利用電導(dǎo)率法測(cè)定六種芳香植物的耐熱性

摘要：運(yùn)用電導(dǎo)率法對(duì)香蜂草（Ｍｅｌｉｓｓａ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ Ｌ．）、蘋(píng)果鼠尾草（Ｓａｌｖｉａ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ Ｌ．）、丁香羅勒（Ｏｃｉｍｕｍ ｂａｓｉｌｉｃｕｍ Ｌ．）、闊葉薰衣草（Ｌａｖａｎｄｕｌａ ｓｐｉｃａ Ｌ．）、匍匐迷迭香（Ｒｏｓｍａｒｉｎｕｓ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ Ｌ．）、香露兜（Ｐａｎｄａｎｕｓ ａｍａｒｙｌｌｉｆｏｌｉｕｓ Ｒｏｘｂ．）等６種芳香植物進(jìn)行了耐熱性測(cè)定。結(jié)果顯示，葉片在梯度高溫處理后，溫度與細(xì)胞傷害率之間呈現(xiàn)“Ｓ”形曲線關(guān)系。通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，結(jié)合Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程拐點(diǎn)確定半致死溫度，測(cè)得６種芳香植物的高溫半致死溫度分別為香蜂草５７．００℃、蘋(píng)果鼠尾草５８．５５℃、丁香羅勒５９．８０℃、闊葉薰衣草５９．５５℃、匍匐迷迭香５９．１９℃、香露兜６５．２５℃。

關(guān)鍵詞：芳香植物；高溫；Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程；半致死溫度。

中圖分類號(hào)：Ｓ５７３＋．９；Ｑ９４８．１１２＋．２ 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ 文章編號(hào)：0439－８114（２０11）10－2038-03

Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｓｉｘ Ａｒｏｍａｔｉｃ Ｐｌａｎｔｓ ｗｉｔｈ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ Ｍｅｔｈｏｄ

ＧＯＮＧ Ｐｉｎｇ，ＷＡＮＧ Ｊｉａｎ

（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｈｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ Ｌａｎｄｓｃａｐｅ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ， Ｈａｉｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ／ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｒｏｙ ｏｆ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｒｏｐｉｃａｌ Ｃｒｏｐ Ｇｅｒｍｐｌａｓｍ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ， Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ， Ｄａｎｚｈｏｕ ５７１７３７， Ｈａｉｎａｎ， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｓｉｘ ａｒｏｍａｔｉｃ ｐｌａｎｔｓ（Ｍｅｌｉｓｓａ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ Ｌ．， Ｓａｌｖｉａ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ Ｌ．，Ｏｃｉｍｕｍ ｂａｓｉｌｉｃｕｍ Ｌ．， Ｌａｖａｎｄｕｌａ ｓｐｉｃａ Ｌ．，Ｒｏｓｍａｒｉｎｕｓ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ Ｌ．，Ｐａｎｄａｎｕｓ ａｍａｒｙｌｌｉｆｏｌｉｕｓ Ｒｏｘｂ．）ｗｅｒｅ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ； ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｈｅａｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｗｅｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ by ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｍｅｔｈｏｄ． Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅｉｒ ｃｅｌｌｓ ｗｅｒｅ ｉｎｊｕｒｅｄ ｂｙ ｇｒａｄｉｅｎｔ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｓｈｏｗｅｄ ｓｉｇｍｏｉｄ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｏ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｔｅｓｔｉｎｇ， ｔｈｅ Ｌｏｇｉｓｔｉｃ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｗａｓ adopted ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｓｅｍｉ－ｌｅｔｈａｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ｂｙ ｓｐｏｔｔｉｎｇ ｔｈｅ ｔｕｒｎｉｎｇ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｆｌｅｘｉｏｎ ｐｈａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｒｖｅ． Ｔｈｅ ｓｅｍｉ－ｌｅｔｈａｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ Ｍ． ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ， Ｓ． ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ， Ｏ． ｂａｓｉｌｉｃｕｍ， Ｌ． ｓｐｉｃａ， Ｒ． ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ ａｎｄ Ｐ． ａｍａｒｙｌｌｉｆｏｌｉｕｓ ｗａｓ ５７．００ ℃， ５８．５５ ℃， ５９．８０ ℃， ５９．５５ ℃， ５９．１９ ℃， ａｎｄ ６５．２５ ℃ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ａｒｏｍａｔｉｃ ｐｌａｎｔｓ； ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ； Ｌｏｇｉｓｔｉｃ ｅｑｕａｔｉｏｎ； ｓｅｍｉ－ｌｅｔｈａｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．

