山茶花品種耐寒性研究

何威，何貴友，盛勇，廖鵬，時海峰

?

山茶花品種耐寒性研究

何威1，何貴友2，盛勇2，廖鵬2，時海峰2

（1. 河南省林業(yè)科學(xué)研究院，鄭州 450008；2.光山縣林業(yè)局，河南 信陽 465450）

通過測定大田種植的6個山茶花品種在自然降溫過程中的相對電導(dǎo)率、丙二醛、脯氨酸、可溶性蛋白及可溶性糖含量等生理指標(biāo)，研究其自然降溫過程中的生理響應(yīng)，并用隸屬函數(shù)法進行抗寒性綜合評價?？购跃C合評價表明，6個山茶花品種抗寒性由強至弱依次為：大葉忍冬>四川紅>花露占>七星紅>小桃紅>小葉忍冬。

山茶花品種；抗寒性；研究

山茶花又名茶花，屬山茶科，常綠灌木或小喬木。茶花具有“唯有山茶殊耐久，獨能深月占春風(fēng)”的傲梅風(fēng)骨，又有“花繁艷紅，深奪曉霞”的凌牡丹之鮮艷，因此自古以來就是極富盛名的木本花卉，在唐宋兩朝達到了登峰造極之境，直到17世紀(jì)引入歐洲后，造成轟動，也因此獲得“世界名花”的美名。山茶花性喜冷濕氣候，略耐寒，一般品種能耐-10℃的低溫。

在我國主要分布在南方地區(qū)，生長的最北界是黃河以南。北方只能進行盆栽。隨著山茶花在園林綠化中的廣泛應(yīng)用和花卉生產(chǎn)價值的認(rèn)可，現(xiàn)已被引種到北方一些地區(qū)。河南省地處南北氣候過渡帶，氣溫年較差、日較差均較大，山地與平原間氣候差異比較明顯。河南省林科院從2010年從南方引進了6個山茶花品種，有關(guān)山茶花的育種栽培技術(shù)和抗寒生理，有人做了大量研究[1-5]，但對于本文所研究的6個山茶花品種耐寒性未見報道。對6個山茶花品種越冬期的抗寒生理生化特性進行了比較研究，為進一步篩選園林綠化抗寒品種，指導(dǎo)栽培管理提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

四川紅、大葉忍冬、小葉忍冬、花露占、小桃紅、七星紅6個山茶花品種由河南省林科院從四川省林科院、浙江省林科院、湖北省林科院引進。每個品種100株。

1.2 測定方法

采樣方法：從10月開始，每月15號對6個山茶花品種進行成熟健康葉片采集，如遇惡劣天氣，采樣時間順延。

電導(dǎo)率、蛋白質(zhì)、可溶性糖等測定：參照趙世杰《植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)》[6]和李合生《植物生理生化實驗原理和技術(shù)》[7]進行。

隸屬函數(shù)值計算公式：

=（-min）/（max-min）

式中：表示某一指標(biāo)的抗寒隸屬函數(shù)值；表示某一指標(biāo)的測定值；min表示某一指標(biāo)的測定值的最小值；max表示某一指標(biāo)測定值的最大值。

2 結(jié)果與分析

2.1 自然降溫過程中山茶花相對電導(dǎo)率的動態(tài)變化

在越冬期間，植物由于低溫傷害引起膜透性增大，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)外滲，通過測定植物葉片的電導(dǎo)率值可了解質(zhì)膜傷害程度。從圖1可以看出，6種山茶花葉片的質(zhì)膜透性均發(fā)生了明顯的變化，整體表現(xiàn)了逐漸上升的趨勢。在10~12月期間，質(zhì)膜透性的變化緩慢上升，在2月份急劇增加。在河南氣溫變化中1~2月份為平均氣溫最低的月份，山茶花在受到低溫傷害時，原生質(zhì)膜透性增加的幅度較大，細(xì)胞受到的傷害比較嚴(yán)重。其中大葉忍冬、花露占兩個品種的增幅最大，達到了起始值的1倍多，說明這兩個品種受低溫傷害程度較大，抗寒能力弱。

圖1 自然降溫過程中相對電導(dǎo)率的變化

2.2 自然降溫過程中山茶花葉片可溶性蛋白含量的變化

蛋白質(zhì)是生命活動的體現(xiàn)者，植物不同其蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量也不同。植物體內(nèi)的可溶性蛋白質(zhì)大多是參與各種代謝的酶類，在受到低溫脅迫時，它們會發(fā)生一定的變化，測定其含量是了解植物抗逆性的一個重要指標(biāo)。由圖2可知，隨著時間的推進，寒冷的加劇，可溶性蛋白含量均呈現(xiàn)出一定的上升趨勢，不同山茶花品種上升幅度不同。

圖2 自然降溫過程中可溶性蛋白含量的變化

隨著時間的增加，氣溫的降低，在2月份七星紅和小葉忍冬的可溶性蛋白出現(xiàn)了下降的趨勢，而其他4個品種則依然呈現(xiàn)出上升的趨勢，這表明每個品種對低溫脅迫的適應(yīng)性不同，隨著溫度的持續(xù)降低，花露占、四川紅、大葉忍冬、小桃紅等4個品種能通過可溶性蛋白質(zhì)的增加，抵御外界的低溫傷害，而七星紅和小葉忍冬對持續(xù)低溫脅迫的適應(yīng)性逐漸減小。

