全 文 ：广西植物Gumaia29(2)：269—27l 2009年3月
五种植物抗寒性的比较研究
张文娟1，姚云峰1*，李钢铁1，白玉如2，王玉涛l
(1．内蒙古农业大学生态环境学院，呼和浩特010019；2．赤峰市林研所，内蒙古赤峰024001)
摘要：采用电导法对五种植物(四种美国引进的植物和一种乡土植物)进行不同低温处理，研究其在各温度
下的细胞膜透性改变情况，并配以Logistic方程求拐点值确定低温半致死温度LT50。结果表明；低温处理下
各种植物组织电解质渗透率增加，并呈“S”形曲线增长，各种植物的低温半致死温度分别为：沙地柏为一46．58
℃，四翅滨藜一1，四翅滨藜一2分别为一42．“℃和一40．09℃，黑油脂木为一27．7℃，伏地肤为一22．18℃。故其抗
寒性从强到弱的顺序为沙地柏>四翅滨藜一1>四翅滨藜一2>驼绒藜>黑油脂木>伏地肤。
关键词：电解质透出率；半致死温度；抗寒性
中图分类号：Q945 文献标识码：A 文章编号：1000一3142(2009)02一0269一03
ComparatiVeexperiHlentalstudiesfbrcold
● J nf● l J ●
reSlStanCe0t VeDlantSpeCleS
ZHANGWen-Juanl，YAOYun_Fen91*，LIGangTiel，
BAIYu-Ru2，ⅥANGYu．，]隐o1
(1．跚铂弘D，晟讲D膏imfd耐凸证m伽嘲Z，I，l，l∥M抽gDZ缸Ag—f讲f“mZL肪i螂i细．Huhhot010019，
C11imf 2．Fo倒删J雄“i觚Po，吼f砌耳，lnnerMon90liaCh feTIg02400l，Chim)
Abstr躯t：FiveplantspeciesncludingfourkindsfromAme—caandonelocalspeciesw reselectedtoplantmaterials
forcomparingtheabilitytocoldreSistanceusingfre铭ingLT50basedonelec仃icalorlducti、，ityme hodandfitting
诚th乙39isticfun tionbetweenp rcentageofelectrolyteeffluxfrompIanttissuesandtemperaturesoft atment．It
washownthatkindsofplants’percentageof Iectrolyteeffluxtendtoincreasing，andtakeonan孓curvegrowth．
10calSa“nJunfperwasthestrongesttoreSist∞ld．ItsfreezingI凡owas46．58℃．TheLT50ofbothFourwing
Saltbushwere一42．44℃and一40．09℃reSpectiveIy．ThecoldreSistancebiIityofProstrateBr00msedgewaSth
lowest．1tsL 、50wasonIy一22．18℃．
Keywoms：percentageofelectroI)rteefnux；Iethaltemperature；coldSistance
鉴定植物的抗寒性既需要合适的研究方法，也
需要建立在合适的研究方法基础上的数量化指标
(陈建白，1999)。国内外大量研究已确认，膜系统是
植物遭受低温伤害和抵抗低温伤害的关键结构。低
温对膜的伤害可以导致电解质渗出率的增加(李国
英等，1996)。Dexter等人于1930年提出的电导法
测定植物抗寒性，经过改进已推广应用于各类植物
(张国珍等，1997)。朱根海等(1986)用电导法配以
Logistic方程求拐点温度作为植物组织半致死温
度。朱月林等(1988)将此方法进行了改进。此法现
已被大多数抗寒性研究接纳并采用。本试验采用电
导法对4个不同植物种在不同低温下细胞膜透性改
变情况进行研究，然后配合Logistic方程求拐点值
以确定低温半致死温度。从而确定它们的抗寒性和
对环境的适应性，同时也分析比较了不同植物种的
抗寒特征，为引进耐寒植物种的选择提供依据。
收稿日期：2007-04—16修回日期：2008—06-24
基金项目：国家林业局“948”项目[s“ppone(1byth，948”Program0fstateFbr∞tryAdIIIinistmtion0fc11im]