隨著海南省國(guó)際旅游島的開(kāi)發(fā)建設(shè)向縱深發(fā)展，培養(yǎng)具有海南特色的園林香化植物，研究現(xiàn)有引種、栽培的芳香植物抗熱性，觀察芳香植物在栽培地能否正常生長(zhǎng)，就具有十分重要的意義。關(guān)于植物的抗熱性，前人已做過(guò)大量的研究工作，利用電導(dǎo)率法測(cè)定相對(duì)電導(dǎo)率，判斷電解質(zhì)外滲與高溫傷害的程度，是最常用的方法［１］。當(dāng)植物受到逆境影響時(shí)，細(xì)胞膜遭到破壞，膜透性增大，從而使細(xì)胞內(nèi)的電解質(zhì)外滲，導(dǎo)致植物細(xì)胞浸提液的電導(dǎo)率增大；而通過(guò)對(duì)電導(dǎo)率進(jìn)行運(yùn)算處理，最終可以得出植物的高溫半致死溫度。試驗(yàn)測(cè)定了香蜂草（Ｍｅｌｉｓｓａ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ Ｌ．）、蘋(píng)果鼠尾草（Ｓａｌｖｉａ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ Ｌ．）、丁香羅勒（Ｏｃｉｍｕｍ ｂａｓｉｌｉｃｕｍ Ｌ．）、闊葉薰衣草（Ｌａｖａｎｄｕｌａ ｓｐｉｃａ Ｌ．）、匍匐迷迭香（Ｒｏｓｍａｒｉｎｕｓ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ Ｌ．）、香露兜（Ｐａｎｄａｎｕｓ ａｍａｒｙｌｌｉｆｏｌｉｕｓ Ｒｏｘｂ．）等６種芳香植物的葉片細(xì)胞電導(dǎo)率，進(jìn)而得到６種芳香植物的高溫半致死溫度，以探討芳香植物在栽培地對(duì)高溫的適應(yīng)性，為選擇耐熱性強(qiáng)的芳香植物提供依據(jù)。

１材料與方法

１．１材料

２００９年１１月，將香蜂草、蘋(píng)果鼠尾草、丁香羅勒、闊葉薰衣草、匍匐迷迭香、香露兜６種芳香植物移栽于海南大學(xué)園藝園林學(xué)院苗圃中，生長(zhǎng)期間適當(dāng)管理。２０１０年１月，選擇長(zhǎng)勢(shì)基本一致的6種芳香植物植株若干，采集健康成熟的葉片帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行處理與檢測(cè)。

１．２試驗(yàn)方法

將葉片用去離子水洗凈，濾紙擦干，剪成０．５ ｃｍ２左右的小片，稱取０．１ ｇ，放入裝有２０ ｍＬ去離子水的試管中；在真空干燥器中用真空泵抽氣３０ ｍｉｎ后，再靜置大約３０ ｍｉｎ，葉片沉入試管底部后取出；分別在室溫、３０℃、３４℃、３８℃、４２℃、４６℃、５０℃、５４℃、５８℃、６２℃的水浴鍋中放置２０ ｍｉｎ，取出靜置冷卻２ ｈ后，在恒溫條件下測(cè)定葉片電導(dǎo)率；然后，全部放入沸水浴中加熱２０ ｍｉｎ，靜置冷卻后，恒溫條件下再一次測(cè)定葉片電導(dǎo)率；每處理重復(fù)３次，以室溫下植物葉片的電導(dǎo)率作為對(duì)照［２，３］，按下式計(jì)算葉片細(xì)胞傷害率，葉片細(xì)胞傷害率＝［１－（１－Ｒｔ／Ｒｍ）／（１－Ｃｔ／Ｃｍ）］×１００％，式中Ｒｔ為不同水浴溫度下的葉片電導(dǎo)率，Ｒｍ為沸水浴后的葉片電導(dǎo)率，Ｃｔ和Ｃｍ為對(duì)照煮前和煮后的葉片電導(dǎo)率。將處理溫度與葉片細(xì)胞的傷害率用Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程ｙ＝ｋ／（１＋ａｅ－ｂｔ）來(lái)擬合，方程中ｙ代表葉片細(xì)胞的傷害率，ｔ代表處理溫度，ｋ為葉片細(xì)胞傷害率的飽和容量，由于葉片細(xì)胞傷害率消除了本底干擾，因而ｋ值為１００；ａ、ｂ為方程參數(shù)。為了確定ａ和ｂ的數(shù)值，可以將Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程ｙ＝ｋ／（１＋ａｅ－ｂｔ）轉(zhuǎn)化為ｌｎ［（ｋ－ｙ）／ｙ］＝ｌｎａ－ｂｔ，令ｙ＝ｌｎ［（ｋ－ｙ）／ｙ］，Ａ＝ｌｎａ，Ｂ＝－ｂ，則轉(zhuǎn)變成葉片細(xì)胞傷害率轉(zhuǎn)化值與處理溫度的直線方程ｙ=Ａ＋Ｂｔ［３，４］。通過(guò)直線回歸的方法求出ａ、ｂ數(shù)值及相關(guān)系數(shù)，將數(shù)據(jù)擬合Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程，達(dá)到極顯著水平后，則由Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程求得二級(jí)導(dǎo)數(shù)得出ｔ＝ｌｎ ａ／ｂ，此時(shí)的ｔ值就是曲線的拐點(diǎn)，即高溫半致死溫度（ＬＴ５０）［５］。

