多年生黑麥草葉片形態(tài)與低溫脅迫的生理響應(yīng)

孫碧徽，李榮全，段小春，常智慧

(1.北京林業(yè)大學(xué)草坪研究所，北京 100083； 2.沈陽蘭溪綠化技術(shù)開發(fā)有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽110000；3.上海綠芳景觀工程有限公司，上海 201620)

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多年生黑麥草葉片形態(tài)與低溫脅迫的生理響應(yīng)

孫碧徽1，李榮全2，段小春3，常智慧1

(1.北京林業(yè)大學(xué)草坪研究所，北京 100083； 2.沈陽蘭溪綠化技術(shù)開發(fā)有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽110000；3.上海綠芳景觀工程有限公司，上海 201620)

摘要：多年生黑麥草(Lolium perenne)在冬季低溫多風(fēng)條件下易受寒害影響，造成脫水死亡。本研究以抗寒性強品種 ‘Brightstar SLT’和抗寒性弱品種‘Linn’為試驗材料，在自然狀態(tài)下觀察兩種黑麥草葉片形態(tài)，測定葉片相對失水速率，并在0 ℃低溫脅迫條件下測定相關(guān)生理指標(biāo)，以探究多年生黑麥草葉片形態(tài)與其低溫脅迫生理響應(yīng)的關(guān)系。結(jié)果表明,自然狀態(tài)下，‘Brightstar SLT’葉片氣孔數(shù)量顯著多于 ‘Linn’ (P<0.05)，氣孔長度、氣孔面積、葉片表皮細(xì)胞和相對失水速率顯著小于 ‘Linn’ (P<0.05)。低溫脅迫后，兩品種多年生黑麥草蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度在短時間內(nèi)均升高，‘Brightstar SLT’蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度顯著小于 ‘Linn’ (P<0.05)，光合速率顯著高于 ‘Linn’ (P<0.05)，電解質(zhì)滲透率低于‘Linn’。由此得出：抗寒品種失水速率慢，在低溫脅迫條件下表現(xiàn)出光合能力穩(wěn)定和受低溫傷害程度低的特點與其氣孔數(shù)目多、長度小、面積小和表皮細(xì)胞小的葉片形態(tài)緊密相關(guān)。

關(guān)鍵詞:多年生黑麥草；葉片形態(tài)；低溫脅迫；生理響應(yīng)

多年生黑麥草(Loliumperenne)是一種重要的冷季型草坪草，適宜無嚴(yán)冬酷夏的涼爽環(huán)境，具有成坪快，能夠形成致密的草坪等特點[1-3]。與其它冷季型草坪草相比，多年生黑麥草抗寒性相對較差[4]，在北方地區(qū)易受低溫影響，致使其無法在冬季寒冷地區(qū)得到廣泛應(yīng)用[5]。

作為冷季型草坪草中抗寒性最差草種，低溫脅迫極大地限制多年生黑麥草的生長。多年生黑麥草受到低溫脅迫后，物質(zhì)合成代謝受到抑制，水分散失，同時，低溫導(dǎo)致細(xì)胞吸水能力下降，致使植株脫水萎蔫[6],進而死亡。因此，植株體內(nèi)的水分散失量在一定程度上決定了植株在低溫脅迫條件下的存活情況。而植株體水分的散失與葉片形態(tài)有關(guān)。葉片是植物體唯一完全暴露在空氣中的營養(yǎng)器官，也是光合和蒸騰作用的主要發(fā)生地[7]，因此，葉片表面氣孔與表皮細(xì)胞的大小在一定程度上決定了植株保持體內(nèi)水分的能力。有關(guān)植物葉片形態(tài)與保水及抗寒能力的研究表明，結(jié)縷草(Zoysiajaponica)與假儉草(Eremochloaophiuroides)相比表皮細(xì)胞小而排列緊密，保水能力更優(yōu)[8]。而在干旱地區(qū)，植物葉片越窄越有利于降低蒸騰速率，更有利于水分的保持[9]。孟慶杰等[10]研究桃(Amygdaluspersica)葉片形態(tài)和水分保持情況間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，葉片氣孔密度大，葉片組織緊密，上表皮細(xì)胞小水分保持能力較強。同時，植物葉片形態(tài)與抗寒性方面也存在一定關(guān)聯(lián)。在水稻(Oryzasativa)葉片上的研究表明[11]，抗寒性強的品種葉片氣孔較小。白菜型冬油菜(Brassicacampestris)[12]和紫花苜蓿(Medicagosativa)[13]葉片形態(tài)與抗寒性的研究結(jié)果為抗寒性強的品種氣孔密度大。而對茶樹(Camelliasinensis)[14]葉片形態(tài)的研究為抗寒性差的品種氣孔密度大。本研究通過對自然狀態(tài)下多年生黑麥草抗寒品種‘Brightstar SLT’和不抗寒品種‘Linn’的葉片形態(tài)和低溫脅迫下相關(guān)生理指標(biāo)的測定，探究多年生黑麥草葉片形態(tài)與水分保持及低溫脅迫條件下生理響應(yīng)的關(guān)系。

