扶芳藤不同品種抗寒性的比較

摘要:對扶芳藤2個(gè)品種(寬瓣、紅脈)的枝條和葉片進(jìn)行了不同低溫處理，通過電導(dǎo)法探討2個(gè)品種的抗寒性，并對其進(jìn)行了枝條、葉片失水率、枝條恢復(fù)性生長測定，進(jìn)一步驗(yàn)證各品種的抗寒性。結(jié)果表明，紅脈的抗寒性比寬瓣的抗寒性強(qiáng)。

關(guān)鍵詞:扶芳藤;抗寒性;電導(dǎo)法;恢復(fù)性生長

中圖分類號:S687文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A DOI編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2010.05.010

Study of Freezing Resistance of Euonymus fortunei

ZHANG Tong-sheng

(Tianjin Zhujiang Garden Management Station of Hexi District，Tianjin 300221，China)

Abstract:The electrolyte permeability of branches of two Euonymus fortunei treats was measured by electro-conductivity under different low temperature treatments. In order to test and verify the freezing resistance of varieties，the water evaporation rate and the rate of survival were also determined. The results indicated that the freezing resistance of Hongmai was better than the freezing resistance of Kuanban.

Key words: Euonymus fortunei.;freezing resistance;electro-conductivity method;the rate of survival

扶芳藤(Euonymus fortunei(Turcz.)Hovnd-Mazz)為衛(wèi)矛科衛(wèi)矛屬[1-2]的常綠低矮匍匐或攀援灌木，小枝近圓形，常生有細(xì)根及小瘤狀突起。莖葉在長江以南冬季常綠，在長江以北綠色或紫色[3]，耐寒、耐貧瘠，在不同立地條件下有較強(qiáng)的適應(yīng)性;扶芳藤還是優(yōu)良的立地綠化材料和地被植物[4]。近年來，在園林綠化中廣為應(yīng)用，但對其抗寒性研究不多，了解其抗寒性直接影響著該植物的利用和生產(chǎn)栽培。本試驗(yàn)對扶芳藤抗寒性進(jìn)行研究，旨在為引種栽培提供有利指導(dǎo)[5]。

1材料和方法

1.1供試材料及試驗(yàn)儀器

試驗(yàn)材料取自于河北農(nóng)業(yè)大學(xué)西校區(qū)苗圃園，采集2個(gè)扶芳藤品種，分別為:寬瓣(A1)，紅脈(A2)。被測枝條于3月初采集，選取具有代表性的無病害的一年生帶葉枝條，每品種剪取帶葉枝條20根，去除頂端干梢，剪成20～30 cm小段。用自來水沖洗干凈，無離子水沖洗3～5次，用潔凈紗布包裹低溫儲存?zhèn)溆谩?/p>

試驗(yàn)儀器為Delta326型電導(dǎo)儀、XS73型電動吸引器、BD-255LTB臥式低溫冰柜。

1.2試驗(yàn)內(nèi)容

測定不同低溫處理后細(xì)胞物質(zhì)外滲率、枝條失水率、恢復(fù)性生長等指標(biāo)。以0 ℃條件下的處理為對照。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1低溫及真空滲入處理將紗布包裹的試樣分別置于0，-10，-20，-25，-30，-40 ℃的低溫冰箱中，處理24 h，室溫下解凍1 h，用濾紙吸干水分，將葉片從枝條取下，去掉葉柄、葉緣和主脈，剪成直徑為0.2 cm的圓形小塊，稱取1 g于試管中;將枝條剪成0.5 cm小段(剪時(shí)去掉盲節(jié)和芽節(jié))，稱取3 g于試管中，分別加30 mL無離子水，真空滲入10 min，靜置12 h。用Delta326型電導(dǎo)儀測定電導(dǎo)值，然后將樣品密封放入97 ℃烘箱中加熱1 h，靜置12 h后測定浸提液電導(dǎo)率值，用自然條件下滲出率為對照，其他測定步驟相同。每處理重復(fù)兩次，測定結(jié)果取其平均值。計(jì)算公式如下:

電解質(zhì)滲出率=(低溫處理電導(dǎo)率值/高溫處理電導(dǎo)率值)×100%

1.3.2冷凍處理后枝條失水率的測定將冷凍后的枝條兩端封蠟，各品種系好標(biāo)簽，放于15 ℃干燥的實(shí)驗(yàn)室中，讓枝條自然失水。每24 h稱質(zhì)量1次，待枝條恒質(zhì)量后記錄枝條質(zhì)量，然后在97 ℃下烘干，稱其干質(zhì)量，計(jì)算枝條失水率，連續(xù)測定12 d。

