不同蝴蝶蘭品種耐熱性比較測定及綜合評價

肖文芳 李佐 陳和明 呂復兵

摘要 為了比較不同品種的蝴蝶蘭在廣州夏季高日溫栽培條件下的耐熱性差異，分別測定了10個蝴蝶蘭品種在持續一周的30℃高日溫栽培條件下的葉綠素含量、丙二醛含量、游離脯氨酸含量、相對含水量以及電導率等生理指標，并通過隸屬函數值法進行綜合評價。結果表明：同一栽培條件下， ‘童真蝴蝶蘭耐熱性最強，‘紅鉆石的耐熱性最弱，與田間表現一致。得出，‘童真、‘鴻利、‘翔鳳、‘黃金豹、‘紅梅、‘紅桃蝴蝶蘭較適宜在華南地區種植。

關鍵詞 蝴蝶蘭;耐熱性;生理指標

蝴蝶蘭（Phalaenopsis），蘭科蝴蝶蘭屬，單莖附生蘭，原產于亞熱帶雨林地區，分布于印度尼西亞、菲律賓、馬來西亞、中國臺灣等地，是世界上產業化程度最高的蘭科花卉之一[1-3]。中國蘭花產品（種苗和成品花）年產值達100多億元，其中蝴蝶蘭產業占比超過30%，深受消費者喜愛.銷量居荷蘭盆花、中國年宵花卉以及日本盆栽蘭花的榜首[4]。蝴蝶蘭為高溫敏感型植物，最適宜生長溫度為18～28℃，溫度超過32℃時植株生長發育嚴重受阻，進入半休眠狀態。華南地區是蝴蝶蘭成品花主要的生產和銷售地區，但夏季溫度較高且漫長.種植過程中需采用風機、水簾進行降溫，能源消耗較高。在蝴蝶蘭新品種選育過程中，選擇耐熱性較好的品種是華南地區蝴蝶蘭育種的一個重要方向，能夠減小生產耗能，降低成本，進而促進蝴蝶蘭產業的進一步發展。

蝴蝶蘭耐熱性研究主要集中在成花誘導[5-6]、激素水平變化[7]等方面，其他相關生理變化過程和品種耐熱性評價研究較少。結合前人的研究發現.蝴蝶蘭耐熱性可通過生理指標來評定，相關生理指標主要有葉綠素含量、丙二醛含量、游離脯氨酸含量、水分飽和虧和細胞膜透性等。光合作用是植物對高溫最敏感的生理過程，高溫脅迫下葉綠素合成會受抑制甚至氧化降解[8]。植物組織或器官在高溫脅迫下會發生膜脂過氧化，產生丙二醛，其含量高低可以反映植物遭受逆境傷害的程度[9]，含量越高說明植物對逆境的抗性越弱。前人研究發現，耐熱性強的蝴蝶蘭品種的相對電導率和丙二醛含量增幅明顯小于耐熱性弱的品種，而葉綠素含量也會隨高溫脅迫強度的加大而降低[10-11]。脯氨酸主要存在于細胞質基質中，可以游離狀態廣泛存在于植物體內，積累指數與植物的抗逆性呈正相關關系，在植物抗逆過程中的作用主要有兩點：一是維持滲透平衡，防止水分散失;二是保持膜結構的完整性12-13]。研究表明.在高溫脅迫下許多耐熱的植物品種比不耐熱的品種積累更多脯氨酸[14]，顯示脯氨酸在植物耐熱性方面發揮著重要的作用。水分自然飽和虧是指植物組織的自然含水量與飽和含水量這兩個值的差，差值越大，表示植物體內水分虧缺越嚴重，在相同環境下葉片的水分飽和虧越大，說明植物的抗旱耐熱性越強[15]。植物受到各種不良環境因素的影響往往首先作用于細胞膜，其表現往往為細胞膜透性增大，細胞內部電解質外滲，外液電導率增大[16]。細胞膜透性變得愈大，表示受害愈重，抗性愈弱。反之則抗性愈強。

