低溫脅迫下觀賞鳳梨雜交后代的耐寒性評價

沈曉嵐，王煒勇，葛亞英，俞信英，郁永明

（浙江省農業科學院 花卉研究開發中心，浙江 杭州 311200）

低溫脅迫下觀賞鳳梨雜交后代的耐寒性評價

沈曉嵐，王煒勇，葛亞英，俞信英，郁永明

（浙江省農業科學院 花卉研究開發中心，浙江 杭州 311200）

以觀賞鳳梨雜交后代鳳粉1號及其父母本，一個屬內對照，一個屬外對照為材料，在低溫脅迫下，通過凍害指數和恢復生長指數來評價其耐寒性，同時研究了相對電導率和葉綠素熒光參數與耐寒能力的相關性。

觀賞鳳梨；光萼荷；鳳粉1號；耐寒性

文獻著錄格式：沈曉嵐，王煒勇，葛亞英，等.低溫脅迫下觀賞鳳梨雜交后代的耐寒性評價 ［J］.浙江農業科學，2015，56（12）：1979-1983.

觀賞鳳梨原產熱帶，總體來說耐寒性不佳，在江浙滬及以北地區的生產中需要設施栽培，冬季需要大量加熱。由于不能適應冬季冷寒氣候，現有的市場品種使用范圍和時間也倍受限制，如在冬季室內使用時需加溫，無法在冬季室外使用等。為突破這一現狀，我們通過雜交育種，將光萼荷屬中耐寒性較好但觀賞性不佳的種質與屬內其他種質雜交，從大量雜交后代中篩選得到觀賞性較好的雜交后代鳳粉1號［1］。

本研究選取了鳳粉1號與其父本、母本，以及一個屬內對照，一個屬外對照作為材料，研究其在低溫脅迫下各項指標的變化，通過相關性分析，對其耐寒性進行綜合評價，旨在為觀賞鳳梨種質資源及雜交后代的耐寒性鑒定和評價提供理論依據。

1　材料與方法

1.1試驗材料

鳳粉1號及其父本Recurvata、母本合萼光萼荷，1個屬內對照亮葉光萼荷與一個屬外對照丹尼斯，共5份觀賞鳳梨種質，均來自浙江省農業科學院花卉研究開發中心觀賞鳳梨種質資源圃 （表1）。

表1　觀賞鳳梨供試材料及其來源

1.2試驗處理

試驗于當年11月至次年2月在浙江省農業科學院花卉研究開發中心的溫室大棚和人工氣候室內進行。將試驗苗放入溫度為0℃，光照2.9 klx的人工氣候箱中，將對照放入平均溫度15℃的大棚中。

分別在低溫脅迫處理前、處理1，3，7，13 d時測定細胞膜透性 （相對電導率）和葉綠素熒光參數；測定后依次將低溫脅迫處理后的幼苗取出放回大棚進行恢復培養，以查看不同凍害情況下幼苗的恢復生長狀況；定時觀察記錄各品種幼苗凍害出現的時間與癥狀及恢復培養后的生長情況。

凍害指數=∑ ［各級單株數×相應級數］/（調查總株數×最高分級級數）×100；

恢復指數=1-∑ ［各級單株數×相應級數］/（調查總株數×最高分級級數）×100。

1.3細胞膜透性 （相對電導率）的測定

每株植物選取2～3片長足葉，用自來水沖洗干凈，并用蒸餾水漂洗，用濾紙吸干后剪碎，稱取0.5 g置于小燒杯中，加50 m L蒸餾水，于24℃下靜置1 d，其間數次用玻棒攪拌。用電導儀 （DDS-320）測其電導率 E1，沸水浴30 min后自然涼至24℃，測其電導率 E2。

相對電導率（REC）/%=E1/E2×100。

1.4葉綠素熒光參數的測定

用便攜式調制葉綠素熒光儀PAM-2500進行測定，每株植物選第1片和第2片長足葉及老葉，距葉尖5～8 cm處中間位置進行Fv/Fm的測定。

2　結果與分析

2.1凍害表現

FF在0℃低溫脅迫第6天開始表現出明顯凍害癥狀，具體表現為葉片微微卷縮，從葉片中部或葉尖部位出現隱約的水漬狀暗黃色斑塊，隨凍害時間的延長越來越明顯。凍害癥狀最先表現在中部的葉子上，并漸漸涉及嫩葉和老葉 （圖1中A）。恢復生長后，所有植株均存活，出現凍害癥狀的葉片不可恢復，并在恢復生長7～10 d后，水漬狀暗黃斑塊轉變為明顯的黃色斑塊，但新葉生長正常。

