全 文 ：西北林学院学报 2009 , 24(4):16 ～ 18
Journal o f No r thw est Fo restry Univer sity
紫叶稠李抗寒性研究
＊李　萍 , 刘晓芳 , 黄闽敏 , 蒋　腾
(新疆林业科学院 , 新疆 乌鲁木齐 830000)
摘　要:以适宜新疆地区种植的彩色树种紫叶稠李为研究对象 ,通过低温处理 ,用电导法测定紫叶
稠李相对电导率.并用 Logistic 方程拟合求拐点值来估计其半致死温度 ,探讨其抗寒性 。结果表
明 ,紫叶稠李的半致死温度为-35.6℃,在新疆寒冷的冬季不采取任何措施可安全过冬 ,是园林工
程 、荒山绿化树种配置的优良树种 。
关键词:紫叶稠李;电导率;半致死温度;抗寒性
中图分类号:S718.43　　　文献标识码:A　　　文章编号:1001-7461(2009)04-0016-03
Cold Resistance Research of Padus racemosa
LI Ping , LIU Xiao-fang , HUANG Min-min , JIANG Teng
(X inj iang Academ y o f Forestr y , Urumqi , X in j ian g 830000 , China)
Abstract:Cold resistance color species of Padus racemosa of suitable cultivated in Xinjiang w as examined , by low
temperature treatment and conductivity measurement method.Semilethal temperature was determined by using Lo-
gistic equation fi tting for inflection point value.The results show ed that semi-lethal temperature of P.racemosa
was -35.6℃, indicating that plant could overwinter safely in Xinjiang without any protection measures.It can be
used as suitable t ree species in landscope engineering and af forestation.
Key words:Padus racemosa;conductance rate;semi-lethal temperature;cold resistance
　　新疆由于特殊的气候环境 ,许多树种不能正常
越冬 ,适于园林绿化的树种极其单调 ,缺乏色彩和立
体感 ,为丰富城市园林植物景观 ,增加新疆树种多样
性 ,提高园林城市建设水平 ,推广引进新的彩色树
种 ,丰富和发展绿化树种资源已成为今后满足社会
需要的一个重要课题 。
紫叶稠李(Padus racemosa)属蔷薇科李属 ,为
亚乔木 ,该树花为白色 ,叶片富于变色 ,发叶早落叶
晚 ,从春天的粉红色初芽 ,到展叶后绿色的枝叶 ,由
初红到紫红色的树冠 ,与其他树种搭配 ,红绿相映 ,
美丽壮观 。具有很高的欣赏价值。是低温带彩化 、
美化的优良园林观赏树种 。
新疆林科院于 2005 年通过北京林业大学从美
国引入该树种 ,该树种原产北美地区 ,由于新疆属典
型的大陆干旱性气候 ,冬季长而寒冷 ,低温便成为引
种成功的首要限制因子。经过几年的引种试验观
察 ,紫叶稠李抗寒性强 ,能耐新疆寒冷气温 ,可安全
越冬 ,为此我们在实验室利用低温胁迫测定电导率
并以此估计半致死温度 ,了解枝条生理指标与低温
的关系 ,进一步通过植物细胞的生理指标变化 ,探讨
该树种的抗寒机制 ,旨在为新疆地区引进抗寒树种
提供选材依据。
低温半致死温度作为植物抗寒性的生态指标 ,
是指 50%或以上的植物试材没有发生冻死的最低
温度 ,主要反映了温度和水分与抗寒性之间的数量
关系[ 1] 。所以电导法是实验室间接鉴定植物抗寒性
的重要方法之一。
1　材料与方法
1.1　材 料
在新疆林科院玛纳斯试验站 ,于 2007 年 12月
中旬 ,从已休眠的紫叶稠李植株上剪取 1a生枝条为
＊　收稿日期:2008-10-20　修回日期:2008-12-2
　基金项目:新疆科技厅科技攻关项目(200541105)　作者简介:李萍 ,女 ,高级工程师 ,从事树木引种与繁育研究 ,现主要从事科技管理工作。
试验材料 。
1.2　方 法
1.2.1　冷冻处理　用蒸馏水洗净剪取的枝条 ,分 6
组放入超低温冰箱 ,进行低温处理 ,设计温度为:-
15℃, -20℃, -25℃, -30℃, -35℃, -40℃,每个
处理为 24 h ,温度为累积温度 ,安排三次重复。
1.2.2　相对电导率测定　将冷冻后的紫叶稠李枝
条剪成 2 cm 小段 ,每个处理等量称取三等份(3 个
重复),每份重 2 g ,按每克材料加 20 mL 无离子水
于三角瓶中 ,静置 1 h 后用 DDS-ⅡA 型电导仪测
定电导值 ,获取初电导率数据 ,然后将三角瓶煮沸 1
min ,之后冷却 1 h ,再测定总电导值 ,并以此值作为
最终电导值来计算相对电导率 。
