全 文 ：植物生理学报 Plant Physiology Journal 2016, 52 (1): 55–61 doi: 10.13592/j.cnki.ppj.2015.0535 55
收稿 2015-10-08 修定 2016-01-11
资助 林业公益性行业科研专项经费项目(201404710)和湖南省
“十二五”重点学科(风景园林学) (湘教发[2011]76号)。
* 通讯作者(E-mail: 121191638@qq.com)。
9个常绿杂交冬青的抗寒能力比较
曾雯, 金晓玲*, 邢文, 胡曼筠
中南林业科技大学风景园林学院, 长沙410004
摘要: 以9个常绿杂交冬青品种的离体叶片为供试材料进行低温胁迫处理, 用电导法配以Logistic方程计算出半致死温度
(LT50), 并测定了超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、脯氨酸和可溶性蛋白各项指标, 运用隶属函数法进一步分析其抗
寒能力。结果表明, 杂交冬青的相对电导率(Rec)随着温度的降低而上升, LT50均在–34.91~–14.13 °C之间; 低温胁迫下, 随着
温度的降低, MDA含量逐渐上升, SOD活性和可溶性蛋白含量呈先上升后下降的趋势, 而脯氨酸含量呈先升后降或上升的
变化趋势。综合LT50和各指标隶属函数分析法得出抗寒性强弱顺序为: ‘Shamrock’>‘Forsteri’>‘Schworbel’s Compacta’>‘Anna’s
Choice’>‘Tensaw’>‘Blue Maid’>‘Bronze Beauty’>‘Oscar Gray’>‘Savannah’。
关键词: 杂交冬青; 抗寒性; 半致死温度; 隶属函数法
研究报告 Original Papers
杂交冬青是冬青属不同种间通过杂交后获得
的种间杂交类型(Zhang等2011), 具有树形优美、
果实色泽艳丽、观赏价值高等优良特性, 特别是
抗寒能力尤其突出(Sun和Zhang 2010), 是极具开
发利用前景的庭院观赏和城市绿化树种。
邵文鹏(2009)和夏云鹏(2010)采用相对电导
率、保护酶活性、丙二醛含量、脯氨酸含量、可
溶性蛋白含量来研究冬青属植物的抗寒性。Sun
和Zhang (2010)通过对几种光滑冬青品种低温胁迫
下相对电导率的测定, 结合Logistic方程计算出半
致死温度, 实验数据得出的抗寒性强弱顺序与越
冬期间田间观测的结果完全一致, 其中以‘Sham-
rock’品种的抗寒性最强。近年来, Logistic方程计
算半致死温度与生理生化指标的隶属函数评价相
结合的方法因能更加客观的评价植物的抗寒性而
被人们接受(曹冉和王海洋2014)。到目前为止, 尚
未有将Logistic方程计算半致死温度与生理生化指
标的隶属函数分析法相结合的方法来评价杂交冬
青的抗寒性。因此, 本文采用Logistic方程计算半
致死温度结合生理生化指标(相对电导率、酶活
性、丙二醛、脯氨酸和可溶性蛋白)的隶属函数分
析, 来综合评价9个杂交冬青品种的抗寒性强弱,
为它们向北方地区推广应用提供理论依据和参考
价值。
材料与方法
1 实验材料
供试材料来源于2009年从美国引进的杂交冬
青(Ilex sp.)品种, 选择4年生、长势良好无病害的
扦插苗为材料。根据美国植物耐寒区域图, Dirr
(2009)对这9个品种的介绍见表1。
2 低温处理
2015年1月下旬取健康枝条的倒二、倒三片
叶, 先用蒸馏水冲洗干净, 再放入去离子水中润洗,
然后用滤纸擦干后, 分别装入自封袋中。将分好
的叶片置于5 °C的低温恒温槽(天恒SDC-6)中预冷
2 h后, 进行试验低温处理, 共6个温度梯度, 分别为
0、–5、–10、–15、–20和–25°C, 以水银温度计校
准, 处理时间为2 h。低温处理后取出放入冰箱
(5°C)解冻24 h, 每个温度3次重复, 解冻后测定电解
质渗出率和相关生理生化指标, 每处理重复3次。
3 指标测定
采用雷磁DJS-1D电导率仪法测相对电导率
(relative electrical conductivity, Rec)。将叶片用去离
子水清洗干净, 用滤纸吸干。去除主脉和叶缘后,
剪成碎片, 将剪好的叶片称取0.1 g后装入具塞试管
中, 加入10 mL去离子水, 塞上塞子, 充分震荡后室
温下静置2 h, 测得电导率C1, 再将试管沸水浴20
min, 冷却后测得电导率C2, 以相对电导率表示细胞
膜透性的大小。按公式(C1/C2)×100计算出Rec (%)
采用氮蓝四唑(NBT)比色法测定超氧化物歧
化酶(superoxide dismutase, SOD)活性; 丙二醛
植物生理学报56