1材料與方法

1.1試驗材料及養(yǎng)護方法

供試草種選擇抗寒性差異明顯的兩個多年生黑麥草品種：‘Brightstar SLT’( 抗寒品種)和 ‘Linn’ (不抗寒品種)[15-17]，草種由美國北達(dá)科他州立大學(xué)的李德穎教授提供。

將兩品種播種于直徑15 cm、高15 cm的圓盆中，基質(zhì)為草炭∶蛭石∶砂(1∶1∶1)的混合物，每盆45株，置于北林科技溫室內(nèi)進行養(yǎng)護管理，溫室溫度25/20 ℃(日/夜)，濕度75%，光照300 μmol·m-2·s-1。每周修剪一次(留茬6 cm)并澆灌1/2Hoagland營養(yǎng)液以防止葉片萎蔫。

1.2試驗設(shè)計

形態(tài)觀察試驗不進行低溫處理，采用完全隨機設(shè)計，2個品種每個品種設(shè)置6次重復(fù)。

低溫處理采用裂區(qū)設(shè)計，主區(qū)為溫度(對照試驗晝夜溫度15 ℃，低溫處理晝夜溫度0 ℃)，副區(qū)為品種，每個處理設(shè)置4次重復(fù)。

1.3處理方法

兩品種在自然狀態(tài)下培養(yǎng)兩個月后進行形態(tài)觀察，觀測氣孔密度、氣孔長度、氣孔面積和葉片表皮細(xì)胞大小，并測定葉片相對失水速率。

兩個多年生黑麥草品種在自然狀態(tài)下培養(yǎng)三個月后，置于晝夜15 ℃人工氣候箱中穩(wěn)定長勢。兩周后，將供試草種置于低溫人工試驗箱內(nèi)，進行晝夜0 ℃低溫脅迫處理，處理持續(xù)48 h(圖1)。分別于低溫處理0、1、6、24、48 h取樣，測定蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、光合速率和電解質(zhì)滲透率，設(shè)置15 ℃為對照。

1.4取樣及指標(biāo)測定方法

形態(tài)指標(biāo)：選取同一生長期植株主莖上完全伸展的第四片葉進行形態(tài)觀察。徒手切片制作方法和石蠟切片制作方法參照李和平[18]的方法進行。切片制作完成后，由顯微鏡(奧林巴斯cx21)在同一視野(10×10)下進行觀察。

葉片相對失水速率的測定按經(jīng)改進后的Shi等[19]的方法進行；蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、光合速率的測定參照董慧等[20]的方法；電解質(zhì)滲透率和相對含水量測定參照李合生[21]的方法。

1.5數(shù)據(jù)處理

圖片分析處理使用Image Pro Plus 6.0軟件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理使用SPSS 19.0，自然狀態(tài)下多年生黑麥草自然形態(tài)及相對失水速率數(shù)據(jù)采用t檢驗進行統(tǒng)計分析，低溫脅迫下多年生黑麥草生理響應(yīng)數(shù)據(jù)用LSD檢驗作為統(tǒng)計分析。數(shù)據(jù)分析和制表采用EXCEL2007。

圖1　試驗裝置模式圖

注：本裝置模擬冬季低溫多風(fēng)的環(huán)境條件。將供試植物置于低溫人工試驗箱內(nèi)(櫻花DB-2000)。在低溫脅迫處理同時外施風(fēng)力[空氣壓縮機(OST-1100)]，風(fēng)速6～8 m·s-1[由風(fēng)速儀(testo 410-1)測定]。在花盆空隙填充冰塊作為緩沖基質(zhì)，以降低溫度波動幅度。外接LED冷光源，光照輻射度[hobo data logger (U12-012)測定]與對照組人工氣候箱相同。

Note: The devices are used to simulate cold and windy conditions. Materials are placed in low-temperature plant growth chamber(sakura DB-2000). Cold stress interact with windy condition. Wind is produced by air compressor(OST-1100) and the speed of it is controlled within 6～8 m·s-1(measured by testo410-1). Ice, as buffering, is filled in the gap between pots to avoid fluctuation of temperature. LED cold light source is measured by hobo data logger(U12-012) and illumination intensity is identical to control.