2.3 自然降溫過程中山茶花可溶性糖含量的變化

植物組織中的糖種類很多，在低溫脅迫下作為小分子物質(zhì)參與滲透調(diào)節(jié)，可溶性糖是它們中的代表，從圖3中可以看出，隨著月份的增加，溫度逐漸降低，山茶花中的可溶性糖含量均呈現(xiàn)升高的趨勢，但各品種變幅差異較大。在10~11月份時，溫度變化不大，可溶性糖含量緩慢上升，11~12月份，溫度急劇降低，可溶性糖含量急劇增加，從而降低冰點，提高細(xì)胞液的濃度，增強抗寒力，隨后1~2月份，體內(nèi)的可溶性糖含量變化趨于平穩(wěn)或略有下降，可能因為隨著低溫加劇，葉片細(xì)胞葉綠素分解加劇，光合作用機制受抑制，可溶性糖合成受到較大影響?？梢娫谏讲杌?個品種中，四川紅、七星紅、花露占抗寒性較強。

圖3 自然降溫過程中可溶性糖含量的變化

2.4 自然降溫對山茶花葉片中脯氨酸含量的影響

脯氨酸作為一種良好的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，其作用是保持細(xì)胞與環(huán)境滲透平衡，防止水分散失。它能與細(xì)胞內(nèi)的一些化合物形成聚合物，具有一定的保水作用，從而抵御水分流失，增強抗寒性。

圖4 自然降溫過程中脯氨酸含量的變化

圖4所示，在越冬期間，各品種葉片脯氨酸含量均呈升高趨勢，但變幅差異較大。氣溫變化初期，6個品種葉片脯氨酸含量緩慢增加，隨著溫度逐漸降低，各品種葉片脯氨酸含量急劇增加，其中四川紅、大葉忍冬及花露占脯氨酸積累量較多，抗寒性較強。

2.5 自然降溫對山茶花葉片中丙二醛含量的影響

MDA是植物細(xì)胞膜脂過氧化物之一， MDA含量與植物抗寒性密切相關(guān)，即MDA含量大量增加時，表明體內(nèi)細(xì)胞受到較嚴(yán)重的破壞。圖5所見，6個品種葉片丙二醛含量隨著溫度的降低呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢，在氣溫下降初期，變化較為緩慢，隨著溫度的降低，丙二醛含量急劇增加。

3 各品種抗寒性綜合評價

植物抗寒性受多種因素影響，僅用單一理化指標(biāo)評價山茶花的抗寒性存在片面性，難以全面準(zhǔn)確地反映山茶花資源的抗寒性強弱， 因此， 必須用多個指標(biāo)進行綜合評價。

根據(jù)隸屬函數(shù)法得到的6個品種綜合耐寒性排序（表1），且考慮綜合評價值之間差距大小等因素，抗寒性由強至弱依次為：大葉忍冬>四川紅>花露占>七星紅>小桃紅>小葉忍冬。

圖5 自然降溫過程中丙二醛的變化

表1 測定期6個山茶花品種抗寒性綜合評價值

4 討論

反映植物受到低溫脅迫傷害的生理生態(tài)指標(biāo)比較多，大量研究表明[8-10]，電導(dǎo)率、可溶性蛋白質(zhì)含量、脯氨酸含量和MDA 含量及可溶性蛋白受低溫脅迫影響明顯，用于評價山茶花抗寒性能力具有不可替代的作用。

植物的抗寒性的評價不僅與各項生理指標(biāo)有關(guān)，還與各生理指標(biāo)對抗寒性的影響程度有關(guān)，植物的抗性受多種因素影響，孤立地用某一指標(biāo)很難反映植物抗寒的實質(zhì)，也不利于揭示植物抗寒的本質(zhì)。隸屬函數(shù)分析提供了在多指標(biāo)測定的基礎(chǔ)上對材料進行綜合評價的方法，將它應(yīng)用于抗性品種的選擇，更具科學(xué)性和可靠性。由于各指標(biāo)不但有各自的單方面作用，而更重要的具有多指標(biāo)間的相互作用，只有對這些指標(biāo)的交互作用深入綜合分析， 才能提高抗寒性鑒定的準(zhǔn)確性和可靠性。

[1]黃美珍. 山茶花引種栽培技術(shù)[J]. 甘肅林業(yè)科技，2003，28（2）：68-70.

[2]莊瑞林. 山茶的耐寒性問題[J]. 經(jīng)濟林研究，1993，11（2）：79-80.

[3] 孫仲序，劉靜，邱治霖，等. 山東省茶樹耐寒變異特性的研究[J]. 茶葉科學(xué)，2003，23（1）：61-65.

[4]陳瑞鋒. 茶樹寒害及其耐寒性[J]. 中國茶葉，1985（2）：34-35.

[5]王永紅，李紀(jì)元，田敏，等. 低溫脅迫對山茶物種 2個抗寒性生理指標(biāo)的影響[J]. 林業(yè)科學(xué)研究，2006，19（1）：121-124.

[6]威廉 L?阿克曼. 美國東北部山茶耐寒性研究[J]. 經(jīng)濟林研究，1986，4（1）：90-94.

[7]趙世杰. 植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，1998.

[8]李合生. 植物生理生化實驗原理和技術(shù)[M]. 北京：高等教育出版社，2000.

[9] 黃華濤，劉祖生，莊晚芳. 茶樹耐寒生理的研究：酶和細(xì)胞膜透性與茶樹耐寒性[J]. 茶樹科學(xué)，1986，6（1）：41-48.

[10]曹琴，孔維府，溫鵬飛. 植物耐寒及其基因表達研究進展[J]. 生態(tài)學(xué)報，2004，24（4）：806-811.

2014-12-23

S 685.14

A

1003-2630（2014）04-0011-03

（責(zé)任編輯：王文彬）