A064在0℃低溫脅迫第12天開始表現出明顯凍害癥狀，具體表現為葉片卷縮，最先出現在新葉上，后老葉也慢慢開始出現癥狀，直至整株葉片均卷縮 （圖1中B）。恢復生長后，所有植株均存活，低溫脅迫13 d以下的植株生長不受影響，脅迫處理13 d的植株恢復生長較慢，生長2個月后，葉片仍處于微微卷縮狀態。

A050在0℃低溫脅迫第3天開始陸續表現出凍害癥狀，具體表現為葉色變淡，葉片中部及葉尖出現水漬狀暗黃色斑塊 （圖1中C）。凍害最先表現在中部葉子上，隨后老葉葉尖也漸漸出現癥狀。恢復生長后，所有植株均存活，新葉生長正常，出現凍害癥狀的葉片不可恢復，恢復生長2周后，部分葉尖出現枯焦。

A012在0℃低溫脅迫第3天后開始表現出明顯凍害癥狀，具體表現為葉脈兩側出現黃紅色斑塊，隨著脅迫時間延長，斑塊慢慢轉紅、擴大，直至整個葉片中部出現大面積紅色斑塊 （圖1中D），并延伸至葉尖，低溫脅迫13 d，整株植株除了葉片基部外，全部轉為深紅色。恢復生長后，處理6 d以下的植株全部存活，新葉生長正常，處理7～12 d的植株部分存活，但長勢受影響，凍害癥狀不可恢復，新葉生長緩慢，處理13 d的植株在恢復生長3周后出現基部腐爛，并陸續死亡。

D在0℃低溫脅迫第3天后開始表現出明顯凍害癥狀，具體表現為葉子基部微微卷縮，葉尖和葉子中部陸續出現隱約水漬狀斑塊，并隨著凍害時間日趨明顯 （圖1中E）。中部葉子和老葉最先出現癥狀，隨后新葉葉尖也出現癥狀。恢復生長后，連續低溫處理6 d以上的植株不可恢復生長，恢復培養2周后陸續出現死亡，直至45 d后全部死亡，處理5 d內的植株均存活，新葉生長正常，但是凍害癥狀不可恢復。

圖1　植株凍害情況

2.2外觀凍害指標

2.2.1凍害指數

以A012為例，從圖2中可以看出，A植株沒有任何凍害癥狀，生長正常，即凍害0級；B植株在葉片中部出現不明顯的黃色斑塊，其余生長良好，為凍害1級；C植株在葉片中部出現大面積的紅色斑塊，但是生長仍處于正常，為凍害2級；D植株葉片中心大部分呈現水漬狀紅色斑塊，生長情況受到明顯干擾，為凍害3級；E植株受害程度很大，除了葉片基部外整株呈現紅色，新葉停止生長，為凍害4級。

圖2　品種A012的各級凍害程度

從表2中可以看到，D的耐寒性最差，在第13天達到了最大值100%；A064的耐寒性最佳，在第7天之前一直是最低值0；其次是FF和A050。從凍害指數我們可以得到各品種的耐寒性為A064＞FF＞A050＞A012＞D。

表2　各處理凍害指數

2.2.2恢復指數

從表3可以看到，D和A012的凍害恢復性最差，低溫脅迫7 d以上，就出現了完全無法恢復生長的植株；FF和A064的凍害恢復性較好，低溫脅迫3 d內幾乎可以100%恢復生長，其中FF的恢復性又優于 A064。處理13 d后，恢復能力 FF＞A050＞A064＞A012＞D；處理7 d后，恢復能力A064＞FF＞A050＞A012=D；處理3 d后，恢復能力FF=A064＞A050＞A012=D。綜合觀察到的實際恢復情況來看，A064在沒有受到嚴重凍害前恢復能力較強，但是受到凍害葉子卷縮后，就較難恢復正常狀態，在恢復培養3個月后，卷縮的葉子仍未完全恢復平展狀態，新葉生長也較慢，而FF的恢復能力就較A064強一些，新葉生長能較快恢復正常。因此綜合來看恢復能力FF＞A064＞A050＞A012＞D。

表3　各處理恢復指數

2.3相對電導率

植物膜系統與耐寒性緊密相關［2］，當植物遭受低溫傷害時，細胞膜遭到破壞，膜透性增大，細胞內的電解質外滲，導致植物細胞浸提液的電導率增大［2-4］。因此，不同植物在同樣的低溫脅迫下膜透性的增大程度，可作為比較種質資源間的耐寒性強弱的依據，目前在各種植物上已廣泛應用。