在蝴蝶蘭新品種選育過程中，通過比較研究不同蝴蝶蘭品種的抗性生理指標并綜合評價其耐熱性，一方面能夠為蝴蝶蘭抗性育種親本選擇提供參考依據，另一方面，篩選出耐熱性優良的新品種在華南地區進行推廣。本研究選取一個市場流行白花品種、一個市場流行紅花品種和8個自主選育的新品種，在相同的栽培環境下，模擬廣州夏季高溫栽培模式，對其進行耐熱性生理指標的綜合比較研究，通過生理指標反映品種耐熱性的強弱，比較自主選育新品種與市場流行品種的耐熱性差異，為蝴蝶蘭抗性育種親本選擇、選配和環境適宜型新品種篩選提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料

實驗選取10個蝴蝶蘭品種：Phal316（P. JoinAngel）、‘鴻利[P.（Lon，Hon，g Valen，tine×JudyValentine）×P.Ming Hsing Star‘Kuo]、‘紅鉆石（P. Taisuco Passionate 'Red Diamond）、phCE-124 （P. Ben Yu Star 'Red -dragon×P.Taisuco Firebird‘Kuo）、深紅B-150 （P. Ben YuStar 'Red -dragon×P.Jiuhbao 'Red Rose）、‘紅桃（P. Peach）、 ‘紅梅（P. ‘Hongmei）、‘童真（P. Tongzhen）、 ‘翔鳳（P.‘ Xi-angfeng）和‘黃金豹（P.Frigdaas Oxford‘GoldenLeopard）。Pha1316為市場流行白花品種，‘鴻利為市場流行紅花品種，其他品種均為廣東省農業科學院環境園藝研究所自主培育的蝴蝶蘭新品種。除phCE-124和深紅B-150尚未進行品種審定外，其他的品種均已通過廣東省農作物新品種審定?！t鉆石、phCE-124、深紅B-150、‘紅桃、‘紅梅、‘翔鳳為紅花系品種，‘童真、‘黃金豹為蠟質黃花系品種。

1.2 方法

1.2.1 試材處理

試驗材料均取材于3.5寸大小的成熟克隆株系中未有病蟲害表現的健康植株，每個品種10株，統一種植在廣東省農業科學院環境園藝研究所白云實驗基地溫室大棚內，實驗前進行為期7d的日溫30℃、夜溫26℃高溫栽培，模擬廣州地區夏季高溫栽培環境，其他種植條件不變，參照蝴蝶蘭標準化栽培種植規范。

1.2.2 生理指標測定

每個品種隨機選取3株的葉片進行生理指標測定。

（1）葉綠素含量測定采用分光光度法[17]。

（2）丙二醛（malondialdehvde，MDA）含量測定：采用硫代巴比妥酸（Thibabituric Acid，TBA）法[18]。

（3）游離脯氨酸含量測定采用茚三酮比色法[19]。

（4）植物組織含水量測定采用水分飽和虧表示[20]：稱取植物鮮重（W_f）、干重（W_d）以及飽和鮮重（植物鮮樣浸入裝有蒸餾水的燒杯或培養皿中數小時直至恒重時的重量，w_t），代入公式計算相對含水量和水分飽和虧。

鮮重含水量（%）=[W_f-W_d）/W_f]×100%

干重含水量（%）=[W_f-W_d）/W_d]×100%

相對含水量RwC（%）=[（W_f-W_d）/（W_t-W_d]×100%

水分飽和虧WSD（%）=1-相對含水量=[（W_t-W_f/（W_t-W_d]×100%

（5）細胞膜透性采用電導儀法[21]。容器洗滌干凈后處理材料，分為逆境脅迫處理組（T）和室溫對照組（CK），逆境脅迫處理組放入40℃左右的恒溫箱中30 min進行逆境脅迫處理，另一份裹入潮濕的紗布中，室溫下作對照。分別測定初電導率（S₁）和終電導率（沸水浴中10 min殺死植物組織后的電導值，S₂），代入公式計算相應的相對電導率以及傷害度。

相對電導率（L） =S₁/S₂

對照（CK）也有少量電解質外滲，故由于高溫脅迫而產生的外滲，即傷害度（或傷害性外滲）可由下式計算：

傷害度（%）=[（L_t-L_ck）/（1-L_ck）]×100%

L_t，處理葉片的相對電導率;L_ck，對照葉片的相對電導率。

1.2.3 綜合評價

采用隸屬函數值法，即用模糊數學隸屬函數公式對各項指標測定值進行定量轉換，用每個物種各項指標隸屬度的平均值作為抗性能力綜合鑒定指標，采用模糊數學評分法對10個不同品種蝴蝶蘭的抗性進行評價。將各項抗性指標的隸屬值進行累加，求取平均值，總分數值越大的抗性越強。

