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外源物质对四季樱草抗寒性的影响



全 文 :第 21 期
第 52卷第 21期
2013 年 11月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol. 52 No.21
Nov.,2013
收稿日期:2013-03-16
基金项目:武汉市园林局科研资助项目[武园(2009)22 号]
作者简介:王建强(1974-),男,河南洛阳人,工程师,从事园林花卉栽培与应用研究工作,(电话)027-86418428(电子信箱)wjq19741209@126.com。
目前对花卉抗寒性的研究较多[1-4],对外源物质
调节植物抗寒性原理和应用技术的研究也较多[5-13],
但对外源物质对花卉抗寒性影响方面的研究较少。
现在城市冬季用花的品种和数量越来越多,但是低
温和冻害对部分花卉的栽培和观赏性危害较大。 四
季樱草(Primula obconica Hance)为多年生草本,花
期长,花量大,色彩多样,耐短期低温,对温度反应
敏感。 在-3 ℃下茎、叶和花瓣冻伤 50%以上。 可在
12 月开花,是早冬和初春重要的花卉。 为了丰富冬
季用花的品种,提高花卉的观赏性,以四季樱草为
材料,研究喷施不同外源物质对其抗寒性的影响,以
期为外源物质在冬季花卉生产上的应用提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
由荷兰引进四季樱草春雷系列的种子,穴盘育
苗,定植在 14 cm×16 cm 双色盆中,在同一时间选择
株型和花量较一致的盆花进行试验处理。
1.2 试验设置
用去离子水将不同外源物质配制成溶液,并均
匀喷施在四季樱草盆花的叶片和花上,喷到滴水为
止,以去离子水处理的作对照,处理时间为 10 d,每
5 d 喷施一次,共喷施 2 次。 处理Ⅰ:脱落酸(ABA,
90%,阿拉丁试剂(上海)有限公司)20 mg / kg;处理
Ⅱ:CaCl2(≥96%,天津市天力化学试剂有限公司)
1 000 mg / kg;处理Ⅲ:KH2PO4(95% ,徐州万科生
物科技公司)1 000 mg / kg;处理Ⅳ:抗冻必施(氨基
酸≥100 g / L,钙≥30 g / L;四川省国光农化有限公
司)1 250 mg / kg。 每个处理 3次重复。
10 d 后选取各处理盆花相同部位的叶片和花
瓣若干片,分成几份,用纱布擦净表面灰尘,分别置
于-5、-10、-15、-20 ℃下进行低温处理, 处理时间
外源物质对四季樱草抗寒性的影响
王建强,邓永成,涂继红,周 俐
(武汉市园林科学研究所,武汉 430081)
摘要:分别对四季樱草(Primula obconica Hance)叶片和花喷施脱落酸(ABA)、氯化钙(CaCl2)、磷酸二氢
钾(KH2PO4)和抗冻必施,10 d 后取相同部位的叶片和花在不同温度处理下测定其相对电导率、游离脯氨
酸(Pro)和丙二醛(MDA)的含量。 结果表明,与对照相比,4 种外源物质不同程度地提高了四季樱草花和
叶的抗寒性;喷施 ABA 对叶片效果更为明显,而喷施 KH2PO4对花瓣的效果更为明显。
关键词:四季樱草(Primula obconica Hance);外源物质;抗寒性
中图分类号:S682.1+5;Q945.78 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2013)21-5233-03
Effects of Exogenous Substances on Cold Resistance Capacity of Primula obconica
Hance
WANG Jian-qiang,DENG Yong-cheng,TU Ji-hong,ZHOU Li
(Wuhan Institute of Landscape and Gardening, Wuhan 430081, China)
Abstract: The leaves and flowers of Primula obconica Hance was sprayed with ABA, CaCl2, KH2PO4, and Antifreeze agent
10 days later the relative electric conductivity, Pro and MDA content for the same parts of the leaves and flowers by differ-
ent low temperature treatment were determined. Results showed that compared with the control, four kinds of exogenous sub-
stances improved the cold resistance capacity of P. obconica Hance at different levels. The effect of spraying ABA on leaves
and spraying KH2PO4 on flowers was more obvious than that of others.
Key words: Primula obconica Hance; exogenous substances; cold resistance
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2013.21.060
湖 北 农 业 科 学 2013 年
2 h。 将处理后的叶片及花瓣用去离子水冲洗 2次,
再用洁净滤纸吸净表面水分。 用打孔器避开主脉打
取圆片或切成大小一致的叶块,混合均匀备用。
1.3 生理指标的测定
1)细胞膜透性的测定。 采用电导法。 分别称取
3 份叶片和花瓣样品 (每份 0.2~0.5 g) 于 3 支试管
中。 用玻璃棒压住叶片,向试管中准确加入去离子
水 15 mL使叶片浸没。 然后放入真空干燥器中抽气
10 min,以抽出细胞间隙中的空气。重新缓慢放入空
气时水即被浸入组织中, 叶片呈半透明状沉入水
下。 在室温下或恒温条件下放置 1 h,将试管放在振
荡机上振荡 1 h。 注意整个过程中样品和用具必须
干净,不能用手直接接触样品,还应防止口中呼出
的 CO2进入试管中。
1 h 后将各试管充分摇匀, 用电导仪测定电导
值 S1。 测完后将各试管封口, 置于沸水中水浴 15
min,以杀死植物组织细胞。 取出试管后用自来水冷
却至室温,并在室温下平衡 10 min,摇匀后测定其
电导值 S2。 相对电导率 L=
S1
S2