(malondialdehyde, MDA)含量采用硫代巴比妥酸
(TBA)比色法; 茚三酮显色法测定游离脯氨酸含
量; 考马斯亮蓝G-250染色法测定可溶性蛋白含量;
上述各项测定参考植物生理学实验指导(陈建勋和
王晓峰2006)。
4 抗寒性评价比较
通过测得的电导率计算相对电导率并拟合
Logistic回归方程: y=k/(1+ae–bx), k为细胞伤害率
饱和容量, 根据莫惠栋(1983)的观点, 如果y为累计
频率, 则常数k为100%。a、b为方程参数, 将方程
进行线性化处理, 求得a, b值, 用曲线的拐点作为半
致死温度, 即X=–lna/b, 即半致死温度。
同时, 应用隶属函数法(董万鹏等2015)综合性
评价9个杂交冬青品种的抗寒性, 隶属函数值计算
方法如下。
隶属函数值计算公式: R(Xi)=(Xi–Xmin)/(Xmax–Xmin)
反隶属函数值计算公式: R(Xi)=1–(Xi–Xmin)/
(Xmax–Xmin)
表1 九个杂交冬青品种的耐寒区域范围
Table 1 The hardiness zone of nine Ilex cultivars
冬青品种 耐寒分布区域范围 温度/°C
Ilex cassine ‘Tensaw’ 区域7~9 –18~–1
Ilex glabra ‘Shamrock’ 区域(4) 5~9 (10) (–34) –29~–1 (4)
Ilex crenata ‘Schworbel’s Compacta’ 区域5~8 –29~–7
Ilex vomitoria ‘Anna’s Choice’ 区域7~10 –18~4
Ilex vomitoria ‘Oscar Gray’ 区域7~10 –18~4
Ilex×attenuate ‘Fosteri’ 区域6~9 –23~–1
Ilex×attenuate ‘Savannah’ 区域6~9 –23~–1
Ilex×attenuate ‘Bronze Beauty’ 区域6~9 –23~–1
Ilex×meserveae ‘Blue Maid’ 区域(6) 7~9 (–23) –18~–1
其中, R(Xi)代表供试树种在某一温度处理下对
应指标的隶属度[0
与抗寒性成负相关的参数Rec和MDA采用反
隶属函数计算, 与抗寒性成正相关的参数SOD、
脯氨酸等采用隶属函数计算。将每个树种越冬期
每个阶段各指标的抗寒性隶属函数值累加起来,
求其平均值, 隶属函数均值越大, 该树种的抗寒性
就越强。
5 数据处理
应用Microsoft Excel 2003进行数据统计与计算,
用SPSS 19.0软件对数据进行方差显著性分析。
实验结果
1 低温胁迫下杂交冬青SOD活性及MDA、脯氨
酸、可溶性蛋白含量的变化
从表2可以看出, 9个杂交冬青在低温处理下
的SOD活性变化规律基本一致, 随着处理温度的
表2 不同低温处理下杂交冬青SOD活性的变化
Table 2 The changes in SOD activities of Ilex cultivars under different low temperature treatments
品种
SOD活性/U·g-1 (DW)
0°C –5°C –10°C –15°C –20°C –25°C
‘Tensaw’ 662.1±19.7c 654.6±21.6c 767.0±13.7b 834.4±25.0a 657.1±28.5c 399.8±16.8d
‘Shamrock’ 635.6±23.7d 972.8±42.7c 1 232.9±41.1b 1 304.0±54.3ab 1 349.0±37.5a 1 303.0±52.5ab
‘Schworbel’s Compacta’ 524.4±24.9e 753.8±19.8c 820.9±22.5b 934.4±41.2a 853.8±39.4b 690.9±27.5d
‘Anna’s Choice’ 742.5±16.3d 924.2±37.8b 1 040.8±30.4a 1 087.2±41.8a 811.8±26.3c 547.6±24.3e
‘Oscar Gray’ 721.1±27.1c 865.6±15.5b 918.4±33.2a 705.7±29.6c 569.4±25.0d 416.6±12.1e
‘Fosteri’ 457.9±14.5d 840.4±29.2b 896.5±38.4b 961.4±42.5a 1 001.8±38.7a 756.1±30.6c
‘Savannah’ 511.4±26.7b 511.4±14.9b 661.4±27.9a 519.3±24.9b 524.4±25.0b 321.1±13.5c