如果指標與抗性呈正相關，用隸屬函數進行定量轉換，公式為：

X_ij= （X_ij-X_jmin）/（X_jmax-X_jmin）

如果指標與抗性呈負相關，則用反隸屬函數進行定量轉換，計算公式為：

X_ij=1-（X_ij-X_jmin）/（X_jmax-X_jmin）

將抗性隸屬值進行累加，求得平均數：

公式中，X_ij為某一品種某一生理指標的測定值;X_jmax為這一指標測定值的最大值;X_jmin為這一指標測定值的最小值;X_i為該品種的綜合抗性指標的隸屬值。

1.2.4 數據分析

取各項指標的平均值用于統計分析，利用Ex-cel 2010、SPSS 19.0軟件進行試驗數據的比較和分析。采用Duncan法進行顯著性分析，用P<0.05水平上的單因子方差（One-Way ANOVA）檢驗，用字母法標記。

2 結果與分析

通過為期7d的高溫栽培后發現所有品種葉片均完好，無明顯干尖癥狀，葉片綠色未有明顯的高溫脅迫癥狀。

2.1 葉綠素含量比較

由圖1可知，在模擬的廣州夏季高日溫栽培條件下，10個不同品種蝴蝶蘭中‘童真的葉綠素含量最高，為0. 91 mg/g，其次是phCE-124，二者間未達到顯著性差異。葉綠素含量最低的是Pha1316，為0.43 mg/g，其次是‘黃金豹，二者間未達到顯著性差異，葉綠素最高組和最低組之間差異顯著。

2.2 丙二醛含量比較

由圖2可知，在模擬的廣州夏季高日溫栽培條件下，10個不同品種的蝴蝶蘭的丙二醛含量最高的為phCE-124，極顯著高于其他品種，而含量最低的為Pha1316和深紅B-150，顯著低于其他品種。試驗數據表明，在相同栽培環境下，phCE-124的細胞膜脂過氧化程度最高，細胞膜受到的傷害最嚴重。

2.3 游離脯氨酸含量比較

通過標準曲線得到線性回歸方程y=0.047x-0.022（其中y為吸光值，x為脯氨酸含量）。通過茚三酮比色法測量發現，在模擬的廣州夏季高日溫栽培條件下，游離脯氨酸含量最高的品種為‘童真，含量為710. 40 μg/g，顯著高于其他品種;而‘紅鉆石的游離脯氨酸含量則顯著低于其他9個品種。

2.4 植物水分飽和虧比較

由圖4可知，在模擬的廣州夏季高日溫栽培條件下，‘童真的水分飽和虧最大，為16.95%，極顯著高于其他品種;而phCE-124的水分飽和虧最小，為1.85%，極顯著低于其他品種。說明在相同的高溫脅迫條件下，‘童真體內水分虧缺較大。

2.5 細胞膜透性比較

由圖5可知，在模擬的廣州夏季高日溫栽培條件下和40℃高溫脅迫下，10種蝴蝶蘭按細胞膜傷害度來說，Pha1316的傷害度最大，為29.62%，其次是‘紅鉆石，這2個品種的傷害度都顯著高于其他品種;傷害度最小的是‘翔鳳，為3.57%，顯著低于其他品種。這一結果表明，在相同的逆境中，Pha1316受害較為嚴重.耐熱性較弱，而‘翔鳳抗性較強，不易受傷害。

2.6 抗性綜合評價

結合各個抗性生理指標的測定結果，根據公式進行隸屬值計算，最后計算每個蝴蝶蘭品種的綜合隸屬值得分，結果如表1。從綜合分析結果可以看出，在這10個品種中，‘童真蝴蝶蘭的得分最高，表明其綜合抗性最強，其次是‘鴻利蝴蝶蘭，綜合抗性最弱的為‘紅鉆石。

