冷脅迫對山茶部分生理指標的影響

王玉勤 莫健彬 奉樹成 趙廣琦 蔣昌華

摘要[目的]篩選耐冷的山茶品種。[方法]研究正常溫度（25 ℃）和低溫脅迫（-10 ℃）條件下山茶品種部分耐冷生理指標（葉片相對電導率、相對含水量、可溶性蛋白含量）的變化。[結果]耐冷山茶品種在冷脅迫條件下葉片相對電導率的變化幅度明顯小于不耐冷品種，而葉片相對含水量和可溶性蛋白含量的變化均大于不耐冷品種。這表明葉片相對電導率、相對含水量和可溶性蛋白含量均可作為山茶品種耐冷性的篩選指標。[結論]該研究結果可為山茶耐冷品種的進一步篩選提供理論依據(jù)，也為其他園林植物的耐冷篩選提供了理論指導。

關鍵詞山茶；冷脅迫；生理指標

中圖分類號S601文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）10-0011-02

Effects of Cold Stress on Some Physiological Indices of Camellia

WANG Yuqin1，MO Jianbin1，2，F(xiàn)ENG Shucheng1，JIANG Changhua1，2* et al

（1.Shanghai Botanical Garden， Shanghai 200231；2.Shanghai Engineering Research Center of Sustainable Plant Innovation， Shanghai 200231）

Abstract[Objective] To screen out coldtolerant cultivars of Camellia.[Method] The changes of some coldresistant physiological indices（relative electrical conductivity， relative water content， soluble protein content in the leaves） of Camellia under the conditions of normal temperature and low temperature （-10 ℃） were studied. [Result] Under the conditions of cold stress， the variation of relative electrical conductivity in the leaves of coldresistant Camellia cultivars was less than that of coldsensitive Camellia cultivars， but the variation of relative water content and soluble protein content in the leaves of coldresistant Camellia cultivars was higher than that of coldsensitive Camellia cultivars. These results showed that relative electrical conductivity， relative water content， soluble protein content in the leaves could be used as the indices for selecting the coldresistant cultivars of Camellia. [Conclusion] The research results can provide theoretical basis for further screening out coldresistant cultivars of Camellia and other ornamental plants.

Key wordsCamellia；Cold stress；Physiological index

我國山茶屬（Camellia）植物約18類238種[1]。根據(jù)國際山茶協(xié)會登錄標準進行劃分，山茶品種分為6個花型：單瓣型、半重瓣型、托桂型、牡丹型、玫瑰重瓣型、完全重瓣型?；ㄉ珓澐譃榘咨?、紅色系和復色系3類。山茶屬起源于中南半島和我國云南、廣西南部的熱帶地區(qū)[2]。山茶喜愛溫暖濕潤的氣候，抗寒性、耐熱性均較差。凍傷或局部凍害會引起山茶品種落花落葉，膨大的花苞不能綻放，從而影響其觀賞和來年的正常生長[3]。

調查發(fā)現(xiàn)，山茶屬在長三角地區(qū)的城市綠地中應用的種類只有40多個品種，僅占栽培品種的不足5%，其中上海地區(qū)冬季的極端低溫也是茶花生長的不利因子。然而，有關長三角地區(qū)山茶植物品種耐冷生理指標檢測鮮見報道。筆者通過比較山茶品種部分耐冷性指標來篩選耐冷山茶品種，以期為上海地區(qū)山茶品種的應用提供優(yōu)良品種。

1材料與方法

1.1材料

通過田間物候記錄與觀察，從上海植物園引種的山茶品種中選取8個耐冷性能存在明顯差異的山茶品種，于春季（25 ℃，作為常溫對照）及冷脅迫（-10 ℃）條件下處理5 h后，剪取其成熟程度相當?shù)娜~片用于試驗。參試山茶品種及其耐冷性見表1。

1.2方法

生理指標的檢測均在常溫與冷脅迫（-10 ℃）條件下進行，試驗重復3次。

1.2.1葉片相對電導率的測定。

將葉片均勻剪碎（不取中脈），稱取0.2 g碎葉片置于有蓋子的試管中，加入10 mL去離子水，虛掩蓋子，真空機抽氣15 min，室溫下靜置30 min（在此期間輕搖1次）后，使用DDS-11A型電導率儀測定電導值。沸水中水浴10 min，取出后于冷水中水浴、冷卻至室溫，輕搖后測定絕對電導值，并計算相對電導率，以1 g鮮重占有葉片相對電導率表示電導值（單位為%/g）。

1.2.2葉片相對含水量的測定。

稱取0.2 g碎葉片置于小型稱量瓶中，于干燥烘箱中殺青30 min（105 ℃），然后調至80 ℃烘至恒重，取出后在干燥器中冷卻至室溫，稱其干重，計算相對含水量，按鮮重計算。

1.2.3葉片可溶性蛋白含量的測定。

稱取0.2 g碎葉片，加入1 mL蒸餾水和少許石英砂，在冰浴中充分研磨后再加1 mL蒸餾水洗滌。4 ℃、1 200 r/min離心20 min，吸取上清液，備用。采用考馬斯亮蘭染色法測定蛋白含量，對照Bradford法制定的蛋白質標準曲線確定樣品濃度。

2結果與分析

2.1冷脅迫對山茶葉片相對電導率的影響

冷脅迫引起細胞膜受損，質膜過氧化加劇，質膜透性增大，細胞內原生質外滲加劇，其中外滲的離子等物質導致葉片相對電導率上升，而葉片相對電導率上升值與品種耐冷性呈負相關[4-5]。由表2可知，耐冷性弱的山茶品種烈香與皮斯經(jīng)過低溫脅迫后其相對電導率與常溫下的變化幅度（相對電導率上升值百分比）明顯高于其他耐冷品種。