2結(jié)果

2.1自然狀態(tài)下多年生黑麥草自然形態(tài)及相對失水速率

2.1.1多年生黑麥草葉片氣孔指標(biāo)顯微觀察結(jié)果表明(表1)，兩個品種葉片氣孔均在葉尖分布最多，并呈現(xiàn)出向葉基逐漸遞減的趨勢。 ‘Brightstar SLT’葉尖和葉中氣孔數(shù)顯著多于 ‘Linn’ (P<0.05)，而葉基氣孔數(shù)目無顯著差異。這一結(jié)果說明，抗寒性強的品種葉尖和葉中具有更多氣孔； ‘Brightstar SLT’葉尖、葉中和葉基的氣孔長度顯著小于 ‘Linn’ (P<0.05)，這表明抗寒性強的品種具有較小的氣孔長度；在葉片中部， ‘Brightstar SLT’和 ‘Linn’氣孔面積均為最大， 但‘Brightstar SLT’的氣孔面積顯著小于 ‘Linn’ (P<0.05)。這一結(jié)果顯示，抗寒性強的品種氣孔面積較小。葉片氣孔各項指標(biāo)比較結(jié)果說明，與抗寒性弱品種相比，抗寒性強的品種葉片氣孔數(shù)多，長度小，面積小，兩者氣孔指標(biāo)存在顯著差異(P<0.05)。

表1　多年生黑麥草葉形態(tài)比較

注：葉尖指從葉尖向下3 cm內(nèi)、葉中指葉片正中上下1.5 cm內(nèi)，葉基指葉耳為起點向葉尖方向3 cm內(nèi)。同行不同小寫字母表示品種間相同指標(biāo)差異顯著(P<0.05)。下同。

Note: Leaf apex(within 3 cm from leaf apex), leaf middle(within 1.5 cm upward and downward from the middle of the leaf) and leaf base(within 3 cm from auricle towards leaf apex).Different lower case letters within the same row indicate significant difference between two cultivars with the same parameter at the 0. 05 level. The same below.

2.1.2葉片表皮細(xì)胞大小抗寒性不同的多年生黑麥草葉片表皮細(xì)胞大小間存在差異，抗寒性強的品種葉片表皮細(xì)胞體積顯著小于(P<0.05)抗寒性弱的品種。具體來看， ‘Brightstar SLT’上表皮細(xì)胞長度和寬度均顯著小于‘Linn’ (P<0.05)(表2)； ‘Brightstar SLT’下表皮細(xì)胞長度顯著小于‘Linn’ (P<0.05)。與抗寒性弱的品種相比，抗寒性強的品種葉片表皮細(xì)胞較小，上表皮細(xì)胞排列較緊密(圖2)。

表2　多年生黑麥草葉片表皮細(xì)胞大小比較

圖2　兩個多年生黑麥草品種葉片解剖圖

2.1.3離體葉片相對失水速率兩品種離體葉片失水速率隨處理時間的延長逐漸增大，抗寒性強品種失水速率小于抗寒性弱品種?！瓸rightstar SLT’和‘Linn’在失水起始6 h內(nèi)失水速率無顯著差異(表3)。失水8 h時，‘Brightstar SLT’失水速率為32%，‘Linn’失水速率為43.3%，二者差異顯著(P<0.05)，并隨處理的進行始終保持這一顯著性差異。結(jié)果表明,抗寒性強的品種葉片保水能力較強，在自然狀態(tài)下失水較慢，能夠較好地保持植株體內(nèi)的水分。

2.2低溫脅迫條件下多年生黑麥草生理響應(yīng)