‘Bronze Beauty’ 717.5±19.3d 775.4±26.6c 828.1±37.0b 952.6±34.3a 759.7±27.3cd 503.5±15.5e
‘Blue Maid’ 513.2±14.7e 686.3±36.7c 727.5±26.9bc 819.2±33.9a 742.9±28.2b 585.9±24.8d
表中数字为平均数±标准差, 不同小写字母表示不同温度下同一品种在0.05水平下有显著性差异。下表同此。
曾雯等: 9个常绿杂交冬青的抗寒能力比较 57
降低, SOD值先上升后下降, 峰值均出现在–20~
–10°C之间, 大部分在它们的半致死温度附近波动:
‘Oscar Gray’和‘Savannah’在–10°C达到峰值; ‘Ten-
saw’、‘Schworbels Compacta’、‘Anna’s Choice’、
‘Bronze Beauty’和‘Blue Maid’的峰值出现在–15°C
低温胁迫下, ‘Shamrock’和‘Forsteri’的SOD活性
在–20°C时达到最大。另一方面, 通过计算SOD的
变化量发现, 在达到峰值时, ‘Oscar Gray’和‘Savan-
nah’的增幅最小, 分别为27.36%和29.32%; ‘Sham-
rock’和‘Forsteri’的增幅最大, 分别为112.24%和
118.78%。
MDA含量受低温影响较大, 随着处理温度的
降低, 各品种的MDA含量逐渐增加(表3)。9个杂
交冬青的MDA含量均增长了40%以上, 其中, ‘Anna’s
Choice’和‘Shamrock’的增长得最少, 分别为42.34%
和45.9%, ‘Savannah’和‘Bronze Beauty’的增长得最
多, 达98.76%和105.29%。
由表4可以看出, 低温处理下, 9个杂交冬青品
种中, 有8个品种的脯氨酸含量变化趋势基本一致,
都表现为随着温度的降低先升高再降低, 峰值出
现在–20~–15°C之间, 其中, ‘Schworbel’s Compacta’、
‘Annas Choice’、‘Oscar Gray’、‘Savannah’和
‘Bronze Beauty’的峰值出现在–15°C低温胁迫下,
而‘Tensaw’、‘Shamrock’、‘Forsteri’和‘Blue Maid’
出现在–20°C。只有‘Shamrock’随着温度的降低而
持续升高, 峰值出现在–25°C。在达到峰值时, ‘Sa-
vannah’、‘Blue Maid’、‘Tensaw’和‘Oscar Gray’的
升高得相对较少, 分别为56.31%、56.39%、56.74%
和57.43%, ‘Shamrock’的升高最多, 达122.48%。
可溶性蛋白的含量与SOD活性、脯氨酸含量
具有相似的变化规律(表5), 随着温度的降低先升
高再降低, 且峰值均出现在–20~–10°C之间, 与半
致死温度基本对应。其中, ‘Savannah’在–10°C达
到峰值; ‘Tensaw’、‘Schworbels Compacta’、‘Oscar
表4 不同低温处理下杂交冬青脯氨酸含量的变化
Table 4 The changes in free proline contents of Ilex cultivars under different low temperature treatments
品种
脯氨酸含量/μg·g-1 (FW)
0°C –5°C –10°C –15°C –20°C –25°C
‘Tensaw’ 141.2±3.5c 167.4±7.8b 211.3±3.7a 211.4±6.4a 221.4±7.2a 137.1±8.7c
‘Shamrock’ 151.6±7.1e 225.1±8.4d 274.0±10.0c 284.2±8.8bc 300.1±9.6b 337.2±12.8a
‘Schworbel’s Compacta’ 119.1±5.4d 159.9±6.0c 205.8±8.2b 236.8±9.8a 228.6±4.4a 197.5±6.6b
‘Anna’s Choice’ 161.7±2.5e 214.2±9.4c 245.2±5.3b 265.0±6.4a 252.0±7.2b 189.9±3.6d
‘Oscar Gray’ 141.0±5.1de 145.5±6.3d 209.8±3.5b 222.0±2.8a 171.8±5.3c 133.1±4.1e
‘Fosteri’ 154.8±7.2e 184.5±6.4d 218.2±7.8c 237.6±8.1b 268.6±9.5a 261.4±11.3a
‘Savannah’ 104.0±6.2c 100.3±5.3c 141.4±9.8b 162.6±8.4a 136.9±7.1b 99.3±8.4c
