全 文 ：第 30卷　第 6期 　　　　　　　　　　　　　　　　西　南　林　学　院　学　报　　　　　　　 Vol.30　No.6
　 2010年 12月 　　　　　　　　　　　　JOURNALOFSOUTHWESTFORESTRYUNIVERSITY　　　　　 Dec.2010　
收稿日期:2010-06-07
基金项目:江苏省基金项目(010021191)资助。
第 1作者:张燕利(1983—),女 ,硕士生。研究方向:森林培育。 E-mail:zyL0303@ 163.com。
通信作者:高捍东(1964—),男 ,博士 ,教授 ,博士生导师。研究方向:森林培育 、种苗学。 E-mail:gaohd@njfu.com.cn。
4种景天科植物耐热性测定
张燕利 1 ,高捍东 1 ,吴锦华2
(1.南京林业大学 森林资源与环境学院 ,江苏 南京 210037;2.南京万荣屋顶绿化公司 ,江苏南京 210036)
摘要:采用电导率方法 ,根据 Logistic方程 ,计算 4种景天科植物的高温半致死温度 ,比较植物的耐
热性强弱。结果表明:4种景天科植物叶片高温处理温度与细胞伤害率之间呈现 “S”型曲线 ,通过
显著性检验 , 符合 Logistic方程;根据公式测得几种植物的高温半致死温度分别为 , 佛甲草
60.24℃,反曲景天 54.69℃,红叶景天 52.81℃,八宝景天 62.81℃;依据半致死温度 ,对 4种景天科
植物的抗热性排序 ,依次为八宝景天 >佛甲草 >反曲景天 >红叶景天。
关键词:景天科植物;耐热性;Logistic方程
中图分类号:Q945.78　　　文献标识码:A　　　　　文章编号:1003-7179(2010)06-0052-03
StudyontheHeat-toleranceofFourSpeciesinFamilyCrassulaceae
ZHANGYan-li1 , GAOHan-dong1 , WUJin-hua2
(1.ColegeofForestResourcesandEnvironment, NanjingForestryUniversity, NanjingJiangsu210037, China;
2.NanjingWanrongRoofGreeningInc., NanjingJiangsu210036, China)
Abstract:TheheattoleranceoffourspeciesinthefamilyofCrassulaceaewascomparativelystudiedbymeas-
uringtheirhalflethaltemperaturewiththerelativeelectricityconductivitymethodandcalculatingthedatawithLo-
gisticequation.Theresultsshowedthattherelationshipbetweenthetemperatureforleaftreatmentofthefourplant
speciesandtherelativeelectricityconductivityvariedinthe` S curvemodel, whichwasaccordedwithLogistice-
quationprovenbysignificancetest.Calculatedwiththeformulas, thehalflethaltemperaturesofthefourplantspe-
cieswereSedumlineare60.24℃;S.reflexum54.69℃;S.spurium` Coccineum 52.81℃andSedumspectabile
62.81℃.Accordingtothehalflethaltemperature, theheattoleranceofthefourspeciesinfamilyCrassulaceaewas
intheorderofSedumspectabile>S.lineare>S.reflexum>S.spurium`Coccineum .