相对电导率(%)=初电导率/终电导率 ×
100%。
1.2.3　半致死温度　半致死温度的确定以重复处
理温度下的电导率配合 Logist ic 曲线半致死温
度[ 6] 。朱根海等认为应用电导法配合 Logistic方程
求出“S”形曲线的拐点温度能较准确地估计出植物
组织的低温半致死温度[ 4-5] 。曲线方程为Y =K/(1
+ae-bx),Y 为低温处理下的相对电导率 , x 为处理
温度 ,K , a ,b 为参数 。对该方程求二阶导数 , 并令
其等于零 ,即可得到曲线的半致死温度。实验中采
用O rig in统计分析软件对数据进行分析 ,得出半致
死温度。在此拐点低温下枝条相对电导率的递增效
应最大 ,拐点温度值越低 ,表明其半致死温度越低 ,
即该树种的抗寒性越强。
1.2.4　恢复生长试验　将经过不同梯度的温度冷
冻处理后的紫叶稠李枝条进行恢复生长试验 。将冷
冻过的枝条在 25℃条件下进行水中培养 ,每天观察
记录枝条的发芽情况 ,枝条最长发芽的天数为21 d ,
枝条最短发芽的天数为 12 d。
2　结果与分析
2.1　不同低温处理对树种相对电导率的影响
紫叶稠李的枝条经一系列低温胁迫处理后 ,相
对电导率变化如图 1 ,随着处理温度的下降 ,细胞内
相对电导率上升 ,电导率上升是低温对枝条内原生
质膜透性破坏的反应 ,低温处理初期电导率上升缓
慢 ,然后在一定低温范围内电导率上升加快 ,随后又
趋于缓慢 ,即相对电导率随着温度的下降呈“S”型
曲线变化。从图 1 可看出当温度高于-25℃时 ,电
导率变化较小;在-25℃～ -30℃之间 ,电导率急剧
增大 ,且一直处于上升阶段;-30℃以后电导率变化
又趋于缓慢 。
图 1　不同低温对枝条相对电导率的影响
Fig.1　Inf luence of dif ferent low temperatu re to
relat ively condu ct ive rate of b ran ches
2.2　枝条组织半致死温度的影响
根据电导法配合 Logistic方程求出植物组织的
低温半致死温度 ,为了确定所配的方程是否合适 ,要
对方程的拟合度进行检验 ,用相关系数来检验拟合
程度 ,在下表 1中的 R 为相关系数 ,是方程拟合度
的优劣值 , R 值越接近于 1 ,表明回归方程拟合越
好 ,在实际应用中一般相关系数在 0.8 以上即表示
拟合程度为优 。根据 Logistic曲线方程计算出紫叶
稠李的半致死温度为-35.9℃,而且拟合方程的相
关系数在 0.9以上 ,说明具有较好的拟合结果。
表 1　紫叶稠李电导率与半致死温度
Table 1　Condu ctance rate and semi-lethal temperatu re of P.padus
处理温度/ ℃
4 -15 -20 -25 -30 -35 -40 半致死温度℃ R
2
13.134 15.610 19.022 20.559 37.860 39.703 42.639 -35.9 0.953 7
　　从表 1可知 ,紫叶稠李具有较强的抗寒性 ,其一
半以上试材发生冻害的最低温度在-35.9℃以下 ,在
新疆寒冷的冬季不采取任何防护措施可安全过冬 。
3.3　冷冻处理对枝条恢复生长的影响
树木枝条上的芽是植物对冻害最敏感的部位 ,
用芽受冻后是否存活来评价树木受冻程度是最直接
和最有效的方法[ 8] 。由表 2 可知 ,紫叶稠李枝条在
水培条件下 ,经过各梯度温度冷冻后 , 在水中培养
21 d全部发芽 ,发芽率达 100%,说明该树种及其抗
寒 ,与实验室测定的电导率结果完全吻合 。
17第 4 期 李　萍 等　紫叶稠李抗寒性研究
表 2　紫叶稠李冷冻后的发芽情况
Table 2　Germ ination si tuat ion of Prunus p adus af ter the f rozen
处理方式 发芽天数/ d对照(4℃) -15℃ -20℃ -25℃ -30℃ -35℃ -40℃ 发芽率/ %
水培 12 12 15 18 18 20 21 100
3　结论与讨论
细胞膜不仅是细胞与环境发生物质交换的主要
通道 ,也是感受环境胁迫最敏感的原生质体的组成 。
植物受到环境胁迫时 ,表现为膜透性增大 ,离子外
渗[ 7] ,并最终引起细胞的死亡 ,这种变化大多出现在
形态变化之前。细胞膜透性的变化可通过测定溶液
的电导率来反映 ,其数值的大小可反映出所测材料
的细胞膜伤害程度 ,进而判断植物抗寒性的大小。
通过抗寒性测定 ,可以预知不同植物对低温的
适应能力[ 1] 。Dex te r先生于 1930年首次将电导法
用于植物抗寒性研究中[ 2] ,根据膜透性的变化情况
作为鉴定植物品种抗寒力的指标 ,这一技术被广泛
应用于植物抗寒性研究中[ 3] 。
本试验在已知该树种抗寒性较强的基础上 ,进
一步通过测定电导率 ,并拟合 Logistic 曲线方程求
出树种的半致死温度 ,即紫叶稠李一半以上试验材
料发生最初冻害的温度为-35.9℃。因此紫叶稠李
为抗寒性极强的树种 ,在新疆寒冷的冬季不采取任
何防护措施可安全越冬 ,该结果为进一步探讨在新
疆大面积发展紫叶稠李奠定了理论基础。
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18 西北林学院学报 24 卷