２結(jié)果與分析

２．１葉片細(xì)胞傷害率與處理溫度的關(guān)系

根據(jù)葉片細(xì)胞傷害率公式，可計(jì)算出在各溫度處理下６種芳香植物的葉片細(xì)胞傷害率，結(jié)果如表１所示。根據(jù)表１可繪制出處理溫度與葉片細(xì)胞傷害率的關(guān)系圖，具體見(jiàn)圖１。從圖１可以看出，隨著溫度的升高，植物葉片的細(xì)胞傷害率表現(xiàn)出先緩慢增加、然后迅速增加、最后又緩慢增加的走勢(shì)，并呈典型的“Ｓ”形曲線關(guān)系。

２．２Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程參數(shù)及高溫半致死溫度的確定

根據(jù)公式計(jì)算各溫度處理下６種芳香植物的葉片細(xì)胞傷害率轉(zhuǎn)化值，結(jié)果如表２所示，進(jìn)一步計(jì)算出ａ和ｂ的數(shù)值，確定６種芳香植物的高溫半致死溫度（ＬＴ５０），結(jié)果如表３所示。從表３可見(jiàn)，６種芳香植物的高溫半致死溫度依次為香蜂草５７．００ ℃、蘋(píng)果鼠尾草５８．５５ ℃、丁香羅勒５９．８０ ℃、闊葉薰衣草５９．５５ ℃、匍匐迷迭香５９．１９ ℃、香露兜６５．２５ ℃。從結(jié)果中顯而易見(jiàn)，６種芳香植物中以香露兜的耐熱性最高，而香蜂草最低，它們的耐熱能力大小依次為香露兜＞丁香羅勒＞闊葉薰衣草＞匍匐迷迭香＞蘋(píng)果鼠尾草＞香蜂草。

３討論

細(xì)胞膜透性的穩(wěn)定性（ＣＭＴ）是離體葉片的滲透情況在一定溫度范圍內(nèi)的特性，其測(cè)定方法是一種靈敏、快捷的估測(cè)植物耐熱性的方法［６，７］，也是用于植物耐熱性檢測(cè)最簡(jiǎn)便的方法之一。試驗(yàn)通過(guò)對(duì)６種芳香植物的離體葉片經(jīng)梯度高溫處理后，結(jié)果顯示處理溫度與葉片細(xì)胞傷害率之間呈現(xiàn)出“Ｓ”形曲線關(guān)系，通過(guò)顯著性驗(yàn)證，符合Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程。應(yīng)用Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程計(jì)算ＬＴ５０的優(yōu)點(diǎn)在于不僅可以減小因個(gè)別測(cè)定值的不穩(wěn)定對(duì)整個(gè)結(jié)果的影響，而且還可以消除原生質(zhì)體在溫度作用中的時(shí)間干擾［８］。