2)游离脯氨酸(Pro)含量的测定。 Pro 含量的测
定采用茚三酮比色法。
3)丙二醛(MDA)含量的测定。MDA含量的测定
采用巴比妥酸显色法。
1.4 数据处理和分析
用 Microsoft Office Excel 2003 和 SPSS 15.0 软
件进行数据处理和分析,用 LSD法进行多重比较。
2 结果与分析
2.1 不同处理对四季樱草叶片和花相对电导率的
影响
低温胁迫下细胞膜的功能或结构被破坏,造成
细胞内水溶性物质外渗。 不同处理对植物的伤害不
同,伤害越重外渗越多,电导率增加也越多,说明该
处理对提高抗寒性的效果越差 [7,8,12]。 由表 1 可知,
-5 ℃下四季樱草叶片的相对电导率处理Ⅲ较对照
高 28.69%, 处理Ⅰ、 Ⅱ和Ⅳ与对照相比分别降低
23.89%、15.37%和 5.70%;-10 ℃下四季樱草叶片的
相对电导率处理Ⅰ较对照低 15.30%,处理Ⅱ略高于
对照,处理Ⅲ、Ⅳ略低于对照,但均差别不大;-15 ℃
下四季樱草叶片的相对电导率处理Ⅰ和Ⅳ分别较
对照低 11.34%和 3.44%,处理Ⅱ和Ⅲ与对照差别较
小;-20 ℃下四季樱草叶片的相对电导率各处理组
均高于对照;-15 ℃以上时四季樱草叶片的相对电
导率处理Ⅰ和Ⅳ均低于对照, 处理Ⅰ降低明显,对
叶片抗寒性提高效果较好,其次为处理Ⅳ;处理Ⅱ
和Ⅲ在特定低温下对四季樱草叶片细胞膜结构的
保护有影响。
由表 2 可知,-5 ℃下四季樱草花瓣的相对电导
率处理Ⅱ和Ⅳ分别高于对照 21.45%和 22.12%,处
理Ⅰ和Ⅲ与对照相比分别降低 85.49%和 68.00%,
处理Ⅰ和Ⅲ在-5 ℃时对提高花瓣的抗寒性明显;
-10 ℃下四季樱草花瓣的相对电导率处理Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ
和Ⅳ 分 别 低 于 对 照 34.34% 、13.71% 、8.55% 和
7.60%, 处理Ⅲ的效果好于其他处理;-15 ℃下四季
樱草花瓣的相对电导率处理Ⅱ和Ⅲ分别低于对照
1.70%和 21.82%, 处理Ⅲ提高花瓣抗寒性的效果较
好,处理Ⅰ和Ⅳ分别高于对照 3.21%和 7.11%;在
-20 ℃四季樱草花瓣的相对电导率均高于对照。 在
-5 ℃左右处理Ⅰ和Ⅲ可明显降低细胞膜的透性,对
花瓣抗寒性提高效果较好。
2.2 不同处理对四季樱草叶片 MDA含量的影响
MDA是膜脂过氧化的产物,它的积累会加大膜
脂过氧化程度,破坏细胞膜系统,植物在遇逆境伤
害时 MDA 含量增加, 它是植物受到逆境伤害的重
要指标。MDA含量与植物之间抗寒性呈负相关[9-14]。
由表 3 可知 ,处理Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ叶片的 MDA 含量在
-10、-15 和-20 ℃时均低于-5 ℃时, 而处理Ⅱ和对
照在-5 ℃时叶片的 MDA 含量最低, 说明处理Ⅰ、
Ⅲ、Ⅳ在降温过程中可以抑制植物发生膜脂过氧化
作用,提高叶片的抗寒性。 处理Ⅰ随处理温度的降
低,叶片的 MDA 的含量随之降低;处理Ⅱ随处理温
度的降低, 叶片的 MDA 含量呈升高→降低→升高
的变化; 处理Ⅲ和Ⅳ随处理温度的降低, 叶片的
MDA的含量呈降低→升高→降低的变化;说明不同
外源物质对植物抗寒性提高的机理不同,不同外源
表 1 不同处理对四季樱草叶片相对电导率的影响
处理