‘Bronze Beauty’ 129.5±9.9f 167.4±7.8d 200.4±2.8b 228.7±4.6a 183.0±3.4c 144.3±3.1e
‘Blue Maid’ 121.4±6.1d 143.5±7.1c 138.0±5.4c 168.8±10.4b 189.8±4.6a 157.1±6.2b
表3 不同低温处理下杂交冬青MDA含量的变化
Table 3 The changes in MDA contents of Ilex cultivars under different low temperature treatments
品种
MDA含量/μmol·g-1 (FW)
0°C –5°C –10°C –15°C –20°C –25°C
‘Tensaw’ 5.00±0.04d 5.04±0.08d 5.43±0.20d 6.22±0.61c 6.92±0.25b 7.56±0.51a
‘Shamrock’ 3.66±0.27b 3.87±0.34b 3.72±0.70b 4.32±0.52b 4.31±0.05b 5.34±0.17a
‘Schworbel’s Compacta’ 2.46±0.32d 2.69±0.28d 3.02±0.42cd 3.43±0.47bc 3.87±0.49ab 4.17±0.21a
‘Anna’s Choice’ 4.96±0.61d 5.36±0.51cd 5.70±0.45bcd 6.14±0.57bc 6.32±0.14ab 7.06±0.23a
‘Oscar Gray’ 5.12±0.17e 6.02±0.58d 6.39±0.41d 7.24±0.47c 8.51±0.39b 9.53±0.61a
‘Fosteri’ 4.54±0.29d 4.94±0.62cd 5.40±0.59bc 5.68±0.38bc 6.06±0.34b 7.16±0.36a
‘Savannah’ 5.64±0.66d 7.28±0.51c 8.75±0.48b 9.36±0.40b 10.48±0.28a 11.21±0.44a
‘Bronze Beauty’ 5.10±0.30e 6.58±0.17d 6.36±0.36d 7.53±0.51c 8.46±0.14b 10.47±0.14a
‘Blue Maid’ 6.74±0.49d 6.80±0.24d 7.49±0.25c 7.94±0.08c 9.28±0.37b 10.14±0.55a
植物生理学报58
Gray’、‘Bronze Beauty’和‘Blue Maid’的峰值出现
在–15°C低温胁迫下, ‘Shamrock’、‘Annas Choice’
和‘Forsteri’ 的SOD活性在–20°C时达到最大。在
达到峰值时, ‘Oscar Gray’的增加得最少, 为23.08%;
‘Forsteri’和‘Shamrock’的增加得最多, 达59.26%和
64.31%。
2 低温胁迫对杂交冬青相对电导率的影响
由表6可以看出, 9个杂交冬青品种的相对电
导率的变化趋势相同, 随着温度的降低相对电导
率逐渐升高: –15~0°C处理的杂交冬青相对电导率
上升缓慢, 平均增加了13.71%; –25~–15°C的相对
电导率迅速上升, 平均增加了39.69%。9个品种的
相对电导率变化存在显著差异(P<0.05), 以‘Savan-
nah’的相对电导率增幅最大, 达62.77%; ‘Sham-
rock’的相对电导率增幅最小, 为30.8%。
通过计算得到Logistic方程各参数(Ina、b、
R2)及LT50 (图1)。9种杂交冬青的抗寒能力依次为
‘Shamrock’、‘Forsteri’、‘Schworbel’s Compacta’、
‘Annas Choice’、‘Tensaw’、‘Blue Maid’、‘Bronze
Beauty’、‘Oscar Gray’、‘Savannah’。以‘Sham-
rock’最抗寒, LT50达–34.91°C, ‘Savannah’抗寒性较
差, 为–14.13°C。此外, ‘Forsteri’和‘Schworbels
Compacta’也有较高的抗寒能力, LT50在–20°C以
下。且以上各品种的LT50均与表1中耐寒区域范围
相对应。
3 杂交冬青抗寒性综合评价
大量研究表明隶属函数均值越大表示该树种
的抗寒性就越强(刘慧民等2014; 董万鹏等2015)。
由表7可以看出, 9个杂交冬青中的抗寒顺序依次
为: ‘Shamrock’、‘Forsteri’、‘Schworbels Compacta’、
‘Anna’s Choice’和‘Tensaw’、‘Blue Maid’、‘Bronze
Beauty’、‘Oscar Gray’、‘Savannah’。说明以上结
