野生萱草與栽培萱草的耐寒性分析

張 超，賈民隆，宋卓琴，曹冬梅

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，山西太原030031）

萱草（Hemerocallis fulva）屬于萱草科萱草屬植物，是多年生草本植物。由于其花大色艷，常被用作園林觀賞植物。但市場(chǎng)上大多數(shù)的萱草品種在冬季就會(huì)枯萎，影響美觀[1]。研究低溫脅迫對(duì)萱草生理指標(biāo)的影響、了解不同萱草品種的耐寒性情況，對(duì)于選育耐寒性強(qiáng)的萱草品種、延長(zhǎng)綠期有著非常重要的意義。

本研究以4 個(gè)栽培萱草和4 個(gè)野生萱草品種為試材，對(duì)8 個(gè)萱草品種的綠期及生理指標(biāo)進(jìn)行了比較，并對(duì)8 個(gè)萱草品種的抗寒性進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，篩選耐寒性較強(qiáng)的萱草品種，以期為耐寒萱草品種選育提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試栽培萱草品種為2 年生分株苗，主要包括：金娃娃、黃繡客、美國(guó)2 號(hào)、新金重瓣；野生萱草品種為2017 年野外采集于山西各地，主要包括：平定1 號(hào)、太谷1 號(hào)、太原2 號(hào)、歷山1 號(hào)。栽培萱草品種和野生萱草品種均露地栽植于山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所萱草種質(zhì)資源圃。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)在2018 年9 月底到11 月初枯黃期至落葉期進(jìn)行，分別于9 月29 日、10 月9 日、10 月19 日、10 月29 日、11 月9 日，選取萱草資源圃內(nèi)生長(zhǎng)勢(shì)一致、健康植株相同葉位的成熟葉片測(cè)定相對(duì)電導(dǎo)率、可溶性蛋白、葉綠素和類胡蘿卜素含量，每個(gè)品種3 次重復(fù)，每重復(fù)6 株。同時(shí)田間拍照記錄葉片形態(tài)變化。8 個(gè)品種的肥水管理、病蟲害防治等栽培管理方式均一致。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

相對(duì)電導(dǎo)率采用電導(dǎo)率儀測(cè)定[2]；可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定[3]；葉綠素含量、類胡蘿卜素含量采用丙酮浸提法測(cè)定[3]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種葉片外觀變化比較

隨著時(shí)間的變化，各個(gè)品種萱草葉片逐漸枯萎，其中，栽培品種中的黃繡客和金娃娃、野生品種中的太原2 號(hào)均在10 月29 日葉片已全部枯萎；而野生品種中的平定1 號(hào)和栽培品種中的美國(guó)2 號(hào)及新金重瓣在11 月9 日葉片仍未完全枯萎，可見這3 個(gè)品種的耐寒性要高于其他品種。

2.2 不同品種相對(duì)電導(dǎo)率的比較

相對(duì)電導(dǎo)率是衡量細(xì)胞膜透性的重要指標(biāo)[4]。組織相對(duì)電導(dǎo)率越高，說(shuō)明細(xì)胞膜完整性遭到破壞的程度就越大[5]。

從圖1，2 可以看出，不管是栽培品種還是野生品種，相對(duì)電導(dǎo)率隨著枯黃期的延長(zhǎng)均出現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，并于10 月29 日達(dá)到最高值。11 月9 日栽培品種中的美國(guó)2 號(hào)和野生品種中的平定1 號(hào)的相對(duì)電導(dǎo)率分別低于同組其他品種，說(shuō)明這2 個(gè)品種細(xì)胞膜受損傷的程度較小。

2.3 不同品種可溶性蛋白含量的比較

可溶性蛋白是重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其增加和積累能提高細(xì)胞的保水能力，對(duì)細(xì)胞的生命物質(zhì)及生物膜起到保護(hù)作用，因此，經(jīng)常用作植物抗寒性的重要指標(biāo)之一[6]。

從圖3，4 可以看出，可溶性蛋白含量隨著枯黃期時(shí)間延長(zhǎng)均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，其中，美國(guó)2 號(hào)的可溶性蛋白含量在試驗(yàn)?zāi)┢?1 月9 日基本降至試驗(yàn)初期9 月29 日水平，而其他品種在11 月9 日的可溶性蛋白含量明顯低于試驗(yàn)初期9 月29 日水平。表明美國(guó)2 號(hào)可溶性蛋白的積累能力要明顯高于其他品種。而4 種野生品種在11 月9 日的可溶性蛋白含量均低于9 月29 日的可溶性蛋白含量。