CK
-5℃
38.04
42.30
64.32
47.13
49.98
-10℃
75.93
90.53
88.49
87.16
89.65
-15℃
80.68
91.88
90.71
87.87
91.00
-20℃
90.99
90.87
89.92
88.32
86.98
相对电导率//%
表 2 不同处理对四季樱草花相对电导率的影响
处理




CK
-5℃
7.45
62.35
16.43
62.70
51.34
-10℃
77.90
73.50
55.93
78.71
85.18
-15℃
82.69
78.76
62.64
85.82
80.12
-20℃
88.30
88.75
80.75
89.32
80.07
相对电导率//%
5234
第 21 期
物质对同一植物的抗寒性提高的大小也有一定差
别。
2.3 不同处理对四季樱草叶片 Pro含量的影响
植物在低温胁迫下会积累游离脯氨酸,其积累
量已被广泛用于抗寒性强弱的鉴定 [11,12]。 不同处理
下游离脯氨酸含量相对增幅大,说明该处理提高植
物抗寒性相对较强[14]。 由表 4可知,随温度的降低,
处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ叶片的 Pro 含量均呈现先升高后降低
的趋势,但是临界的温度不同;处理Ⅲ则呈现升高、
降低、再升高的趋势;说明在一定低温下各处理均
可提高叶片的抗寒性。 对比各处理温度下叶片的
Pro 含量,处理Ⅰ和Ⅳ均高于对照,叶片在各低温处
理下反应敏感,能够提高叶片的抗寒性;处理Ⅱ在-
5 ℃和-10 ℃时叶片的 Pro 含量均低于对照, 但在-
15 ℃和-20 ℃时叶片的 Pro 含量略高于对照, 说明
在相对较低温度时处理Ⅱ可以提高叶片的抗寒性;
处理Ⅲ除在-10 ℃时叶片的 Pro 含量略低于对照
外,其他低温下均高于对照,其对叶片抗寒性的提
高有一定的作用。
3 小结与讨论
试验结果表明,各处理与对照相比均不同程度
提高四季樱草花和叶的抗寒性。 处理Ⅰ即喷施 ABA
时对四季樱草叶片和花降低其伤害度和膜渗透率
及升高 Pro和降低 MDA含量较明显,可以达到提高
四季樱草叶片和花的抗寒性的作用;其次为处理Ⅳ
即喷施抗冻必施,其主要成分是氨基酸和 Ca2+。处理
Ⅲ即喷施 KH2PO4对保护花瓣细胞膜的结构有明显
作用,能有效提高四季樱草花瓣的抗寒性。
不同外源物质对提高同一花卉抗寒性的效果
不同,在生产应用中选择合适的外源物质不仅可提
高花卉的抗寒性,还可提高花卉的观赏性。 植物生
长调节剂是提高植物抗寒能力的有效途径,而植物
激素可能是抗寒基因表达的启动因素。 脱落酸是植
物的“抗逆诱导因子”,被称为“胁迫激素”[9,10],可以
诱导植物对不良生长环境产生抗性,在许多植物上
被证实;Ca2+具有防止膜损伤和渗漏作用,在维护细
胞壁、细胞膜的结构和功能中发挥作用 [7,8,12]; K+可
增强植物的抗逆性 [8,13],也可促使花卉生长,达到花
大叶绿的效果。 在生产应用中针对不同花卉品种选
择喷施相应的外源物质调整花卉各种渗透调节物
质的合成、代谢,在花卉受到低温胁迫下,降低细胞
膜渗透率,提高 Pro含量,降低 MDA含量,达到增强
花卉抗寒性的目的。
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(责任编辑 王晓芳)
表 3 不同处理对四季樱草叶片 MDA 含量的影响
处理




CK
-5℃
3.28±0.08
2.86±0.06
3.74±0.25
3.42±0.32
2.41±0.24
-10℃
3.22±0.11
3.41±0.28
2.63±0.51
2.81±0.40
2.78±0.17
-15℃
3.22±0.08
3.37±0.08
3.04±0.44
2.91±0.13
2.55±0.19
-20℃
3.13±0.08
3.61±0.14
1.32±0.13
2.53±0.07
2.91±0.25
MDA 含量//mmol/g
表 4 不同处理对四季樱草叶片 Pro 含量的影响
处理




CK
-5℃
72.77±2.64
33.43±0.42
48.58±2.04
54.60±2.33
45.19±1.27
-10℃
80.51±6.15
41.54±1.27
53.65±10.43
74.24±1.58
58.77±2.22
-15℃
63.54±7.74
44.84±2.89
45.30±3.15
89.60±35.27
39.45±1.53
-20℃
59.21±1.65
42.23±3.53
62.72±3.65
61.47±4.69
37.17±1.43
Pro 含量//μg/g
王建强等:外源物质对四季樱草抗寒性的影响 5235