６種芳香植物中，香露兜分布于熱帶地區(qū)，是海南島的本土物種；丁香羅勒分布于亞洲熱帶地區(qū)；闊葉薰衣草和匍匐迷迭香均分布于地中海沿岸；鼠尾草分布于熱帶和溫帶地區(qū)；香蜂草分布于南歐、地中海沿岸。從分布地區(qū)來(lái)看，香露兜與丁香羅勒比其他芳香植物的耐熱性應(yīng)該要高一些，并且這與試驗(yàn)結(jié)果是吻合的。從溫度方面考慮，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可以初步推斷丁香羅勒、闊葉薰衣草、匍匐迷迭香比較適合在海南島引種栽培，香露兜是本土植物，其他芳香植物次之。

目前芳香植物的研究主要集中在繁殖技術(shù)、精油提純、藥性藥理等方面，而在生理抗性方面較少。需要說(shuō)明的是，試驗(yàn)得到的高溫半致死溫度是在植物離體的情況下測(cè)定出來(lái)的，只能反映葉片對(duì)高溫的適應(yīng)性，而不能反映植物根系等部位的抗熱性，因此不一定能準(zhǔn)確地反映出植物整體的抗熱性。經(jīng)過(guò)與植物在高溫脅迫下的形態(tài)表現(xiàn)比較，雖然大體上能體現(xiàn)植物抗熱性的強(qiáng)弱，但還不是十分接近。可以考慮結(jié)合測(cè)定葉片的相對(duì)含水量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量等生理指標(biāo)來(lái)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)［９］。

參考文獻(xiàn)：

［１］ ＧＲＡＧＧ Ｇ Ｍ， ＳＡＵＬ Ａ Ｓ， ＭＡＴＴＨＥＷ Ｓ， ｅｔ ａｌ． Ｔｈｅ ｔａｘｏｌｓｕｐｐｌｙ ｃｒｉｓｉｓ： Ｎｅｗ ＮＣＩ ｐｏｌｉｃｅｓ ｆｏｒ ｈａｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ｌａｒｇｅｓｃａｌｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｎｏｖｅｌ ｎａｔｕｒａｌ ｐｒｏｄｕｃｔ ａｎｔｉｃａｎｃｅｒ ａｎｄ ａｎｔｉ－ＨＩＶ［Ｊ］． Ｊａｔ Ｐｒｏｄ， １９９３，５６（１０）：１６５７－１６６８．

［２］ 高桂娟，韓瑞宏，李志丹． ２種紫花苜蓿高溫半致死溫度與耐熱性研究［Ｊ］． 熱帶農(nóng)業(yè)工程，２００９，３３（３）：２５－２７．

［３］ 何文華，董麗，孫震． 幾種野生地被植物高溫半致死溫度的確定［Ｊ］． 西南園藝，２００６，３４（３）：１０－１１．

［４］ 李春喜，王志和，王文林． 生物統(tǒng)計(jì)學(xué)［Ｍ］． 北京：科學(xué)出版社，２０００． １８０－１８１．

［５］ 羅旭輝，李春燕，應(yīng)朝陽(yáng)，等． 福建中亞熱帶區(qū)紫花苜蓿的引種篩選研究［Ｊ］． 草業(yè)科學(xué)， ２００７，２４（１）：３１－３５．

［６］ 趙亞洲，卓麗環(huán)， 張琰． ２種紅楓的高溫半致死溫度與耐熱性［Ｊ］． 上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，２００６，２２（２）：５１－５３．

［７］ ＹＥＨ Ｄ Ｍ， ＬＩＮ Ｈ Ｆ． Ｔｈｅｒｍｏｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｃｅｌｌ ｍｅｍｂｒａｎｅｓ ａｓ ａ ｍｅａｓｕｒｅ ｏｆ ｈｅａｔ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ａｎｄ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｔｏ ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ ｄｅｌａｙ ｉｎ ｃｈｒｙｓａｎｔｈｅｍｕｍ ［Ｊ］． Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｈｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００３，１２８（５）：６５６－６６０．

［８］ 彭昌操． Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程在柑橘原生質(zhì)體耐熱性測(cè)定中的應(yīng)用［Ｊ］． 湖北民族學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），２０００，１８（１）：１９－２１．

［９］ 王鳳蘭，周厚高，黃子鋒，等． 麝香百合抗熱性生理生化指標(biāo)及綜合評(píng)價(jià)初探［Ｊ］． 廣西植物，２００８，２８（２）：２６１－２６４．

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文