枝條失水率=(計(jì)算不同時(shí)間枝條累積失水量/枝條總含水量)×100%。

1.3.3恢復(fù)性生長測定將冷凍后的枝條在25℃光照恒溫箱中水培，每天調(diào)查發(fā)芽枝數(shù)和累計(jì)發(fā)芽數(shù)，待發(fā)芽數(shù)恒定后，調(diào)查存活率、存活株發(fā)芽數(shù)并計(jì)算抗寒指數(shù)，作為枝條恢復(fù)性生長能力的指標(biāo)。計(jì)算公式為:

抗寒指數(shù)= Σ(權(quán)重× 存活率) + Σ(權(quán)重×存活株發(fā)芽率)

其中，-10℃處理的權(quán)重為1;

-20℃處理的權(quán)重為2;

-25℃處理的權(quán)重為3;

-30℃處理的權(quán)重為4;

-40℃處理的權(quán)重為5，作為枝條恢復(fù)性生長能力的指標(biāo)。

2結(jié)果與分析

2.1不同低溫處理下扶芳藤枝條和葉片的凍害程度

植物受到低溫傷害時(shí)，細(xì)胞質(zhì)膜透性增大，電解質(zhì)出現(xiàn)不同程度的外滲，導(dǎo)致電導(dǎo)率不同程度的增大，這種變化明顯地出現(xiàn)在外部形態(tài)的變化之前。植物受凍越嚴(yán)重，外滲物質(zhì)越多，其電導(dǎo)率值越大，細(xì)胞膜受害程度越重，植物的抗寒性越差。反之，植物的抗寒性越強(qiáng)[7]。所以根據(jù)測定的電導(dǎo)率值，可以反映出被測材料的細(xì)胞膜的凍害程度，進(jìn)而判斷扶芳藤植株抗寒能力的大小。

由表1可以看出，扶芳藤不同品種在不同低溫處理下細(xì)胞電解質(zhì)滲出率隨溫度降低而升高，且各品種提高幅度有所不同，從而反映了抗寒性的差異。電解質(zhì)滲出率越大，細(xì)胞膜在受到低溫?fù)p害后的電解質(zhì)滲出越多，受到低溫傷害就越嚴(yán)重，說明該品種的抗寒性越差。

對枝條電導(dǎo)率進(jìn)行t檢驗(yàn)，結(jié)果顯示，寬瓣枝條電導(dǎo)率大于紅脈枝條電導(dǎo)率，但差異不顯著(P>0.05)。對葉片電導(dǎo)率的t檢測顯示，寬瓣葉片電導(dǎo)率大于紅脈葉片電導(dǎo)率，但差異也不顯著(P>0.05)。

0 ℃時(shí)，寬瓣枝條電導(dǎo)率大于紅脈枝條電導(dǎo)率，分別為27.63%、24.66%;寬瓣葉片電導(dǎo)率大于紅脈葉片電導(dǎo)率，分別為36.61%，32.59%。-10 ℃和-20 ℃時(shí)，寬瓣枝條的電導(dǎo)率值明顯大于紅脈枝條的電導(dǎo)率值。 -25 ℃時(shí)，寬瓣枝條的電導(dǎo)率值為52.10%，紅脈枝條的電導(dǎo)率值為53.94%;寬瓣葉片的電導(dǎo)率值為62.42%，紅脈葉片的電導(dǎo)率值為54.86%。

由于扶芳藤枝條在不同處理溫度下的電解質(zhì)外滲率曲線基本符合Logistic 變化規(guī)律，本試驗(yàn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行Logistic 回歸分析。

回歸模型為:y=k/(1+ae-bx)，k=(y22(y1+y3)-2y1y2y3)/(y22-y1y2);其中，y 為電解質(zhì)外滲率， y1， y2， y3 為測定結(jié)果等距離的3點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中， 常令y'=ln〔(k- y)/y〕， y'=lna- bx，即電解質(zhì)外滲率y 轉(zhuǎn)換成y'后， 與處理溫度x 之間的關(guān)系可以用線性表示。x對Logistic 方程的擬合度可用y'與x 的相關(guān)系數(shù)來表示。

r2y'x=SP2y'x/SSx*SSy'

對回歸方程進(jìn)行二階導(dǎo)數(shù)變換得方程曲線的拐點(diǎn)值， 在數(shù)學(xué)上， 拐點(diǎn)即: d2y/dx2=0 時(shí)的x 值， 經(jīng)求導(dǎo)簡化可得: x=lna/b[8]， 其抗寒力測定Logistic 方程擬合統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖1所示。