果与LT50及耐寒区域范围一致, 说明本研究中9个
杂交冬青的抗寒性能力强弱的结果是可靠的。
表5 不同低温处理下杂交冬青可溶性蛋白含量的变化
Table 5 The changes in soluble protein contents of Ilex cultivars under different low temperature treatments
品种
可溶性蛋白含量/mg·g-1 (DW)
0°C –5°C –10°C –15°C –20°C –25°C
‘Tensaw’ 5.16±0.14d 5.71±0.11c 6.18±0.25b 6.74±0.41a 5.42±0.25cd 4.23±0.31e
‘Shamrock’ 4.86±0.07d 6.03±0.04c 6.24±0.50c 7.48±0.32ab 7.84±0.15a 7.14±0.27b
‘Schworbel’s Compacta’ 5.25±0.22c 5.96±0.31b 6.59±0.41ab 7.09±0.57a 6.51±0.39ab 3.80±0.25d
‘Anna’s Choice’ 4.74±0.31b 5.38±0.52b 5.42±0.25b 6.14±0.17a 6.52±0.61a 3.47±0.12c
‘Oscar Gray’ 4.29±0.18b 4.80±0.32ab 5.12±0.17a 5.28±0.53a 3.07±0.44c 2.83±0.36c
‘Fosteri’ 4.32±0.17c 5.69±0.34b 6.25±0.59ab 6.48±0.48a 6.88±0.34a 6.79±0.30a
‘Savannah’ 4.34±0.26b 5.28±0.62a 5.76±0.38a 5.51±0.39a 3.55±0.23c 3.08±0.33c
‘Bronze Beauty’ 3.96±0.50c 4.41±0.27bc 5.44±0.36a 5.70±0.21a 4.83±0.34b 2.92±0.10d
‘Blue Maid’ 4.52±0.39d 4.97±0.54cd 5.58±0.45bc 6.41±0.15a 6.06±0.27ab 3.72±0.35e
表6 低温胁迫对杂交冬青相对电导率的影响
Table 6 The effects of low temperature stress on Rec of Ilex cultivars
品种
Rec/%
0°C –5°C –10°C –15°C –20°C –25°C
‘Tensaw’ 15.81±0.94e 17.93±1.55de 21.06±1.07d 29.76±1.74c 52.19±1.94b 75.70±3.29a
‘Shamrock’ 14.28±0.81e 15.73±1.24de 17.75±0.79cd 19.57±1.23c 25.91±1.05b 45.08±2.31a
‘Schworbel’s Compacta’ 15.54±1.13d 17.73±1.81d 21.61±1.43c 25.10±1.52c 42.37±3.56b 64.29±1.87a
‘Anna’s Choice’ 14.98±0.74d 16.51±2.23d 19.32±1.15d 24.87±1.47c 52.26±2.31b 73.44±4.56a
‘Oscar Gray’ 17.56±0.88d 16.94±1.09d 20.60±1.62d 35.17±2.11c 60.28±3.69b 79.24±3.91a
‘Fosteri’ 15.51±1.29f 18.16±0.62e 20.62±1.46d 24.17±1.27c 35.23±1.96b 59.70±1.24a
‘Savannah’ 19.72±2.17d 21.96±1.98d 24.15±2.67d 46.72±2.25c 75.32±2.47b 82.49±4.28a
‘Bronze Beauty’ 17.62±1.36e 21.08±0.94e 27.76±1.35d 32.94±2.26c 55.10±1.73b 73.64±3.49a
‘Blue Maid’ 16.16±1.02e 17.86±1.46de 20.79±0.97d 32.28±1.23c 59.03±2.34b 74.19±2.58a
曾雯等: 9个常绿杂交冬青的抗寒能力比较 59
图1 9个杂交冬青品种的半致死温度(LT50)
Fig.1 The semi-lethal temperatures (LT50) of nine Ilex cultivars
讨 论
低温冻害是影响常绿植物向北推广应用的最
主要因素之一。低温胁迫下, 植物细胞膜发生物
