全 文 ：林业 科学 研 究 拓 ,
巴 七
文章编号 一 以拓 刁 」抖
低温胁迫对山茶物种 个抗寒性生理指标的影响
王永红 , 李纪元 , 田 敏 , 格 日乐图
中国林业科学研究院亚热带林业研究所 , 浙江 富阳 月仪
关健词 山茶 低温胁迫 电解质外渗率 丙二醛
中图分类号 文献标识码
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,
山茶花是我国著名的木本花卉 , 在园林上主要
用作地栽或者盆栽供观赏 , 少数品种也可用作盆景
或者切花 。 花可人药 , 种子可以榨油食用 , 木材可供
雕刻之用 , 总之山茶全身是宝 。
但由于绝大多数山茶品种起源于抗寒冻较弱的
红山茶 认 了俘 和云南山茶
咖 以 ‘〕
, 长期以来不能在广大华北地区裸
地栽培 , 只能局限于长江以南地区栽培 , 严重制约了
山茶市场的培植和大规模产业化 。 已有资料发现山
茶耐寒性与山茶叶片的生理和形态有关〔’〕, 但有关
这方面的报道较少 。
目前评价植物抗寒性大多数依然采用传统的
褐变观测 法 、 相对 电导 率法 和 丙 二醛含 量 的测
定 。 研究 证 明 , 褐 变是植 物受冻害的直接反
应
,
,
。 一 年庄瑞林 ’ 对 个 山茶物
种和 个茶花 品种 的花 芽冻 害褐 变进 行 过 观
察 , 发现花器官 的抗寒能力强弱 次序为 柱头
雄蕊 子房和花瓣 , 且 山茶叶内部组织结构与抗
寒力有一定 的关系 。 膜系统是植物受低温伤害
和抵抗低温伤害的关键结构 , 植物细胞 电解质渗
收稿 日期 加 习 一
基金项 目 国家“ ”计划子课题“ 茶花高效育种技术及耐寒芳香茶花新品种培育研究 ”
作者简介 王永红 卯 一 , 女 , 河北张家口人 , 中国林业科学研究院亚热带林业研究所研究生
林 业 科 学 研 究 第 卷
漏的多少常反应在低温下植物受伤害的严重程
度 , 抗寒性弱 的植物 或受害较重者 , 细胞膜透
性增大程度较快 , 且不 可逆转 , 不能恢复正常 , 以
至造成伤害或死亡 。 这种变化大多 出现在形 态
变化之前 , 因而质膜 的透性变化 可显示细胞膜结
构和功能受损程度 「“一 。 用电导仪测定细胞外渗
液电导率即相对电导率变化 , 是用来反映细胞膜
伤害程 度 和 大小 的 一 个 重 要 指 标 , 」, 骆琴 娅
等 ” 采川此方 法 对 个 山茶物种幼林离体叶片
进行过低温胁迫测定膜伤害 。 在逆境条件下 , 机
体大量产 生 自由基 、 经 自由基 、 过氧 自由基 和氮
氧 自由基 。 这些 自由基攻击不饱和脂肪酸 , 形成
脂质 自由基 , 启 动脂质过氧化 , 对生 物膜产生极
大的破 坏 , 而 过 氧化 脂质 代谢 产物就是 丙 二 醛
因此 丙二醛 含 量 多就 反 应植物 耐寒性
弱 , 反之 禽量少就反应 了植物耐寒性强 。 据此作
者研究
’
低温胁迫 对 山茶 叶 片电解质外渗率和
丙二醛含量 的影 响 , 探讨 山茶耐寒 的生理机制 ,
为培育山茶耐寒新品种提供理论依据 。
直径为 打孔器打取圆叶 片 , 放人小玻璃
杯 , 准确加入 超纯水 , 浸没样品 不要使叶片
叠在一起 , 在 ℃条件下震荡保温 ,
将各样品的组织外渗液分别倾入小玻璃杯 中 , 用
一 型电导仪测沸前电导率 再将样品置沸水
中煮沸 巧 , 测定沸后电导率 以不加叶片
的超纯水作空白测定 , 各处理样品测定减去空 白测
定值即为实际电导率 。 每个处理重复 次 , 取平均
值 。
相对电导率 沸前实际电导率一 沸后实际电导率
《刃
材料与方法
试验材料
试材来 自亚热带林业研究所山茶种质资源 圃 ,
树龄为 川 巧 。 选用抗寒性不同的 个山茶物
种 浙江红 山茶 记 林 、 枚县
油茶 、 茶梨油茶 叩
、
南 日茶 , 二 。 川 。 于 碎 年
月中旬采样 。
试验方法
低温处理 从正常发育的 年生枝条随机
采取枝条顶部的叶片 , 每处理 片叶为 组 , 装在
封 「塑料 袋中 , 带回室 内。 每 片叶又分为两小