寬瓣枝 y=89.7/(1+5.689 4e0.1498 4x);

r=0.92 拐點(diǎn)溫度LT50=-21.6℃

紅脈枝 y=90.7/(1+8.760 0e0.176 81x);

r=0.91 拐點(diǎn)溫度LT50=-22.3℃

從圖1可以看出，隨著溫度的下降，組織中電解質(zhì)滲出率增加。從LT50看，寬瓣枝條和紅脈枝條的值分別為-21.6℃，-22.3℃，所以紅脈枝條的抗寒能力比寬瓣的強(qiáng)。從Logistic 方程擬合統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，在低溫脅迫下，相對電解質(zhì)滲出率與溫度之間的關(guān)系曲線，能較好地用Logistic 方程y=k/( 1+ae-bx) 進(jìn)行擬合，ry'x介于0.91～0.92之間進(jìn)行F值(F0.01)檢驗(yàn)表明，供試材料的擬合值均大于相關(guān)系數(shù)臨界值r0.01=0.834呈極顯著水平，說明在該抗寒研究中不同低溫處理電解質(zhì)外滲率遵循Logistic 方程的變化規(guī)律且與半致死溫度呈線性關(guān)系，其擬合結(jié)果可靠，精確度較高。

扶芳藤葉片抗寒力測定Logistic 方程擬合統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖2所示。

寬瓣葉: y=93.0/(1+3.423 3e0.1305 1x)，r=0.93，拐點(diǎn)溫度LT50=-19.4 ℃

紅脈葉: y=90.8/(1+3.718 8e0.1272 8x)， r=0.94 ，拐點(diǎn)溫度LT50=-20.3 ℃

從圖2可以看出，隨著溫度的下降，組織中電解質(zhì)滲出率增加，且速度不同。從LT50看，寬瓣葉和紅脈葉的值分別為-19.4℃，-20.3℃，所以紅脈葉的抗寒能力比寬瓣的強(qiáng)。從Logistic 方程擬合統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，在低溫脅迫下，相對電解質(zhì)滲出率與溫度之間的關(guān)系曲線，能較好地用Logistic 方程y=k/( 1+ae-bx) 進(jìn)行擬合，ry'x介于0.93～0.94之間進(jìn)行F值檢驗(yàn)(F0.01)表明，供試材料的擬合值均大于相關(guān)系數(shù)臨界值r0.01=0.834呈極顯著水平，說明在該抗寒研究中， 不同低溫處理電解質(zhì)外滲率遵循Logistic 方程的變化規(guī)律且與半致死溫度呈線性關(guān)系， 其擬合結(jié)果可靠， 精確度較高。

2.2冷凍處理后對枝條失水率的影響

由表2可看出，冷凍處理后不同溫度枝條失水率存在一定差異，隨溫度降低，枝條失水率提高，說明枝條受低溫傷害后，細(xì)胞保持水分能力降低。失水率越高保持水分能力越差，抗寒性越弱。通過在實(shí)驗(yàn)室對自然失水的試驗(yàn)材料稱質(zhì)量12 d，得出每天的失水量，進(jìn)而算出累積失水率。

對枝條失水率進(jìn)行t檢驗(yàn)，結(jié)果顯示，寬瓣枝條失水率大于紅脈枝條失水率，但差異不顯著(P>0.05)。

對葉片失水率的t檢測顯示，寬瓣葉片電導(dǎo)率大于紅脈葉片電導(dǎo)率，但差異也不顯著(P>0.05)。

0 ℃時(shí)寬瓣枝條失水率大于紅脈枝條失水率，分別為93.72%，93.63%;寬瓣葉片失水率大于紅脈葉片失水率，分別為96.69%，95.23%;-10 ℃和-20 ℃時(shí)，紅脈葉片失水率大于寬瓣葉片失水率;-25 ℃時(shí)，寬瓣枝條和紅脈枝條的失水率分別為95.24%，93.61%，寬瓣葉片和紅脈葉片的失水率分別為96.59%，95.54%。

2.3枝條恢復(fù)性生長測定

試材受凍害后是否存活，主要是通過芽對凍害的敏感性反映出來的。用枝條受凍害后是否存活來判斷樹木傷害的程度是最直接的方法。因此，采用人工冷凍處理后，對苗木進(jìn)行培養(yǎng)，根據(jù)苗木恢復(fù)生長后的成活率、成活株發(fā)芽率計(jì)算抗寒指數(shù)來評價(jià)植株抗寒性是可取的。通過對枝條、葉片的表面顏色、干枯萎蔫程度的觀察來判斷枝條的存活狀況。其中枝條萎蔫、枝條綠色或新鮮、葉片顏色為黃綠色的都為枝條存活;枝條干枯并且葉片干枯的都為枝條死亡。本試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)低溫處理后枝條受到不同程度的傷害。由表3看出，-10 ℃情況下寬瓣枝條存活率為100%，發(fā)芽率為84.21%;紅脈枝條存活率為100%，發(fā)芽率為88.23%。-10 ℃情況下，寬瓣枝條存活率為50%，發(fā)芽率為38.46%;紅脈枝條存活率為100%，發(fā)芽率為77.78%。-25 ℃情況下寬瓣、紅脈的枝條存活率都為0，枝條的發(fā)芽率也都為0，說明在-25 ℃時(shí)，試驗(yàn)材料已經(jīng)受到了嚴(yán)重凍害，恢復(fù)生長能力很差。