相的变化, 生物膜的透过性增大, 细胞内的电解质
外渗(Lyons 1973)。电导法就是通过该原理来鉴定
植物的抗寒性的, 并且相对电导率越高, 说明低温
胁迫对细胞膜的伤害程度越大(Mittler 2002)。Ra-
jashekar等(1979)在此基础上, 利用Logistic方程曲
线描述低温对植物细胞膜的伤害过程, 提出曲线
拐点为LT50的观点。大量研究表明(张纪林等2005;
邓仁菊等2014): LT50是能较直观反映植物抗寒能
力的生态指标。本研究由此方法计算出9个杂交
冬青品种的LT50, 得到杂交冬青的抗寒能力强弱顺
序依次为‘Shamrock’、‘Forsteri’、‘Schworbel’s
Compacta’、‘Anna’s Choice’、‘Tensaw’、‘Blue
Maid’、‘Bronze Beauty’、‘Oscar Gray’和‘Savan-
nah’。这与耐寒区域范围相对一致, 且本研究中
‘Shamrock’ 的LT50 –34.91°C与Sun和Zhang (2010)
研究结果基本一致: ‘Shamrock’ LT50 –31.8°C, 与越
冬期间田间观测相近。
有研究发现, 树种抗寒能力越强, SOD活性越
高(方小平等2010)。同时低温胁迫后SOD活性变
化趋势先上升后下降, 且该指标与品种抗寒性密
切相关(陆思思等2013)。本研究中, 9个杂交冬青
的SOD活性随着低温胁迫先上升后下降, 且‘Sham-
rock’、‘Forsteri’和‘Schworbel’s Compacta’的活性
较高, 抗寒性强。MDA是膜脂过氧化作用的最终
产物, 反映植物遭受逆境伤害的程度(Velikova等
2000)。MDA含量与植物抗寒性成负相关(林艳等
2012)。随着低温胁迫, ‘Savannah’、‘Bronze Beauty’、
‘Blue Maid’和‘Oscar Gray’的MDA积累量相对较
多, 抗寒力较差, ‘Shamrock’和‘Schworbel’s Com-
pacta’的相对较少, 抗寒力强。
表7 低温胁迫下9个杂交冬青的隶属函数值
Table 7 The membership function of nine Ilex cultivars under low temperature stress
品种 Rec SOD MDA 脯氨酸 可溶性蛋白 平均值 抗寒性
‘Shamrock’ 0.7152 0.6971 0.6766 0.5950 0.5833 0.6534 1
‘Fosteri’ 0.6970 0.6640 0.5840 0.5805 0.6829 0.6417 2
‘Schworbel’s Compacta’ 0.6807 0.5820 0.5244 0.6132 0.6282 0.6057 3
‘Anna’s Choice’ 0.6820 0.5771 0.5413 0.5774 0.5929 0.5941 4
‘Tensaw’ 0.6728 0.6030 0.5983 0.5286 0.5351 0.5876 5
‘Blue Maid’ 0.6457 0.5425 0.6103 0.4637 0.5539 0.5632 6
‘Bronze Beauty’ 0.6358 0.5625 0.5686 0.4640 0.5839 0.5630 7
‘Oscar Gray’ 0.6574 0.5637 0.5431 0.4160 0.5721 0.5505 8
‘Savannah’ 0.5964 0.5498 0.4351 0.3919 0.5622 0.5071 9
植物生理学报60
游离脯氨酸是植物体内一种有效的亲和性渗
透调节物质, 当植物受到低温胁迫时, 游离脯氨酸
含量会受到一定变化(李合生2012)。本研究发现,
9个品种中有8个品种脯氨酸含量基本随着温度的
降低先升高再降低, 只有‘Shamrock’随着温度的降
低一直升高, 直到–25°C, 这可能是由于它的抗寒性
比较好, 本试验设计还未能达到其峰值。可溶性蛋
白含量的增加有利于提高细胞内的束缚水含量, 从
而降低冰点, 对植物的抗寒性具有重要作用(潘瑞
炽2008)。研究表明(Shyam等1987; 亓白岩等2010),
植物在低温胁迫下细胞内可溶性蛋白含量与抗寒性
表现呈正相关。我们的研究也得到类似的结论。
本研究通过电导法配以Logistic方程确定杂交
冬青的LT50, 并结合冬青的耐寒区域范围及各生理
指标隶属函数法来比较9个杂交冬青品种的抗寒
能力, 得出抗寒能力强弱顺序依次为‘Shamrock’、
‘Forsteri’、‘Schworbel’s Compacta’、‘Anna’s