2.2.1蒸騰速率低溫處理期間，兩品種多年生黑麥草蒸騰速率存在波動，但整體呈現(xiàn)穩(wěn)定趨勢(表4)。低溫脅迫1 h， ‘Brightstar SLT’和 ‘Linn’的蒸騰速率較對照均升高，且‘Linn’的蒸騰速率顯著高于(P<0.05)‘Brightstar SLT’。在低溫脅迫6和24 h，兩品種多年生黑麥草蒸騰速率逐漸降低，并恢復(fù)穩(wěn)定，兩品種間差異不顯著。與常溫對照組相比，‘BrightstarSLT’和‘Linn’在1和6 h時顯著高于對照組(P<0.05)，24 h后與常溫對照組基本無顯著差異。由此表明，與抗寒性弱品種相比，抗寒性強品種在低溫脅迫下具有較強的自我調(diào)節(jié)能力，能在一定程度上降低低溫逆境對機體造成的不良影響，以維持蒸騰速率穩(wěn)定。

表3　多年生黑麥草離體葉片相對失水速率(%)比較

2.2.2氣孔導(dǎo)度兩品種多年生黑麥草受低溫脅迫后氣孔導(dǎo)度變化趨勢與蒸騰速率相似(表5)。低溫處理持續(xù)1 h時，氣孔導(dǎo)度值均升高，但 ‘Brightstar SLT’氣孔導(dǎo)度顯著小于‘Linn’ (P<0.05)。低溫脅迫6 h后，‘Brightstar SLT’和‘Linn’氣孔導(dǎo)度差異顯著性消失(P>0.05)?！瓸rightstar SLT’和‘Linn’在低溫脅迫1和6 h時顯著高于常溫對照組(P<0.05)，處理24 h后與常溫對照組無顯著差異。這一結(jié)果說明受外界低溫脅迫后，抗寒性強的品種具有較強的自我調(diào)節(jié)能力，使氣孔導(dǎo)度維持穩(wěn)定，降低外界對機體的傷害。

2.2.3光合速率低溫脅迫期間， ‘Linn’和 ‘Brightstar SLT’光合速率整體呈下降趨勢，對照組光合速率也呈下降趨勢(表6)。低溫脅迫1 h，‘Brightstar SLT’和‘Linn’光合速率均升高。在6和24 h時，兩品種多年生黑麥草光合速率逐漸下降，但品種間差異不顯著(P>0.05)。在48 h時，‘Brightstar SLT’光合速率保持穩(wěn)定，‘Linn’光合速率降低，前者顯著高于后者(P<0.05)。常溫對照組光合速率基本保持不變，但在1 h時光合速率下降明顯，‘Linn’在低溫脅迫處理48 h時與常溫對照差異顯著(P<0.05)。由此可見，兩種多年生黑麥草受低溫脅迫后，短時間內(nèi)光合增強，且抗寒性強的品種光合速率大于抗寒性弱的品種，隨低溫處理的進行，光合速率降低，抗寒性強的品種光合速率降低程度小于抗寒性弱的品種。這表明，相較于抗寒性弱的品種，抗寒性強品種在低溫條件下維持光合速率，進行光合作用的能力強。

2.2.4電解質(zhì)滲透隨低溫脅迫的持續(xù)進行，‘Linn’和‘Brightstar SLT’的電解質(zhì)滲透率呈現(xiàn)增大趨勢(表7)。低溫脅迫6h，‘BrightstarSLT’和‘Linn’電解質(zhì)滲透率無顯著差異(P>0.05)。而在低溫脅迫進行24 h時，兩者電解質(zhì)滲透率差異顯著(P<0.05)。48 h時，‘Linn’電解質(zhì)滲透率為25.4%,‘Brightstar SLT’電解質(zhì)滲透率為19.02%，二者差異不顯著。與對照組相比，低溫脅迫0和1 h，‘Brightstar SLT’和‘Linn’電解質(zhì)滲透率與對照組無顯著差異，低溫脅迫處理6 h后，處理組電解質(zhì)滲透率與對照組差異顯著(P<0.05)。由此表明,低溫脅迫條件下，兩品種多年生黑麥草膜系統(tǒng)均遭到一定程度破壞，但抗寒性強的品種在脅迫過程中保持膜完整性能力更強。

表4　低溫脅迫對多年生黑麥草葉片蒸騰速率(mmol·m-2·s-1)的影響

表5　低溫脅迫對多年生黑麥草葉片氣孔導(dǎo)度(mol·m-2·s-1)的影響

表6　低溫脅迫對多年生黑麥草葉片光合速率(μmol·m-2·s-1)的影響

表7　低溫脅迫對多年生黑麥草電解質(zhì)滲透率(%)的影響

3討論與結(jié)論

3.1形態(tài)結(jié)構(gòu)