组 一组 片叶 , 放在低温冰箱内进行人工低温胁
迫 , 个处理温度为 、 一 、 一 、 一 ℃ , 每
温度下处理 , 然后取出样品 , 在室温下静置 ,
待测相对电导率和丙二醛含量 , 对照为田间温度
巧 ℃ 另一组 巧 片叶 , 处理温度为 一 、 一 东
℃ , 每温度下处理时间为 民 、 , 然后取出样
品 , 在室温下静置 , 待测叶片褐变情况 。
相对电导率的测 定 ’一川 选取经过冷冻且
薄厚均匀的叶片 , 包在湿纱布中用 自来水轻轻冲洗 ,
除去表面沾污物 , 再用去离子水冲洗 次 , 用干
净的纱布轻轻吸 干叶片表面水分 避开大叶脉 , 用
丙二醛含量的浏定 〔’ 称取剪碎的上述冷
冻的植物叶片 , 加人质量浓度为
· 一 ’的三
氯乙酸 和少量石英砂 , 研磨至匀浆 , 再
用 三氯乙酸分 次洗涤研钵 , 将所有匀浆以
侧洲〕 · 一 ‘离心 , 上清液为样品提取液
吸取上清液 以 的蒸馏水作为对照 , 加
人 质量浓度为
· 一 ’的硫代巴比妥酸溶液 ,
混匀后在沸水浴上反应 巧 , 迅速冷却后再离心 。
取上清液在
、 、 波长下测消光值 。 根
据植物组织的质量计算样品提取液中丙二醛含量 。
每处理做 个重复 , 取平均值 。
材刀通 拜
· 一 ’
一 。 一 、
公式中 表示材料质量 , 马 、几 、 。分别代
表 、 、 。 波长下的消光值 。
结果与分析
不 同低温胁迫对 个 山茶物种叶片颜色 的
影响
由表 可以看出 , 在 一 ℃下胁迫 和 , 各
山茶物种叶片均未出现褐变 , 当胁迫时间延长到
后 , 只有浙江红山茶和南山茶出现褐变斑点 随着温
度的降低及低温胁迫时间的延长 , 山茶叶片褐变加
重 , 其中南山茶出现深褐变所对应的温度比较高 , 在
一 ℃下胁迫 叶片出现大面积深色褐变 , 并且深
褐色的叶片达总观测数的印 , 而其它 个物种在
℃胁迫 只出现极少数的浅色褐变 , 褐变叶片数
达总观测数的 当温度降低到 一 ℃胁迫 后 ,
南山茶所有叶片均变为深褐色 , 说明南山茶最不抗
寒 。 浙江红山茶 、枚县油茶及茶梨油茶在温度降低到
一 ℃胁迫 , 褐变叶片分别占总数 、 、
印 。 综上可见 个山茶物种抗寒性强弱的顺序为
枚县油茶 茶梨油茶 浙江红山茶 南山茶 。
第 期 王永红等 低温胁迫对山茶物种 个抗寒性生理指标的影响
表 低温胁迫下不同山茶物种叶片褐变数 和程度
一 ℃ 一 ℃ 一 ℃
物种
浙江红山茶
枚县油茶
茶梨油茶
南山茶
点 点
点 点
点
点
点
浅
浅
浅
浅
深
深
深
深
巧 深
深
深
深
深
深
深
深
巧 深
注 数字后面的括号中 , “ 点 ”表示出现点状浅色褐变 “ 浅 ”表示出现大面积浅色褐变 “ 深 ”表示出现大面积深色褐变 。 每物种供试 巧 片
不同低温胁迫对相对电导率的影响
表 可见 , 随着温度降低 , 不 同山茶物种电解
质外渗率均出现不 同程度的增加 。 浙江红 山茶 、
枚县油茶 、茶梨油茶在温度达 一 ℃时电解质外
渗率均出现急剧增多 的趋势 , 分别 比 一 ℃时
电解质外渗增加 、 、 倍 , 而南 山茶
则在温度到达 一 ℃时电解质外渗率就 已经出
现急剧增多的现象 , 比 ℃时电解质外渗率增
加 , 可见 南 山茶 比其 它 个物种较不 耐
寒 当温度下降到 一 ℃时 , 南 山茶依然保持最
高的电解质外渗率 , 达 。 与骆琴娅等 〔’〕分别
在 ℃ 和 一 ℃下 测 定 南 山茶 膜 伤 害率 为
和 相 比 , 其临界温度有着一定程度
的吻合 。 测定 结果 作方差 分析 , 由表 可 以 看
出 , 山茶物种间和温度处理间电解质外渗率差异
显著性分别达 和 , 可见不同物种之间随着
温度的降低耐寒性表现 出很大的差别 , 物种 间多
重 比较结果显示 耐寒性之 间 的差异主要表现在
南山茶与其它 个物种之间 。
表 低温处理下不同山茶物种相对电导率的变化
物种编号 物种名称 巧 ℃ ℃ 一 ℃ 一 ℃ 一 ℃
浙江红山茶
枚县油茶
茶梨油茶
南 茶