Keywords:Crassulaceae;heat-tolerance;Logisticequation
　　屋顶夏季温度较高 ,植物基质薄 ,屋顶绿化植物
能否在炎热夏季安全越夏是其选择的重要指标之
一 。植物抗热性的研究方法很多 ,且多集中在测定
热胁迫下植物生理生化的变化方面。测定细胞膜透
性的稳定性(即通过测定叶片离子在一定温度范围
内的泄漏情况 ,确定耐热性)是一种灵敏并且快速
的评估植物耐热性的方法[ 1] 。目前国内外评定植
物抗性的室内评定指标中 ,电导值是最为常用的指
标之一 。测定叶片电导值是鉴定植物抗性的有效方
法 ,尤其结合 Logistic曲线方程推导半致死温度更能
准确地反映植物所耐受的温度极限 ,在植物抗性研
究中已被广泛应用 [ 2-4] 。植物生理学上把排除植物
材料自身的电导后 , 50%的电解质外渗时的高温点
称为 “高温半致死温度”,它在 “温度 -相对电导率 ”
的 S型曲线上表现为曲线的拐点所对应的温度 [ 5] 。
一些研究已经证明该方法在检测农作物 、水果 、
蔬菜和花卉品种耐热性差异上的有效性[ 6-8] 。本试
验参照了朱根海等 [ 5] 、朱月林等 [ 9]和马进等 [ 10]的方
法 ,通过不同温度梯度的高温处理 ,采用改进的电导
法 ,求得细胞的伤害率 ,建立 Logistic方程 ,通过拐点
温度的确定 ,求得抗热性 ,以此为地被或屋顶绿化植
物的选择提供理论依据。
1　材料与方法
1.1　试验材料
本试验以佛甲草(Sedumlineare)、红叶景天(Se-
dumspurium`Coccineum )、反曲景天(Sedumreflex-
um)、八宝景天(Sedumspectabile)4种景天科地被植
物为材料。 2009年 3月 ,每种植物选取生长健壮的
植株茎 100个 ,扦插于基质相同的托盘中 ,待植株恢
复生长 3个月后备用 。扦插和耐热性试验均在南京
屋顶绿化有限公司塑料大棚内进行。
1.2　试验方法
于 2009年 8月 20日 ,选取生长健壮的成熟功
能叶片 ,用去离子水清洗干净后 ,剪成 0.5 cm2的小
片 ,每次称取(0.200 ±0.005)g装入盛有 20 mL去
离子水的试管中 ,分别在室温 、35、40、45、50、55、60、
65℃下水浴 15min,取出静置冷却 2h后测定电导
值;然后 ,全部放入沸水浴中加热 15 min,取出静置
冷却后测定电导值 。每组重复 3次 ,以室温下植物
叶片的电导值做对照 。
相对电导率 =(Ta-C)/(Tb-C)×100%
式中:Ta为不同水浴温度电导值;Tb为沸水浴后电
导值;C为对照电导值 。
2　结果与分析
2.1　处理温度与细胞伤害率的关系
细胞质膜是细胞与环境之间的界面和屏障 。在
高温胁迫下 ,细胞原生质膜的结构和功能首先受到
伤害 ,引起细胞内电解质外渗 ,导致组织浸出液的电
导率增大。因此 ,可以通过测定组织浸出液电导率
在干旱胁迫下的高低变化来确定植物组织受伤害的
程度。相对电导率计算结果见图 1。
从图 1中可以看出 ,在 35 ～ 50℃,随着温度的
上升 ,叶片相对电导率缓慢增加;当温度升至 50 ℃
以后 ,随温度升高 ,叶片相对电导率急剧增加;当温
度达到 60℃以后 ,叶片相对电导率缓慢下降。可见
叶片相对电导率随温度的升高而呈典型的 “S”型曲
线 ,符合逻辑斯特方程 ,可计算 LT50(半致死温度)。
当温度升至 40℃时 ,各植物叶片相对电导率差异不
大。在不同温度胁迫下 ,八宝景天的叶片相对电导
率均最小 ,表明其细胞膜损伤程度最轻 。 50℃时 ,叶
片相对电导率从大到小依次为红叶景天 35.6%、反
曲景天23.6%、佛甲草 9.6%、八宝景天 8.8%,佛甲
草和八宝景天间差异不大 。当温度升至 60℃时 ,各
植物叶片相对电导率依次为反曲景天 85.1%、红叶
景天 83.0%、佛甲草 62.1%、八宝景天 53.8%。方
差分析结果(表 1)表明 ,不同处理温度对 4种景天
植物叶片的相对电导率影响达到极显著水平(F=
