收稿日期:2014 － 04 － 12
基金项目:国家自然科学基金 (31270267) ，上海市教育委员会科研创新项目 (12YZ157) ，教育部留学回国人员科研启动基金，上
海市绿化与市容管理局科技攻关项目 (F112419)。
第一作者简介:李谦盛 (1975 －) ，男，副教授，博士，硕士生导师，主要从事植物生理生态和设施栽培技术研究。
E-mail:qianshengli@ 126. com
通讯作者简介:邓 敏 (1977 －) ，女，副研究员，博士，硕士生导师，主要从事植物分类、植物资源研究。
E-mail:dengmin@ sibs. ac. cn
DOI:10.16473/j.cnki.xblykx1972.2014.05.019
展，森林被大面积的砍伐或人为干扰，越南青冈种
群数量急剧下降，目前仅发现其分布于泰国北
部［1］、我国云南西南部和海南两省 500 ～ 700 m 山
地沟谷雨林中［2］，分布区极其狭窄，受到人为干
扰严重。根据 IUCN的标准［3］，应属于极危种，该
种已被编入 《中国物种红色名录》第一卷［4］和
《The red list of oaks》［5］。越南青冈为壳斗科濒危树
种，经过野外调查发现，越南青冈的生境较为特
殊，主要分布于热带季雨林沟谷湿润的坡地，分布
极其狭窄，尚无人工栽培、保育及相关生理的研究
报告。
环境条件在一定程度上决定了植物遗传潜力的
表达，不同侵扰强度和时间跨度的多种生物胁迫和
非生物胁迫贯穿木本植物整个生命过程［6］。温度
是植物生长发育的重要环境因子，温度影响植物种
类的分布;极限温度，特别是最低温度，是影响植
物存活的关键因子［7］。对温度耐受极限的研究有
利于从生态学和生理学上了解物种分布和丰富度的
机理。温度等非生物胁迫对植物的伤害首先使细胞
质膜的结构破坏，电解质和某些有机物大量渗漏，
因此，电解质渗出率被广泛用于评估温度胁迫对植
物造成的伤害程度［8］。应用电导法测定经过不同
温度处理过的植物组织的电导率，可得到不同温度
下植物组织电解质渗出率曲线，该曲线普遍呈现
“S”形，可用 Logistic方程拟合，并计算曲线拐点
来确定植物组织的半致死温度 LT50
［9 ～ 10］。该方法
简便可靠，被广泛应用于农业研究，特别是通过高
温半致死温度来比较不同品种之间的耐热性［11 ～ 13］，
或用低温半致死温度来比较不同品种之间的抗寒
性［14 ～ 17］。但未见有应用该方法研究濒危树种与温
度环境之间关系的报道。
本研究利用电导法配合 Logistic 方程对濒危树
种越南青冈 2 年生温室容器苗叶片和枝条的高温和
低温半致死温度进行实验室离体测定，以期为越南
青冈的人工繁育、就地或迁地保护提供重要的生理
学基础数据。
1 材料与方法
1. 1 实验材料
越南青冈的种子，2011 年 9 月采集于云南西
双版纳自然保护区木乃河流域，海拔 500 ～700 m的
山地沟谷雨林中。种子用清水清除杂质和脱落的壳
斗，然后用水浸泡 2 h，去除漂浮的败育种子和虫
蛀种子，沥干后于阴凉处晾干，用自封袋封装，在
4℃种子冷藏柜中贮存。2011 年 10 月中旬取出种
子 25℃下催芽 6 天，10 月 21 日选取已发芽的种
子，在玻璃温室内播于 32 孔林木穴盘，育苗基质
为泥炭、珍珠岩、蛭石的混合基质，其体积比 3 ︰
1 ︰ 1。播种后保持基质湿润，苗床上搭建小拱棚
保持空气湿度在 80 %以上。2012 年 2 月越南青冈
种子陆续出苗，4 月 8 日将穴盘苗移栽于口径 19
cm、高 19 cm 的无纺布植树袋中，两周后在每株
基质表面撒施 5 g控释肥 (18N-6P2O5-12K2O)，人
工浇水。温室配备内外两层遮阳网，夏季高温季节
最高光合有效辐射 650 μmol / (m2·s)，湿帘风机
系统开启，最高温度控制在 33℃以下，冬季最低
温度在 8℃。至 2013 年 9 月，成苗 32 株，平均苗
高 0. 8 m，地径 1. 1 cm，冠幅 65 cm，每株约有 5
～ 8 条侧枝生于 0. 4 m以上的主干上。剪取健康无
病虫害的枝条用于本实验测定。