從相對電導率的變化來看 （圖3），我們發現在低溫脅迫7 d后，FF和A050電導率都出現了轉折，由下降趨勢轉向上升趨勢，結合實際觀察情況，可以認為這兩種種質都是在低溫脅迫7 d后，其細胞膜透性增加，細胞膜的結構在一定程度上被破壞了；A064則呈現出先上升后下降的趨勢，結合實際觀察情況和凍害指數，可以認為A064在低溫脅迫3 d內幾乎沒有受到凍害，在低溫脅迫7～13 d中，其細胞膜透性下降，受到一定的凍害，可是沒有出現不可恢復的傷害，其耐寒性最佳；而A012和D則在低溫脅迫1～2 d后就出現了相對電導率上升的情況，可見其在短時間的0℃脅迫下，細胞膜已經受到不可恢復的破壞，其耐寒性也最差。結合相對電導率的變化來看，耐寒性A064＞FF=A050＞A012=D，與凍害指數和恢復指數基本一致。

圖3　低溫脅迫條件對觀賞鳳梨相對電導率的影響

2.4葉綠素熒光參數

低溫脅迫會影響植物的光合效率，使光合速率下降，嚴重時會發生光抑制甚至光合機構被破壞［5］。作為一種可以快速簡便、無損傷的檢測植物光合作用生理狀況的技術，葉綠素熒光動力學為植物抗性生理研究提供了方便［6］，澳大利亞的Smillie和Hetherington［7］最早將葉綠素熒光技術用于檢測桉樹的抗寒性。Frachebound等［8-10］認為葉綠素熒光參數可作為耐寒性選擇指標。在國內葉綠素熒光分析技術也越來越多地被用于研究植物耐寒特性，如在蔬菜、藻類、牧草、苜蓿等植物中的應用［11-13］。

從圖4可以看出，不同時長0℃低溫脅迫下最大光化學效率F v/F m的變化呈現一定的規律，FF，A064，A050的 F v/F m值趨于穩定，其中又以A064的變化最小，F v/F m值最高，FF其次；A012在1～3 d有較大幅度的下降，之后又上升，到7～13 d又下降，D也有先下降后上升的趨勢，與凍害指數、恢復指數及相對電導率相聯系，可以發現其變化的幅度與耐寒性呈現一定的相關度。

3　小結與討論

比較凍害指數及恢復指數、相對電導率及葉綠素熒光參數，我們可以發現，與凍害指數及恢復指數有相關性的是相對電導率的變化及最大光化學效率F v/F m的變化。結合這些數據來看，在這5個鳳梨種質中，耐寒性為A064＞FF＞A050＞A012＞D；恢復性FF＞A064＞A050＞A012＞D。

圖4　低溫脅迫對觀賞鳳梨最大光化學效率F v/F m的影響

從葉片特征來看，A064葉子革質，厚，葉片細窄，兩側布有明顯尖刺，葉片背面密布鱗片，葉片正面基部同樣密布鱗片，葉尖鱗片較少；A050葉片相對較寬，軟，薄，無刺，葉片背面鱗片稀疏，葉片正面基本無鱗片分布；鳳粉1號介于A064與A050之間，葉片厚度軟度均中等，兩側布有不明顯的小刺，葉片背面密布鱗片，正面則不明顯。鳳梨葉片特征及結構與耐寒性的強弱存在必然的聯系，然而究竟哪些特征有利于增強鳳梨的耐寒性，葉片上分布的鱗片是否與耐寒性相關、葉綠素熒光參數的變化是否與鳳梨耐寒性相關，仍有待于進一步的試驗論證。

［1］ 王煒勇，俞信英，沈曉嵐，等.觀賞鳳梨新品種鳳粉 1號［J］.園藝學報，2013（9）：1861-1862.

［2］ 簡令成.生物膜與植物寒害和抗寒性的關系 ［J］.植物學通報，1983（1）：17-23.

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（責任編輯：張 韻）

S 682

A

0528-9017（2015）12-1979-04

10.16178/j.issn.0528-9017.20151221

2015-07-31

浙江省公益性技術應用研究計劃項目 （2012C22085）；杭州市科技發展計劃項目 （20120232B41）

沈曉嵐 （1980-），女，浙江杭州人，助理研究員，碩士，主要從事花卉育種研究工作。E-mail：angalla@163.com。