35.8, P<0.01)。
表 1　植物叶片相对电导率方差分析
变异来源 平方和 自由度 df 均方 F值 P值
植物 1 911.70 3 637.23 6.557＊＊ 0.003 5
温度 20 885.77 6 3 480.96 35.816＊＊ 0.000 1
误差 1 749.43 18 97.19
总变异 24 546.90 27
　　注:＊＊表示达到极显著差异(P<0.01)。
2.2　Logistic方程参数的确定
Logistic方程的表达式为:y=k/(1+ae-bt)。
式中:y代表细胞的伤害率;t代表处理温度;k为
细胞伤害率的饱和容量;a, b为方程参数 。为了确
定 a, b值 ,将 Logistic方程转化为 ln{(k-y)/y}=
lna-bt,令 y=ln{(k-y)/y},则变成转化细胞伤
害率(y)与处理温度(t)的直线方程 ,见图 2。
53第 6期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　张燕利等:4种景天科植物耐热性测定
通过直线回归的方法求出 a, b值及相关系数 ,
结果见表 2。通过显著性测定 ,均达到极显著水平 ,
表明转化细胞伤害率(y)与处理温度(t)间存在显
著的直线相关关系。
表 2　转化方程系数及相关系数
植物品种 方程系数a b 相关系数 r
半致死温度
LT50 /℃
红叶景天 12 610.688 0 0.178 8 0.899 1＊ 52.81
反曲景天 25 463.466 0 0.185 5 0.957 6＊＊ 54.69
八宝景天 4 435.075 9 0.133 7 0.927 4＊＊ 62.81
佛甲草 3 089.609 5 0.133 4 0.910 1＊＊ 60.24
　　注:＊＊, ＊分别表示拟合度达到极显著和显著水平。
2.3　高温半致死温度的确定
将 Logistic方程求二级导数得:
d2y/dt2 ={kabe-bt(abe-bt-b)}/(1+ae-bt)3。
当 d2y/dt2 =0时 ,则 abe-bt-b=0, t=ln(a)/b,
此时的 t值就是曲线的拐点 ,即高温半致死温度 。
根据公式测得几种植物的高温半致死温度分别为 ,
佛甲草 60.24 ℃, 反曲景天 54.69 ℃, 八宝景天
62.81℃,红叶景天 52.81℃。
3　讨 论
本试验得到的半致死温度与马进 [ 7] 等的研究
结果相似 ,且植物间的抗性强弱与形态变化反映的
情况相同 ,说明植物相对电导率的变化可以用来比
较植物间的抗性差异。由于屋顶夏季温度高 、土层
薄等特殊的环境条件 ,因此选择的绿化植物必须具
有较强的耐热性 。通过大田试验反映植物的耐热性
所需时间较长 ,而通过本试验的方法可以较快了解
植物的抗性情况 ,为实践提供理论依据。
由于试验结果是在离体条件下测定的 ,高温半
致死温度不一定能确切反映出景天属植物的耐热
性 ,但至少可以反映出各种之间相对的耐热性差异 ,
能为这些种的具体应用提供参考 。事实上 ,耐热性
是一个综合指标 ,是景天属植物在夏季高温季节经
受高温 、高湿 、干旱和病虫害等多种因素胁迫下的一
种综合表现 。这就意味着如果仅通过在室内测定叶
片膜透性来评价植物的耐热性 ,其结果可能并不能
真实反映其在自然环境下的耐热能力 ,而只能作为
耐热性评价的参考指标。
4　结　论
佛甲草 、反曲景天 、八宝景天 、红叶景天叶片高
温处理温度与细胞伤害率之间呈现 “S”型曲线 ,通
过显著性检验 ,符合 Logistic方程。 4种植物均具有
较强的耐热性 ,适合作为简单式屋顶绿化的植物材
料。依据半致死温度 , 4种景天科植物的耐热性强
弱依次为八宝景天 >佛甲草 >反曲景天 >红叶
景天 。
[参　考　文　献 ]
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(责任编辑　张　坤)
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