全 文 ：西北林学院学报 2009 , 24(3):24 ～ 26
Journal o f No r thw est Fo restry Univer sity
利用隶属函数法对 4种珍珠菜属植物的抗寒性综合评价
①许桂芳1 , 张朝阳1 , 向佐湘2
(1.长沙环境保护职业技术学院 , 湖南长沙 410004;2.湖南农业大学 农学院 , 湖南 长沙 410128)
摘　要:在低温胁迫条件下 ,通过测定 4 种珍珠菜属植物细胞质外渗率 、MDA 含量 、SOD 活性 、
POD活性 、脯氨酸含量 、可溶性糖含量 、可溶性蛋白质含量等生理指标 , 利用隶属函数法对材料进
行抗寒性综合评价。通过综合隶属函数值评定的抗寒性强弱顺序为:金叶过路黄 、广西过路黄>
花叶过路黄>聚花过路黄 。
关键词:珍珠菜属植物;抗寒性;综合评价;隶属函数法
中图分类号:S682.3;Q 945.78　　　文献标识码:A　　　文章编号:1001-7461(2009)03-0024-03
Comprehensive Evaluation of Cold Resistance on Four Lysimachia
Plants by Subordinate Function V alues A nalysis
XU Gui-fang1 , ZHANG Zhao-yang1 , XIANG Zuo-xiang2
(1.Chang sh a Environmenta l Protection Col leg e , Changsha , H unan 410004 , China;
2.Col leg e o f A gronomy , H unan A gr icu ltura l Univer sity , Changsha , H unan 410128, Ch ina)
Abstract:The phy siolo gical cold resistance characterist ics o f four Lysimachia plants , such as relative per-
meabi li ty of plasma membrane , content of MDA ,SOD and POD activit ies , proline , soluble sugar and solu-
ble pro tein contents , etc., were measured.A comprehensive evaluation on cold resistance w as given based
on subordinate funct ion value analysis.The results indicated that the o rder o f cold resistance f rom high to
low w as:Lyaimachia al f redi i and L .nummulariaAurea>L.christinae var.huaye>L .congesti f lora.
Key words:Lysimachia plant ;cold resistance;comprehensive evaluation;subordinate funct ion
　　珍珠菜属植物大多是地被植物 ,在园林中已开
始应用 ,并表现出一定的优势[ 1-2] 。有关珍珠菜属的
研究主要集中于与抗性有关的形态及生理指标[ 3-4] ,
但由于抗寒性是一个受多基因控制的复杂性状 , 不
同抗寒性品种抗寒机制不同。利用单指标鉴定珍珠
菜属植物的抗寒性局限性很大 ,且指标间有着一定
的相关性 。单一指标有时无法准确地反映植物的实
际抗寒能力。主成分分析法可以在不损失或很少损
失原有信息的前提下 ,将众多的指标转换成少数且
彼此独立的因子。结合隶属函数法 ,可得到各品种
抗寒性的综合评价值 ,从而能比较科学地对植物的
抗寒性进行评价 。为此 , 在对多项生理指标测定的
基础上 , 利用隶属函数对 4种珍珠菜属植物的抗寒
性进行综合评价 , 以期为抗寒材料的选择提供一种
可行的方法 ,同时为珍珠菜属植物引种 、栽培 、推广
提供理论依据。
1　材料与方法
　材料
供试材料是广西过路黄(Lysimachia al fredi i)、
聚花过路黄(L.congesti f lora)、花叶过路黄(L.