Choice’、‘Tensaw’、‘Blue Maid’、‘Bronze Beauty’、
‘Oscar Gray’、‘Savannah’。而我们在田间观测中
还发现, 抗寒性最差的‘Savannah’在河南郑州(期间
最低温为–8°C)能很好的露地越冬, 表明测试的9个
品种都有往北推广的可能性。当然除低温外, 影
响常绿树种向我国北方推广应用的主要非生物因
素还包括水分等。但我们在湖南长沙田间观测发
现, 这些杂交冬青均表现出一定的抗旱能力, 尤其
在2013年湖南旱灾期间, 测试的9个品种大部分表
现良好, 因此我们也将进一步探索这9种杂交冬青
的抗旱能力, 为丰富北方常绿植物提供更多的参
考资料, 为其向更高纬度地区引种及推广应用提
供理论依据。
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Comparison of cold resistance among nine evergreen Ilex cultivars
ZENG Wen, JIN Xiao-Ling*, XING Wen, HU Man-Jun
College of Landscape Architecture, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, China
Abstract: In order to evaluate the cold resistance of nine evergreen Ilex cultivars, the physiological mechanism
of detached-leaf from nine evergreen Ilex cultivars under low temperature stress was studied. Their semi-lethal
temperatures were calculated by relative electric conductivity (Rec) and logistic equation. Meanwhile, the con-
tents of SOD, MDA, free proline and soluble protein were determined to provide their cold resistance. The re-
sults indicated that Rec increased as the droping of temperature, and LT50 was between –14.13°C and –34.91°C.
With the temperature decreased, the contents of MDA increased, and the SOD activity and soluble protein con-
tents increased firstly, then decreased, and the contents of free proline increased or increased firstly, then de-
creased. Synthetic evaluation of LT50 and the membership function indicated that the ranking of cold tolerance
of Ilex cultivars was: ‘Shamrock’>‘Forsteri’ > ‘Schworbel’s Compacta’ > ‘Anna’s Choice’ > ‘Tensaw’ > ‘Blue
Maid’ > ‘Bronze Beauty’ > ‘Oscar Gray’ > ‘Savannah’.
Key words: Ilex cultivars; cold resistance; semi-lethal temperature; the membership function
Received 2015-10-08 Accepted 2016-01-11
This work was supported by the Forestry Industry Research Special Funds for Public Welfare Projects (Grant No. 201404710) and the Twelfth
Five-Year Key subjects (Landscape Architecture) of Hunan Province (Grant No. 76[2011]).
*Corresponding author (E-mail: 121191638@qq.com).