2.4抗寒性綜合評定

植物受到逆境脅迫后，生理變化是錯(cuò)綜復(fù)雜的，并受多種因素影響，孤立地用某一指標(biāo)表示這一復(fù)雜的生理過程，很難真實(shí)地反映植物的抗寒性本質(zhì)[9]。因此，為綜合評價(jià)無性系抗寒性，對各項(xiàng)指標(biāo)測定值用模糊數(shù)學(xué)隸屬度公式進(jìn)行定量轉(zhuǎn)換，具體計(jì)算方法是:對抗寒指數(shù)采用下列公式:

U ( Xi) =(Xij-Xjmin)/(Ximax -Xjmin)Δ= 1/3∑U( Xi);

對相對電導(dǎo)率、失水率，采用反隸屬函數(shù)的方法計(jì)算， 即

U(Xi) = 1-(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)Δ= 1/3 ∑U( Xi)

其中，Xij :第i個(gè)品種第j 個(gè)測定指標(biāo)。

U ( Xi) ∈〔0 ， 1〕;

Δ:每個(gè)品種3項(xiàng)指標(biāo)測定的綜合評判結(jié)果;

Xjmax ， Xjmin:全部品種第j 項(xiàng)指標(biāo)的最大值和最小值[10]。

用每一品種各項(xiàng)指標(biāo)隸屬度的平均值作為品種抗寒能力綜合鑒定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。

由表4可以看出，紅脈的抗寒性比寬瓣的抗寒性強(qiáng)。用以上幾種方法分別測定了扶芳藤兩個(gè)品種枝條和葉片的抗寒力，但總趨勢基本一致，如果將幾種方法結(jié)合使用會更好地評價(jià)其抗寒力。

3結(jié)論與討論

本試驗(yàn)是在模擬環(huán)境條件下測定的結(jié)果，與實(shí)際抗寒性不完全一致，部分品種的抗寒力略微差于研究結(jié)果[11]。原因可能如下:第一，受凍損傷程度受3個(gè)因素影響，即降溫速度的快慢、低溫保持時(shí)間的長短和解凍的快慢。自然界的凍害發(fā)生條件是復(fù)雜多變的，室內(nèi)模擬測定不可能完全反映出自然條件下的凍害情況，但是試驗(yàn)是在同一條件下進(jìn)行的，其測定結(jié)果在品種間具有可比性，可以排列出品種間的相對抗寒性;第二，取材時(shí)間上可能出現(xiàn)一些差異，這樣以來使得試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際情況存在一定偏差。

參考文獻(xiàn):

[1] 歐彪，董青松，陳章源，等.扶芳藤栽培技術(shù)[J].廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，37(5):531-532.

[2] 潘青華，孫浩元，路丙社，等.扶芳藤資源特性及應(yīng)用研究[J].河北林果研究，2003 (9):250-255.

[3] 孫立元，任憲威.河北樹木志[M].北京:中國林業(yè)出版社，1997:375.

[4] 周雪玲，付超，陳奇凌.扶芳藤組織培養(yǎng)技術(shù)研究[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科技，2006(1):47.

[5] 楊吉安，張康健，賈彩霞，等.用電導(dǎo)法測定杜仲優(yōu)樹無性系抗寒性[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，1995，10(增):131-136.

[6] 高愛農(nóng)，姜淑榮，找錫溫，等.蘋果品種抗寒性測定方法的研究[J].果樹科學(xué)，2000，17(1):17-21.

[7] 黃麗群，李志輝.園林植物抗寒性研究發(fā)展[J].湖南林業(yè)科技，2004，31(5):19-21.

[8] 王文舉，張亞紅，牛錦鳳，等.電導(dǎo)法測定鮮食葡萄的抗寒性[J].果樹學(xué)報(bào)，2007，24(1):34-37.

[9] 楊敏生，王春榮，裴保華.白楊雜種無性系的抗寒性[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1997，25(4):20-23.

[10] 楊敏生，裴保華，程志鵬.白楊雜種無性系抗寒性生理指標(biāo)動態(tài)分析[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào)，1997，21(4):367–375.

[11] 吳光林.果樹生態(tài)學(xué)[M].北京:農(nóng)業(yè)出版社，1992.