christinae var .`huaye )、金叶过路黄(L.nummularia
`Aurea )等 4种地被植物。其中 , 广西过路黄 、花叶
过路黄 、聚花过路黄为野生地被植物 ,金叶过路黄为
现代园林绿化中已推广应用的地被植物。
①　收稿日期:2008-10-23　修回日期:2008-12-09
　基金项目:湖南省环境保护科技基金项目“湖南省边坡生态恢复中藤本植物的筛选与应用”(湘财建指 2005-115)　作者简介:许桂芳 ,女 ,硕士 ,副教授 ,主要从事园林植物资源与植物造景研究。 E-mai l:xgf7692@yahoo.com.cn。
　方法
1.2.1　低温胁迫处理　将试验材料进行营养土盆
栽 ,盆径为 15 cm ,装土 1 kg 。采用扦插苗上盆 ,在
相同的条件下进行培养 ,然后移入人工气候箱 ,在
20 ℃、空气相对湿度为 80%条件下培养 1 周后 ,再
进行低温胁迫处理 ,设 15 、10 、5 、0 、-5℃共 5 组处
理 ,以 20℃为对照 ,每处理 4盆。
1.2.2　生理指标测定　在低温处理 4 d后 ,分别测
定其叶片的相对电导率 、丙二醛(MDA)含量 、超氧
化物歧化酶(SOD)活性 、过氧化物酶(POD)活性 、
脯氨酸(Pro )含量 、可溶性糖含量和可溶性蛋白含
量 ,以 20℃时含量为对照。
参照李合生方法[ 5] ,用雷磁 DDSJ-308A 型的电
导仪测定溶液的电导率;用巴比妥酸(TBA)显色法
测定 MDA 的含量;用氮蓝四唑(NBT)显色法测定
SOD酶活性;POD 酶活性用过氧化物酶活性测定
方法进行测定;用茚三酮显色法测定脯氨酸含量;用
蒽酮比色法测定可溶性糖含量;用考马斯亮蓝 G-
250染色法测定可溶性蛋白质含量。
根据所测得的数据 ,分别计算各低温处理组和
对照组各性状的平均值 。参考周广生等方法 ,首先
用公式(1)将原始数据以相对指标为单位进行标准
化转换 ,求得各理化指标性状的抗寒系数 ,并进行简
单相关分析[ 6-7] ,得出各理化指标的相关系数矩阵。
抗寒系数(α)=处理测定值对照测定值×100% (1)
1.2.3　数据处理　运用 SPSS13.0 软件完成试验
数据的主成分分析。并利用隶属函数值对几种过路
黄的抗寒性进行综合评价。运用的主要公式如下:
(1)隶属函数值 。
U(X j)=(X j -X min)(X max -X min)　j=1 ,2 , ……n (2)
式中:X j 表示第 j 个因子的得分值 , X min表示第 j个
因子得分的最小值 , X max表示第 j 个因子得分的最
大值。
(2)权重。
W j = P j∑n
j =1P j
　j =1 ,2 , ……n (3)
式中:W j 表示第 j 个公因子在所有公因子中的重要
程度 , P j 为各品种第 j 个公因子的贡献率。
(3)综合评价。
Di =∑n
j=1[U(X j)×W j ] 　i =1 , 2 , … , k (4)
式中:Di 为材料在低温条件下用综合指标评价所得
的抗寒性综合评价值 , k 为样品个数 。
2　结果与分析
　 个理化指标的主成分分析
在低温胁迫处理后 , 4 种珍珠菜植物与对照
(20℃)相比 ,植株受到不同程度的低温影响 。根据
其抗寒系数(表 1),进行相关分析(表 2)。
可以看出 ,4 种珍珠菜属植物的 7 个生理生化
指标之间都存在着一定的相关性 ,从而使得它们所
提供的信息发生重叠 ,同时各指标在抗寒性中所起
的作用也不尽相同 。所以 ,直接利用这些单个指标
进行抗寒性评价具有片面性 。
表 1　4 种珍珠菜属植物生理生化指标的抗寒系数
Table 1　Cold resi stan ce coeff icients of biochemical characters of four Ly simach ia plants %
材料名称 质膜透性 MDA 含量 SOD活性 POD活性 脯氨酸含量 可溶性糖含量 可溶性蛋白含量
聚花过路黄 3.395 2.821 1.587 1.051 2.534 1.417 2.012
金叶过路黄 2.002 1.841 2.219 2.462 5.593 3.765 1.804
花叶过路黄 2.043 2.486 2.604 2.500 5.497 3.467 1.581
广西过路黄 1.733 1.858 1.735 2.454 6.067 3.966 1.660
表 2　7 个理化指标的相关系数矩阵
T able 2　Correlat ion mat rix of 7 physiological and biochemical indices
质膜透性 MDA 含量 SOD活性 POD活性 脯氨酸含量 可溶性糖含量 可溶性蛋白含量