选取完全展开的健康成熟叶片，用去离子水洗
净，纱布擦干，避开主脉用直径 6 mm 的打孔器剪
取叶圆片，用于测定叶片电解质渗出率;将苗木的
侧枝节间剪成 5 mm左右长的小段，用于测定茎段
电解质渗出率。
1. 2 高温处理电解质渗出率的测定
于 2013 年 9 月中旬在越南青冈苗木经历了夏
季高温适应后测定其高温半致死温度。在每支 20
mL玻璃试管中加入 6 个叶圆片或茎段，准确加入
10 mL 超纯去离子水 (电导率 ＜ 0. 1 μS /cm)浸没
叶片，振荡后抽真空 5 min，让叶圆片或茎段沉入
水中。分别在温度为 30℃、35℃、40℃、45℃、
50℃、55℃、60℃、65℃和 70℃的恒温水浴中放
置 30 min。处理结束后，取出静置冷却;用电导率
仪测定电导率 (EC1)后全部放入 100℃沸水浴中
煮沸 20 min，杀死植物组织;取出冷却后在室温下
测定电导率 (EC2)。每个温度处理同时测定 3 组，
重复测定 3 批次，共 9 组数据。
1. 3 低温处理电解质渗出率的测定
于 2013年 12 月底在越南青冈苗木经历了秋冬
季气温降低后测定其低温半致死温度。在每支 20 mL
玻璃试管中加入 6个叶圆片或茎段，不加水，放入装
有温度调节到 5℃、0℃、 － 5℃、 － 10℃、 － 15℃、
9第 5 期 李谦盛等:濒危树种越南青冈的半致死温度研究
－ 20℃、 － 25℃、 － 30℃乙醇 (95 %)的保温桶
内，盖上盖子，参试材料进行低温处理 3 h ，中间
加 1 次经 － 80℃低温冰箱预冷的乙醇调节温度，整
个过程温度变化不超过 1℃。处理结束后取出，在
每根试管中加入 10 mL 超纯水，浸没叶片或茎段，
真空抽气后室温放置 2 h，然后用电导仪测定溶液
电导率 (EC1)，测完之后放到 100℃的水浴锅中
水浴 20 min，取出后用自来水迅速冷却，在室温下
测其煮沸后溶液的电导率 (EC2)。每个温度处理
同时测定 3 组，重复测定 3 批次，共 9 组数据。
1. 4 Logistic方程拟合和半致死温度计算
以相对电导率表示细胞电解质渗出率 (%) =
(EC1) / (EC2) ×100 %，共 9组数据平均值。
将电解质渗出率曲线配以 Logistic方程进行回归
分析，求得拐点温度即为半致死温度。电解质渗出
率曲线拟合的 Logistic回归方程为:y = k /(1 + ae － bx)。
其中 y为电解质渗出率 (%) ，x 为处理温度，k 为
相对电导率的饱和值，为100 %，故 K值100;a、b
为方程参数，拐点即半致死温度 LT50 =(Ln a)/ b
［9］。
方程由统计软件 IBM SPSS statistics 19 非线性回归拟
合求得参数 a，b值及决定系数 Ｒ2［18］。
2 结果与分析
2. 1 高温半致死温度
越南青冈 2 年生苗木植物叶片和茎段的电解质
渗出率都随着处理温度的升高先缓慢增加，当温度
升至 45℃后，电解质渗出率急剧增加，到 65℃后
增幅趋缓，特别是叶圆片在 70℃的电解质渗出率
与 65℃时无显著差异并略有下降。叶片和茎段的
电解质渗出率随处理温度的变化都呈典型的 “S”
型曲线 (图 1)，Logistic方程拟合决定系数都较高
(表 1)。但从图 1 可以看出叶片在除 65℃、70℃高
温外的各温度处理后，叶片电解质渗出率均显著高
于茎段，说明叶片的细胞膜在高温处理时更易受到
伤害。通过计算，越南青冈叶片的高温半致死温度
为 42. 04℃，而茎段的高温半致死温度则为
46. 62℃ (表 1)。
图 1 不同高温处理后叶片和茎段电解质渗出率的变化
Fig. 1 Change of electrolyte leakage of leaf and stem after
exposure to different high temperature
表 1 高温和低温处理叶片和茎段电解质渗出率的 Logistic方程及半致死温度