表 低温处理下不同山茶物种相对电导率方差分析及多重比较
变异来源 自由度 平方和 均方 值 显著水平 物种编号 显著水平
物种间
处理温度间
误差
总变异
注 “ ”表示差异显著 二 , “ ”表示差异极显著 二 , 下同 。
因为山茶物种叶片电解质外渗率随温度的变
化呈 “ ” 型 曲线 , 符合 方程变化趋势 , 利
用电解质外渗率拟合 。 方程 ‘ , 〕, 即 少 无
一 州 来确定 半致 死 温度 。 见 表 。
结果表明浙江红山茶 、 枚县油茶 、 茶梨油茶 、 南 山
茶物种 的半致死 临 界 温 度依 次 为 一 、
、 一 、 一 ℃ , 从半致死温度所
反应的山茶耐寒性强弱来看 , 耐寒顺序为枚县油
茶 茶梨油茶 浙江红 山茶 南 山茶 。 其 中浙
江红山茶和茶梨油茶临界温度 比较接近 , 相差 只
有 ℃ 从表 低温胁迫 下 叶片褐变数量 和
程度结果看 , 它们之间的区别也并不大 。
表 乡 方程及山茶各物种半致死温度
物种名称 肠 方程 踢 ℃
浙江红 茶 二 份 , 一 ’ ‘ 一
枚县油茶 二 , 一 ’仍二 一
茶梨油茶 卯 ’ 一 ’ 一
南 茶 二 一 。” ,‘ 一 ’ 一
注 表中 表示相对电导率 , 表示所对应的温度 ℃ 。
不 同低温胁迫 对 山茶 物种 叶 片 中丙 二 醛
】〕 含且的影响
由表 可以看出 , 山茶叶片中丙二醛的含量随
着温度的降低 , 较对照 一 巧 ℃ 均出现了不同
程度的升高 , 其变化趋势都是先增加后降低 , 其中南
山茶丙二醛含量达到最大所对应的温度 比较高 , 为
林 业 科 学 研 究 第 卷
一 ℃ , 此时丙二醛浓度比对照增加了 倍 ,
南山茶比其它 个物种耐寒性差 。 浙江红山茶 、枚
县油茶 、茶梨油茶都是在温度降到 一 ℃时丙二醛
含量达到最高 , 且浙江红山茶丙二醛含量增加的幅
度最小 , 比对照增加 , 其次是枚县油茶 , 比对照
增加 倍 , 再次是茶梨油茶 , 比对照增加
倍 。 可知抗寒性大小顺序为浙江红山茶 茶梨油茶
枚县油茶 南山茶 当温度降低到 一 ℃后 , 各
物种丙二 醛含量都有所下降 。 试验结果作方差分
析 , 多重比较采用新复极差法 , 见表 。
表 不同低温处理下山茶各物种丙二醛质 , 浓度
· 一
物种编号 物种名称 巧 ℃ ℃
浙江红山茶
枚县油茶
茶梨油茶
南山茶
一 ℃ 一 ℃ 一左 ℃
巳
衰‘ 不同低温胁迫下山茶各物种丙二醛含 方差分析及多 , 比较
变异来源 自由度 平方和 均方 值 显著水平 物种编号 显著水平 显著水平
物种阳 。
处理温度间
误差
总变异
通过方差分析 , 低温胁迫下山茶物种间和不同
温度处理间丙二醛含量差异极显著 , 可见不同低温
胁迫对山 茶叶片中丙二醛含量变化是有较大影响
的 。 多重比较的结果显示 , 南山茶叶片中丙二醛含
量与浙汀红山茶和枚县油茶叶片中丙二醛含量之间
的差异显 著性水平达 , 与茶梨油茶差异显著水
平达 , 而浙江红山茶 、 枚县油茶和茶梨油茶在
水平
一
卜没有差异性 。
小结
电解 质外渗率和低温胁迫叶片褐变所表现 的
规律比较吻合 , 可见用 电解质外渗率反映山茶物
种耐寒性 强弱较为客观真实 。 丙二醛含量测 定
结果表明 个物种抗寒顺序与前 个指标测定结
果有差别 , 但无论是形态指标还是生理指标都显
示南山茶是 个物种中抗寒性最弱的 。 从 个物
种原产地 分布讲 , 南 山茶主要 产在广东广宁县 ,
属于南亚热带地区植物 , 而浙江红 山茶原产区分
布在浙江 、湖南地区 , 枚县油茶分布在湖南枚县 ,
茶梨油茶原产区分布在浙江南部 , 这 个物种都
属于亚热带植物 , 多重 比较的结果显示 个物种
之间的耐寒性差 别主 要 表现在南 山茶与浙江红
山茶 、枚县油茶及 茶梨油茶之 间的差别 , 这显然
与各物种在 自然分布区所 表现 的抗寒性强弱基
本相吻合 , 即高纬度地 区的物种耐寒性要强于低
纬度地区物种的耐寒性 〔川 。
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