质膜透性 1.000
M DA 含量 0.838 1.000
SOD活性 -0.500 -0.117 1.000
POD 活性 -0.979 -0.767 0.664 1.000
脯氨酸含量 -1.000 -0.834 0.524 0.984 1.000
可溶性糖含量 -0.996 -0.871 0.503 0.980 0.997 1.000
可溶性蛋白含量 0.862 0.447 -0.670 -0.882 -0.863 -0.821 1.000
　　对 4种珍珠菜植物的 7个生理生化指标的抗寒
系数进行主成分分析 ,提取 2个综合指标(表 3),其
贡献率分别为 61.4%和 34.9%, 累积贡献率达
96.3%。第一主成分主要包括质膜相对透性 、MDA
25第 3 期 许桂芳 等　利用隶属函数法对 4 种珍珠菜属植物的抗寒性综合评价
含量 、POD活性 、脯氨酸含量和可溶性糖含量等 5
个理化指标;第二主成分主要包括 SOD活性和可溶
性蛋白质含量 2个指标 。这样 ,把原来 7个单项指
标转换为 2个新的相互独立的综合指标 ,这 2 个综
合指标代表了原来的 7个单项指标 96.3%的信息 ,
2个综合指标的贡献率分别为:P1 =0.614 , P2 =
0.349。
根据各综合指标的指标系数及各单项指标的抗
寒系数 ,求出每种珍珠菜属植物的 2个综合指标(即
公因子)的得分值(表 4)。
表 3　各综合指标的系数及贡献率
Table 3　Coeff icients of comp rehensive indices and p roportion
主成分 质膜透性 MDA 活性 SOD 活性 POD 活性 脯氨酸含量 可溶性糖含量 可溶性蛋白含量 贡献率
1 -0.889 -0.978　 0.099 0.799 0.881 0.903 -0.561 0.614
2 -0.454 0.041 0.951 0.600 0.472 0.428 -0.752 0.349
表 4　4 种珍珠菜属植物的公因子得分值 C(x)、
隶属函数值U(x)、综合评价值 D
T ab le 4　Th e valu es of com ponen t sco re C(x), subo rdin at ive
function U(x)and comprehen sive evaluation D
of four Lysimachia plan ts
C(1) C(2) U(1) U(2) D 值
聚花过路黄 -2.247 -2.860 0.078 0.000 0.050
金叶过路黄 1.187 5.034 0.675 1.000 0.793
花叶过路黄 -2.698 -0.810 0.000 0.260 0.100
广西过路黄 3.058 -0.364 1.000 0.316 0.752
贡献率 0.614 0.349
权重 0.638 0.362
　隶属函数分析和权重的确定
根据因子得分值 ,由公式(1)分别求出 4种珍珠
菜属植物所有因子的隶属函数值U(x)(表 4)。再
根据 2个综合指标贡献率的大小(分别为 61.4%和
34.9%),由公式(2)分别求出各综合指标的权重 ,分
别为 0.638和 0.362(表 4)。
　综合评价值的确定
材料抗寒性综合评价值反映了各材料的综合抗
寒性能力的大小 ,数值越大 ,表明越抗寒 。研究表
明 ,聚花过路黄 、金叶过路黄 、花叶过路黄 、广西过路
黄的 D 值分别为 0.050 、0.793 、0.100 、0.752。可以
看出 ,广西过路黄和金叶过路黄的抗寒能力较强 ,而
聚花过路黄最弱 。
3　结论与讨论
植物的抗性受多种因素影响 , 孤立地用某一指
标很难反映植物抗寒的实质 , 也不利于揭示植物抗
寒的本质[ 8-9] 。隶属函数分析提供了在多指标测定
的基础上对材料进行综合评价的方法 ,将它应用于
抗性品种的选择 ,更具科学性和可靠性。由于各指
标不但有各自的单方面作用 ,而更重要的具有多指
标间的相互作用 ,只有对这些指标的交互作用深入
综合分析 ,才能提高抗寒性鉴定的准确性 ,提高引种
筛选抗寒品种的可靠性[ 7 , 10] 。
通过对 4种珍珠菜属植物在低温胁迫条件下相
应指标的测定 ,利用隶属函数加权平均法 ,得到抗寒
性度量值(D 值)。研究表明 ,广西过路黄和金叶过
路黄的抗寒能力较强 ,聚花过路黄最弱 ,花叶过路黄
的抗寒性也较弱 。种间抗寒性的差异具有可比性 ,
同时也可根据需要将其划分为不同的抗寒类型 。这
样 ,既考虑了各指标间的相互关系 ,又考虑到各指标
的重要性 ,从而使得出的结论与实际结果较为接近。
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