Tab. 1 The Logistic regression of electrolyte leakage of leaf and stem under high / low temperature and the lethal temperatures
温度 组织 Logistic方程 决定系数 /Ｒ2 显著性 /p值 半致死温度 /℃
高温
叶片 y = 100 /(1 + 24. 592e － 0. 076x) 0. 915 ＜ 0. 001 42. 04
茎段 y = 100 /(1 + 43. 191e － 0. 081x) 0. 902 ＜ 0. 001 46. 62
低温
叶片 y = 100 /(1 + 1. 069e0. 0380x) 0. 873 0. 002 － 1. 78
茎段 y = 100 /(1 + 1. 619e0. 050x) 0. 878 0. 002 － 9. 72
2. 2 低温半致死温度
越南青冈 2 年生苗木植物叶片和茎段的电解质
渗出率都随着低温处理温度的降低不断增加，当温
度降至 0℃后，电解质渗出率急剧增加，叶圆片在
－ 10℃，茎段在 － 15℃后增幅趋缓。叶片和茎段的
电解质渗出率随处理温度的变化同样都呈典型的
“S”型曲线 (图 2)，Logistic 方程拟合度都较高，
Ｒ2 ＞ 0. 87 (表 1)。与高温处理相似，从图 2 可以
看出叶片在各低温温度处理后，电解质渗出率均显
著高于茎段，说明在低温处理时叶片的细胞膜更易
受到冻伤。通过计算，叶片的低温半致死温度为
－ 1. 78℃，而茎段的低温半致死温度则为 － 9. 72℃
(表 1)，进一步说明叶片较茎段更易受到温度胁迫
或伤害。
01 西 部 林 业 科 学 2014 年
图 2 不同低温处理后叶片和茎段电解质
渗出率的变化
Fig. 2 Change of electrolyte leakage of leaf and stem after
exposure to different low temperature
3 讨论
将植物引种驯化与植物种质的保存、利用相结
合，是挽救与保存濒危植物的有效途径。而正确掌
握植物与环境之间关系的客观规律在植物引种驯化
和濒危植物迁地保护工作中至关重要。温度因子最
显著的作用是支配植物的生长发育，限制着植物的
分布;其中主要是年平均温度、最高温、最低温、
季节交替特点等［19］。
通过电解质渗出率测定半致死温度能简便、直
观地反映植物对温度抗性能力强弱和对低温、高温
的耐受性，它的测定可以避免植物引种和推广中的
盲目性，可为推测植物的生态地理分布提供重要依
据［20 ～ 21］。然而植物对低温、高温的耐受性易受环
境的诱导而增强，不同时期测定的半致死温度也因
气温的变化而不同［22］。叶片及不同成熟度的枝条
在同一时期，半致死温度也存在明显差异，仅凭借
某一时期某一部位的半致死温度来评价植物对温度
的耐受性不一定可靠［17］。通过电导率法测定的越
南青冈茎段的高温半致死温度要比叶片高 4. 6℃，
而低温半致死温度则比叶片的低温半致死温度低
8℃，说明枝条比叶片具有更强的耐受力。这与在
自然环境下，只要树干不死亡，在合适的温度条件
下植物仍可重新抽芽存活的现象是一致的。茎尖和
嫩芽等植物幼嫩组织则比叶片更容易受温度胁迫而
产生不可逆伤害。
本次野外调查发现越南青冈在我国境内仅有的
3 个分布点 (云南西双版纳、贵州册亨和海南昌
江)的最低气温都高于测定的低温半致死温度
－ 9. 72℃，贵州册亨的极端低温为 － 2. 3℃，但并
不能说明越南青冈就能在北迁至最低气温 － 9. 72℃
的地区存活。在自然环境下，植物组织所受的伤害
是多种因素胁迫下的一种综合表现。通过在室内测
定离体组织的电解质渗出率计算得到的半致死温
度，虽然可能并不能真实反映其在自然环境下的极
限温度，但可作为耐热性、抗寒性的重要参考指
标［23］。在实验室测定的半致死温度基础上推测其
潜在的栽培北缘，再开展田间试验研究，可减少濒
危植物引种、迁地保护和人工栽培研究中的盲目
性，为更有效开展越南青冈的人工繁育、就地或迁
地保护提供理论基础和技术支撑。
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