本研究發(fā)現(xiàn)，多年生黑麥草抗寒性強的品種‘Brightstar SLT’氣孔數(shù)目多、長度小且面積小，而抗寒性弱的品種‘Linn’葉片氣孔數(shù)目少，長度大并且氣孔面積大。趙躍龍和羅玉英[11]研究水稻品種抗寒性與形態(tài)的相關(guān)關(guān)系結(jié)果表明，抗寒性強的品種氣孔小，抗寒性差的品種氣孔大，有關(guān)冬油菜的研究也得到相同的結(jié)果[22]，這與本研究得到的結(jié)果一致。表皮細(xì)胞是葉片表皮的主要組成部分。本研究中， 品種‘Brightstar SLT’表皮細(xì)胞較小，排列緊密，而品種‘Linn’表皮細(xì)胞大。這不同于菊花(Chrysanthemun)[23]、小香水梨和山梨(Pyrusussuriensis)[24]抗寒品種葉表皮厚的研究結(jié)果，但與秘魯番荔枝(Annonacherimola)的研究結(jié)果一致[25]。這可能是由于不同植物生長環(huán)境生理特性不同而造成葉片形態(tài)不同。同時，在自然狀態(tài)下，‘Brightstar SLT’離體葉片相對失水速率小于 ‘Linn’。葉片的主要功能是進行光合和蒸騰作用，水分可以通過葉片向外散失，而氣孔是控制葉片內(nèi)外水分蒸騰和CO2擴散的門戶[26]。小而多的氣孔可以使蒸騰更有效，使氣孔開度調(diào)節(jié)更靈活，從而有效降低水分散失[27]。而氣孔的蒸騰與氣孔周長成正比，因此，抗寒性強品種小而多的氣孔能夠使蒸騰更加有效，使氣孔開度調(diào)節(jié)更加靈活[27]。 表皮細(xì)胞較小且排列緊密這一形態(tài)特征可以有效降低失水速率，保持植株體內(nèi)水分。同時，表皮細(xì)胞小與氣孔小這兩者共同作用，在低溫脅迫條件下，使水分經(jīng)較短的距離運出細(xì)胞，防止造成細(xì)胞內(nèi)結(jié)冰[11]。這些結(jié)果表明,多年生黑麥草抗寒性與葉片形態(tài)之間存在緊密關(guān)聯(lián)。

3.2生理響應(yīng)

多年生黑麥草在低溫脅迫下，光合活性下降，光合作用受到抑制，同時細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)受破壞，膜透性增加，進而發(fā)生一些列的生理生化變化[28]。本研究模擬冬季氣候條件，為供試草種人為營造了低溫多風(fēng)的環(huán)境。結(jié)果顯示，低溫脅迫使兩品種多年生黑麥草蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度在短時間內(nèi)顯著升高(P<0.05)，抗寒性強的品種蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度均小于抗寒性弱的品種。受低溫脅迫后，兩品種光合速率降低， ‘Brightstar SLT’的光合速率高于 ‘Linn’。這與耐寒的夏威夷草(Paspalumvaginatum)和假儉草5號(Eremochloaophiuroides)光合速率受低溫抑制作用小[29]的研究結(jié)果一致。Okawara和Kaneko[30-31]的研究同樣表明，結(jié)縷草在低溫環(huán)境中會發(fā)生光抑制而使得光系統(tǒng)Ⅱ受到抑制。隨低溫脅迫處理的進行，兩品種多年生黑麥草‘Brightstar SLT’和‘Linn’電解質(zhì)滲透率均增大，這與在‘優(yōu)異’(Poapratensiscv. Merit)等3種冷季型草坪草[28]和溝葉結(jié)縷草(Zoysiamatrella)等暖季型草坪草[32-33]上進行的低溫研究結(jié)果一致。抗寒性強品種在低溫脅迫過程中可以通過小而多的氣孔靈活的調(diào)節(jié)氣孔開度，保持蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度的穩(wěn)定并將光合速率的維持在一定的水平。穩(wěn)定的光合速率有利于光合產(chǎn)物在低溫脅迫條件下進行積累，維持植株體正常的代謝，進而保持細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的的完整性，減少細(xì)胞的損傷。因此，抗寒性強品種‘Brightstar SLT’在低溫脅迫條件下蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度低于‘Linn’，并且光合速率穩(wěn)定，這可能與其葉片氣孔數(shù)目多、長度短且面積小有關(guān)。