作者简介：张文娟(198l一)，女，内蒙占锡林郭勒盟多伦县人，博士研究生，从事水土保持与荒漠化防治方砸研究．
’通讯作者(Authorforcorresp‘)ndence)
万方数据
270 广西植物 29卷
1 材料与方法
1．1试验地概况
试验地位于赤峰市林研所苗圃地，地理坐标为
108。58
7
E，42。13’N，海拔571m，属大陆性气候。
年均降雨量为400mm。年均蒸发量2loommI无霜
期150d左右1年均气温6．5℃1年极端最低气温为
一31．4℃}≥10℃的活动积温为2839～3159℃。
试验地土壤为栗钙土，0～20cm土壤中有机质含量
为14．79g／kg，20～40cm土壤中有机质含量为
lO．42g／kg。pH值为8．0。
1．2实验材料
本试验引进植物名录见表1。采用当地沙地柏
(S口6f咒n口l‘Zgnrls)为对照种。 一
1．3研究方法
植物叶片抗寒力测定采用电导法，主要步骤如
下：选取二年生植物主干成熟叶片。自来水冲洗干净
后，用直径6．5mm的打孔器制取叶圆片。，经蒸馏
水漂洗3次，用滤纸吸干叶圆片表面水分，分别装入
带刻度的具塞试管，每管5片。将装有试验材料的
试管置于变温培养箱中，分别进行-5。一10，一15，-20，
一25，一30和一35℃的各级低温处理1h。处理完毕，
取出试管并置于o℃冰箱中解冻40min，再置于
4℃冰箱中解冻20min，化冻后每试管加入8mL蒸
馏水，在室温下放置4h，振荡，用DDS一ⅡA型数字
电导率仪测得1次电导率值Ci。然后将试管置沸
水浴10min，取出后于室温放置24h，振荡后测得
第二次电导率值Ct，按公式Y=(Ci—Cw)／(Ct·Cw)
×100％计算试样的电解质透出率，式中Y为试样的
裹l檀物名录
T8bIe1 Plantdirectory
100
+毒80
oo弋
S器∞60
镁4。
厶{20
0
+四姐演摹-1(Fourwinls·Itbu-h·”
—-一伏地肤(Pro·trIt·BroM¨dl·)
．．·一黑油艏术(Gr¨¨wood) ，
o四如滨骠一2(Four_；nls·Itbu·h-2)
—I_一驼绒鬃(Euroti-^rbor¨c·n·)+沙地柏(3-vInJunir)
O -5—10-15—20-25-30—35—40—45—50—55
温度Temperature(．c)
图1 不同植物种低温电解质渗出率曲线图
Fig．1Cryogenicdifferentplantspeciesof
percentageofel ctrolyteefflux
电解质透出率(％)，ci，Ct和Cw分别为试样第一
次、第二次及蒸馏水的电导率值(cm／s)。每处理重
复3～4次(李振国，1999)。
采用修改的Logistic方程Y=k／(1+ae-bx)对
不同温度和试样电解质渗出率之间的关系进行拟
合，以曲线拐点温度作为试样的半致死温度来反映
植物抗寒能力。式中Y为试样电解质渗出率(％)，
T为处理温度(℃)，k、a、b均为常数，通过计算机模
拟算得，e为自然指数的底数(盖钧镒，2005)。
2 结果与分析
2．1低温对膜透性的效应
由图1看出，各种植物的电解质渗出率随温度
的降低都呈递增趋势。沙地柏的递增曲线比较平
缓，证明随着温度的降低其电解质渗出率增加缓慢
从而反映出它具有较强的抗寒性}四翅滨藜一1，四翅
滨藜一2在O～一25℃间曲线也较平缓，但在低于一25
℃以后曲线较陡，其电解质渗出率明显高于沙地柏，
因此它的抗寒性要低于沙地柏；驼绒藜在o～一25℃
时的电解质渗出率较小，抗寒性较强，但低于一25℃
时的电解质渗出率迅速增加其抗寒性有所下降；伏
地肤的电解质渗出率一直高于其他植物，因此抗寒
性要低于其他植物。
2．2配合Logistjc方程求低温半致死温度(LT5。)
徐康等(2005)研究指出，电解质渗出率与温度
之间的关系不是线性的，而是星“S”形曲线。配合
万方数据
2期 张文娟等：五种植物抗寒性的比较研究 27l
Logistic方程Y=k／(1+ae-bx)具有较好的拟合度，
求该方程的二阶导数并令其等于零，则可获曲线的
拐点x=Ln(a)／b。x即为LT50．在此点低温对电解
质透出率的递增效应最大．对6个植物种(含品种)
的电解质渗出率配合Logistic方程，所得方程和
LT5。见表3、表4．
裹2处理沮度与电解质渗出率及纲胞膜伤害率的关系