2.4 不同品種葉綠素含量的比較

葉綠素是一類與光合作用有關(guān)的最重要的色素[7]。葉綠素從光中吸收能量，然后能量被用來(lái)將二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓衔颷8]。葉綠素在活體內(nèi)也和其他物質(zhì)一樣處于不斷更新狀態(tài)。它被葉綠素酶分解，或經(jīng)光氧化而漂白。深秋時(shí)葉綠素降解速度大于合成速度，含量下降。

從圖5，6 可以看出，隨著枯黃期時(shí)間延長(zhǎng)，所有品種葉綠素含量均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。其中，栽培品種中的美國(guó)2 號(hào)和野生品種中的平定1 號(hào)的葉綠素含量下降速度明顯低于其他品種，表明這2 個(gè)品種在低溫條件下，葉綠體的降解要慢于同組其他品種。

2.5 不同品種類胡蘿卜素含量的比較

類胡蘿卜素是一種天然色素的總稱，在植物中，類胡蘿卜素主要存在于植物葉綠體以及許多花和果實(shí)的有色體中，其在植物光合作用中發(fā)揮2 個(gè)重要功能，即參與光吸收和防止前體細(xì)胞發(fā)生光氧化[9]。

由圖7，8 可知，隨著低溫脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，類胡蘿卜素含量呈下降趨勢(shì)。其中，栽培品種中的美國(guó)2 號(hào)和野生品種中的平定1 號(hào)在試驗(yàn)?zāi)┢?1 月9 日其類胡蘿卜素含量與試驗(yàn)初期9 月29 日基本持平，而其他品種的類胡蘿卜素含量明顯低于試驗(yàn)初期，表明美國(guó)2 號(hào)和平定1 號(hào)類胡蘿卜素的降解速度慢于同組其他品種。

3 討論

3.1 低溫下萱草品種葉片外觀形態(tài)變化

試驗(yàn)結(jié)果表明，栽培品種中黃繡客和金娃娃、野生品種中的太原2 號(hào)葉片枯萎時(shí)間較早，于10 月29 日葉片已全部枯萎；野生品種中的歷山1 號(hào)和太谷1 號(hào)在11 月9 日葉片大部分枯萎；而野生品種中的平定1 號(hào)和栽培品種中的美國(guó)2 號(hào)以及新重金瓣在11 月9 日葉片仍未枯萎。可見栽培品種中美國(guó)2 號(hào)及新重金瓣耐寒性較強(qiáng)，野生品種中平定1 號(hào)耐寒性最強(qiáng)。

3.2 低溫下萱草品種相對(duì)電導(dǎo)率和可溶性蛋白含量的變化

低溫脅迫情況下，植物會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的生理生化變化從而抵御低溫逆境[10-12]。而可溶性蛋白是植物必不可少的一種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，和植物耐寒性有著十分緊密的聯(lián)系[13-14]。結(jié)果表明，萱草品種相對(duì)電導(dǎo)率和可溶性蛋白含量隨著枯黃期時(shí)間延長(zhǎng)均出現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，這與王沖等[15-16]的研究結(jié)果相一致。試驗(yàn)?zāi)┢谠耘嗥贩N中的美國(guó)2 號(hào)和野生品種中的平定1 號(hào)的相對(duì)電導(dǎo)率低于試驗(yàn)初期；而美國(guó)2 號(hào)的可溶性蛋白含量在試驗(yàn)?zāi)┢谂c試驗(yàn)初期基本相同，而其他品種在試驗(yàn)?zāi)┢诘目扇苄缘鞍缀棵黠@低于試驗(yàn)初期。

3.3 低溫下萱草品種葉綠素含量和類胡蘿卜素含量的變化

隨著季節(jié)的變化，光照時(shí)間越來(lái)越短，溫度越來(lái)越低，植物會(huì)出現(xiàn)一系列的生理變化[17-19]。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著枯黃期時(shí)間的延長(zhǎng)，萱草不同品種葉綠素含量和類胡蘿卜素含量呈下降趨勢(shì)，其中，栽培品種中的美國(guó)2 號(hào)和野生品種中的平定1 號(hào)的葉綠素含量和類胡蘿卜素含量下降速度明顯低于其他品種。

4 結(jié)論

本研究表明，栽培品種中的美國(guó)2 號(hào)和野生品種中的平定1 號(hào)在枯黃期至落葉期內(nèi)，質(zhì)膜受傷害程度、可溶性蛋白的降解速度、葉綠素和類胡蘿卜素的降解速度均低于同組其他品種，能更好的適應(yīng)低溫環(huán)境。