綜上所述，抗寒性強品種的葉片形態(tài)、失水速率慢，以及在低溫脅迫條件下表現(xiàn)出光合能力穩(wěn)定與受低溫傷害程度低緊密相關(guān)?？购詮娖贩N葉片具有氣孔數(shù)目多、長度短、面積小、表皮細(xì)胞小的特征。這些形態(tài)特征有利于多年生黑麥草在低溫脅迫后通過調(diào)節(jié)葉片表皮氣孔開閉，減小蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度的大幅變化，減少水分的散失。同時，這一形態(tài)特征可以維持光合速率的穩(wěn)定，保護自身光系統(tǒng)，有利于抗寒性強品種在低溫脅迫條件下積累光合產(chǎn)物，提供能量物質(zhì)修復(fù)低溫脅迫造成的傷害。本研究只對葉片形態(tài)結(jié)構(gòu)與低溫條件下生理響應(yīng)進行了研究分析，在今后的試驗中可以對多年生黑麥草植株形態(tài)綜合因素與低溫脅迫生理響應(yīng)間的關(guān)系進行深入探究，進一步定量測定光合產(chǎn)物的積累情況，并測定光和產(chǎn)物的種類。

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(責(zé)任編輯張瑾)

DOI:10.11829/j.issn.1001-0629.2015-0430

*收稿日期：2015-08-06接受日期：2015-11-03

基金項目：北京高等學(xué)校“青年英才計劃”項目( YETP0742)

通信作者：常智慧(1978-)，男(土家族)，湖北咸豐人，副教授，博士，主要從事草坪草耐性生理方向的研究。Email: changzh@bjfu.edu.cn

中圖分類號：S543+.604;Q945.78

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1001-0629(2016)3-0450-09* 1

Corresponding author:Chang Zhi-huiE-mail: changzh@bjfu.edu.cn

Relationship between leaf morphology and physiological responses of perennial ryegrass under cold stress

Sun Bi-hui1, Li Rong-quan2, Duan Xiao-chun3, Chang Zhi-hui1

(1.Turfgrass Institute of Beijing Forestry University, Beijing 100083, China;2.Landscaping Technology Development Limited Liability Company of Lanxi, Shenyang 110000, China;3.Shanghai Lvfang Landscape Engineering Co., LTD, Shanghai 201620, China)

Abstract:Perennial ryegrass(Lolium perenne) is susceptible to cold and windy condition in winter, which results in dehydration and death. In order to explore the relationship between leaf morphology and physiological changes of perennial ryegrass under cold stress, leaf morphology, relative water loss rate of detached leaves and some physiological indices under cold stress 0 ℃ of cultivar ‘Brightstar SLT’ (freezing-tolerant) and ‘Linn’ (freezing-sensitive) were measured. Under natural condition, the stomatal number of ‘Brightstar SLT’ was significantly higher than (P<0.05) that of ‘Linn’, whereas stomatal length, stomatal area, leaf epidermal cell and leaf relative water loss of ‘Brightstar SLT’ were significantly lower than (P<0.05) those of ‘Linn’. Under cold stress, transpiration rate and stomatal conductance of both perennial ryegrass cultivars increased in a short time, however, those of the ‘Brightstar SLT’ were significantly lower (P<0.05) than those of ‘Linn’. In addition, the photosynthetic rate of ‘Brightstar SLT’ was significantly higher (P<0.05) than that of ‘Linn’， whereas electrolyte leakage of ‘Brightstar SLT’ was lower than that of ‘Linn’. In conclusion, there was a close correlation between lower water loss rate along with better performance under cold stress (including stable photosynthesis ability and less cold injury) and leaf morphology (including larger quantity of stoma, shorter stomatal length, smaller stomatal size and smaller leaf epidermal cell) in freezing-tolerant cultivar.

Key words:perennial ryegrass; leaf morphology; cold stress; physiological responses

孫碧徽,李榮全,段小春,常智慧.多年生黑麥草葉片形態(tài)與低溫脅迫的生理響應(yīng).草業(yè)科學(xué),2016,33(3)：450-458.

Sun B H,Li R Q,Duan X C,Chang Z H.Relationship between leaf morphology and physiological responses of perennial ryegrass under cold stress.Pratacultural Science，2016,33(3)：450-458.

第一作者：孫碧徽(1990-)，女，遼寧丹東人，在讀碩士生，主要從事多年生黑麥草抗寒性方面的研究。Email:michbforever@sina.com