3 討論與結論

3.1 討論

高溫脅迫是蝴蝶蘭生產上所面臨的重要問題，因此，研究和探討高溫脅迫下蝴蝶蘭體內的生理代謝變化，對蝴蝶蘭抗高溫脅迫栽培具有重要意義。本試驗的10個品種中，市場流行品種‘鴻利蝴蝶蘭為紅花系品種，各方面抗性表現一直較好;Pha1316為傳統的紙質大白花品種，平時栽培表現顯示抗性不佳。目前市場還未見流行的黃色蠟質花品種，自主選育的蝴蝶蘭新品種中，‘童真和‘黃金豹均為黃底紅色斑點的蠟質花品種.在選育過程中就表現出較強的抗性，且由于蠟質花品種本身花瓣厚實且有蠟質保護表層而表現出強于紙質花品種的抗性;‘翔鳳蝴蝶蘭為中大花型蝴蝶蘭新品種，抗性在紅花系蝴蝶蘭中表現優良;‘紅梅和‘紅桃蝴蝶蘭為2011年選育的紅花系蝴蝶蘭，2個品種為同一雜交后代的不同個體，抗性表現相近;‘紅鉆石蝴蝶蘭為早期選育的蝴蝶蘭品種，花朵大但是抗性弱;phCE-124和深紅B-150為育種雜交群體后代之一，抗性表現不佳，未選育成新品種。

在前人對蝴蝶蘭的研究中發現，相對電導率、丙二醛含量和葉綠素含量可作為蝴蝶蘭耐熱性分析的關鍵指標[10-11]。在對雜交蘭耐熱性差異的比較研究中發現，耐熱性強的品種葉綠素含量下降幅度較耐熱性弱的品種小，丙二醛含量增幅也小于耐熱性弱的品種，游離脯氨酸含量則高于耐熱眭弱的品種[22]。在對文心蘭耐熱性的研究中則發現，持續的高溫脅迫能顯著提高頂葉相對電導率和游離脯氨酸含量，顯著降低葉綠素含量，相對電導率、游離脯氨酸含量及葉綠素含量，可作為文心蘭耐熱性分析關鍵指標[23]。綜合前人對蘭花耐熱性的研究可見，葉綠素含量、丙二醛含量、游離脯氨酸含量、相對含水量以及電導率是分析蘭花耐熱性的關鍵指標。本試驗研究發現，通過這5個生理指標的測定及比較分析，對蝴蝶蘭進行的耐熱性評價與實際栽培表現基本一致。但是由于單一的生理指標指示出的耐熱性并不完全準確，因此，需要對多種因素影響的指標進行全面評價。

隸屬度屬于模糊評價函數，模糊綜合評價是對多種因素影響的事物做出全面評價的一種十分有效的方法，其特點是評價結果不是絕對的肯定或否定，而是用一個模糊集合來表示[24]。隸屬函數已廣泛應用于植物抗性綜合評價。陳文榮等[25]對4個藍莓品種的抗旱性進行隸屬函數分析，同時用大田干旱試驗驗證了基于生理指標的隸屬函數分析對于抗旱性的篩選是準確可靠的。趙晶怡等[9]利用隸屬函數對3種園林灌木進行了抗性綜合評價，為園林建設和品種選擇提供理論依據。本研究通過隸屬函數值法綜合分析了蝴蝶蘭耐熱性相關的5個生理指標，得到了品種的相關耐熱性，為地方適宜品種篩選和后期育種親本選擇提供了理論依據。

3.2 結論

抗性生理指標在一定程度上可以指導蝴蝶蘭新品種選育的親本選擇和后代選育，節約育種時間和成本，是蝴蝶蘭常規育種輔助選擇的一個重要手段。本試驗通過對蝴蝶蘭葉綠素含量、丙二醛含量、游離脯氨酸含量、相對含水量以及電導率等生理指標，并通過隸屬函數值法進行綜合評價，發現同一栽培條件下，‘童真蝴蝶蘭耐熱性最強，‘紅鉆石的耐熱性最弱，與田間表現一致。通過本試驗篩選出‘童真、‘鴻利、‘翔鳳、‘黃金豹、‘紅梅、‘紅桃6個蝴蝶蘭品種具有較強的耐熱性，較適宜在華南地區進行推廣種植。

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