Table2 Rel8tionamongtemperaturetreat dpercentageofelectroIyteeffluxandcellmembraneinjury
材料名称
MateriaI
电解质渗出率配合Logi5tic方程Percentageofelec rolyteeffluxwithI．ogisticfunction
y=k／(1+aexp(bx)) 符合度conformity
k a b r
1I处理温度(℃)为-5．一10，-15．·20。一25．-30，-35·2·r¨·为A—O．01水平上显著．
裹3用裹2资料计算的低沮半致死温度
T8ble3 CaculationlethaltemperatureusingdatafromTable2
材料名称
Mater；8l
电解质渗出率Percentageofelectrolyteefflux
配合方程Matchwithfunction 半致死温度LethaItemperature(℃)
由表3可知，6个榷物种(含品种)LT5。在一22一
一46℃之间，LT。。可以区别品种间的抗寒性差异，
LTso低的品种抗寒性较强。6个品种中沙地柏抗寒
性最强，四翅滨藜一l，四翅滨藜一2次之，伏地肤最差。
从图1中可知黑油脂木的曲线与四翅滨藜一l的接
近但其半致死温度一27．70℃与四翅滨藜一l的相差
很远，这有可能是黑油脂木自身生理结构的差异使
其抗寒性降低抑或是其他原因还有待于进一步研
究。其植物低温半致死温度(LTs。)也可通过作图
法求得(图2)。从图2中估计出的植物低温半致死
温度与表3中方程求得的植物低温半致死温度基本
一致，因此进一步证明用这种方法研究植物的抗寒
性具有一定的合理性。
3 结论
(1)在引进的四种植物种中，四翅滨藜一l、四翅
滨藜一2的半致死温度分别为一42．44℃和一40．09℃
与乡土植物沙地柏的半致死温度一46．58℃相近，因
萼≤__．’’k—*一黑油膳木(Gr¨··_ood)L—●广_伏地肤(Pronr-t·Bro钿··dl·)
—卜驼绒藜CEuroti-^rbor¨c·n-)、k’：、《
—·一沙地柏(s¨inJunir)、、
图Z作图估计各种植物LT50
Fig．2EstimationofLT50ofdifferentpIants
此可适应当地的极端低温一31．4℃，能安全越冬，甚
至还可引入到更寒冷的地区；驼绒藜的半致死温度
是一33．61℃，稍低于当地耐寒植物沙地柏。但高于
当地极端低温，因此也适于在当地种植；而伏地肤、
黑油脂木的半致死温度分别是一22．18℃和一27．70
℃，低于当地极端低温，大部分植株有可能难以安全
(下转第150页Continueonpage150)
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万方数据
150 广西植物 29港
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瓠花Fl∞w；b．植株Plant．
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(上接第27l趸Cbntinuefrompag271)
越冬，因而这两种植物应引入到较温暖地区。(2)经
过上述研究，认为这几种植物的抗寒性由强到弱颁I亭
为沙地柏>四翅滨藜一l>四翅滨藜一2>驼绒藜>黑
油脂木>伏地肤，这只是初步的认识，进一步的研究
还在进行中。
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五种植物抗寒性的比较研究
作者： 张文娟， 姚云峰， 李钢铁， 白玉如， 王玉涛， ZHANG Wen-Juan， YAO Yun-Feng， LI
Gang-Tie， BAI Yu-Ru， WANG Yu-Tao
作者单位： 张文娟,姚云峰,李钢铁,王玉涛,ZHANG Wen-Juan,YAO Yun-Feng,LI Gang-Tie,WANG Yu-
Tao(内蒙古农业大学,生态环境学院,呼和浩特,010019)， 白玉如,BAI Yu-Ru(赤峰市林研所
,内蒙古赤峰,024001)
刊名： 广西植物
英文刊名： GUIHAIA
年，卷(期)： 2009,29(2)
被引用次数： 5次
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