品種烈香和皮斯的相對電導率的變化幅度較小，而品種紐西奧、克瑞姆、六角大紅相對電導率的變化幅度較大。由此可見，各參試山茶品種的耐冷性由強到弱依次為皮斯、烈香、花露珍、荷爾、克瑞姆、紐西奧、胭脂牡丹、六角大紅。

2.2冷脅迫對山茶葉片相對含水量的影響

植物葉片在受到冷脅迫后，會出現(xiàn)生理失水現(xiàn)象。耐冷山茶品種的持水能力強于不耐冷品種，具體表現(xiàn)在葉片相對含水量略有升高，相對含水量上升越明顯，山茶品種就越耐冷，而不耐冷品種的葉片持水能力差，在冷脅迫過程中山茶的相對含水量未明顯上升或略有下降[6]。由表3可知，山茶品種烈香和皮斯相對含水量的變化較大，品種六角大紅、紐西奧、胭脂牡丹葉片相對含水量的變化較小。各參試山茶品種的耐冷性由強到弱依次為烈香、皮斯、花露珍、荷爾、克瑞姆、六角大紅、紐西奧、胭脂牡丹。

2.3冷脅迫對山茶葉片可溶性蛋白含量的影響

冷脅迫條件下植物可溶性蛋白含量可反映植物耐冷性，因為在冷脅迫進程中植物受冷激后大量合成熱激蛋白、抗氧化酶（如SOD、POD、CAT等），這些應激蛋白都屬于可溶性蛋白。耐冷品種合成的應激蛋白多于不耐冷品種，因而耐冷品種在冷脅迫進程中可溶性蛋白含量增加，而不耐冷品種的可溶性蛋白含量上升不明顯或甚至下降，所以可溶性蛋白含量與品種耐冷性相一致[4]。該研究結果表明，山茶品種葉片可溶性蛋白含量的變化與其耐冷性基本吻合，可作為山茶品種耐冷性鑒定指標之一。由表4可知，品種烈香和皮斯葉片可溶性蛋白含量的變化較大，品種六角大紅和紐西奧的變化較小，而品種胭脂牡丹的葉片可溶性蛋白含量變化略有下降。各參試山茶品種的耐冷性由強到弱依次為烈香、皮斯、荷爾、花露珍、克瑞姆、紐西奧、六角大紅、胭脂牡丹。

3討論與結論

冷脅迫對植物組織的損傷主要是使細胞膜受損，引發(fā)細胞生理、代謝的功能出現(xiàn)障礙。植物在受到冷脅迫時，細胞膜過氧化進程加劇，膜選擇透性混亂，細胞膜孔隙增大，細胞內容物包括導電離子大量外泄，導致組織滲出液的電導率增加[6]。筆者通過檢測組織滲出液電導率的變化來判斷山茶品種細胞受害程度，從而判斷山茶品種的耐冷性。不耐冷品種質膜受損嚴重，外滲也嚴重，滲出液電導率明顯上升，而耐冷品種情況相反，相對電導率變化不明顯。因此，葉片相對電導率是山茶品種最常用的耐冷性測定方法。

在冷脅迫條件下，一般植物都會表現(xiàn)在葉片持水能力下

降，水分流失，出現(xiàn)生理缺水，葉片含水量下降。對耐冷品種而言，其葉片持水能力較強，山茶葉片的相對含水量略有上升。

不耐冷品種葉片失水更為嚴重，葉片含水量上升不明顯或甚至略有下降[6]。因此，植物葉片相對含水量與山茶品種的耐冷性

有一定的相關性。

在冷脅迫處理開始階段，不耐冷品種也產(chǎn)生少量熱激蛋白、抗氧化酶等可溶性蛋白，但隨后這些蛋白的合成受阻，最終表現(xiàn)在可溶性蛋白含量上升不明顯甚至略有下降。耐冷品種的抗冷能力強，開始階段對冷脅迫反應相對滯后。隨著冷脅迫時間的延長，耐冷品種的可溶性蛋白合成增加，表現(xiàn)為其含量升高[4]。該研究結果表明，在冷脅迫進程中耐冷山茶品種的可溶性蛋白含量上升較明顯，而不耐冷山茶品種的可溶性蛋白含量上升不明顯，甚至略有下降。

上述生理生化指標在常溫與冷脅迫過程中的變化趨勢與山茶品種田間耐冷表現(xiàn)基本吻合，可作為山茶品種耐冷性篩選指標。該研究結果也可為其他園林植物的耐冷指標篩選，為園林植物耐冷篩選生理指標體系的建立奠定了基礎。

參考文獻

[1] 張宏達，任善湘.中國植物志（第49卷第3分冊）[M].北京：科學出版社，1998.

[2] 閔天祿.世界山茶屬的研究[M].昆明：云南科技出版社，2000.

[3] 莊瑞林.中國山茶[M].海口：海南人民出版社，1989.

[4] 徐瓊，師桂英，賀新紅，等.低溫處理對觀賞百合種球碳水化合物及蛋白質代謝的影響[J].甘肅農業(yè)大學學報，2010，45（3）：74-80.

[5] 張忠寶，劉麗華，李大成.低溫處理對紫蘇生理指標的影響[J].安徽農業(yè)科學，2012，40（24）：12022，12074.

[6] 鄧雪柯，喬代蓉，李良，等.低溫脅迫對紫花苜蓿生理特性影響的研究[J].四川大學學報（自然科學版），2005，42（1）：190-194.