勛章菊3個新品種抗寒性研究

鄭思唯　高婷婷　陸小平

摘 要：以3個引進的勛章菊品種作為試材，采用人工模擬低溫環(huán)境對其進行脅迫，通過觀察各品種的生長情況與測定盛花期成熟葉片的脯氨酸（Pro）丙二醛（MDA）含量，通過其含量的變化作為衡量各品種的抗寒性指標。結(jié)果表明：抗寒性強弱為白火焰>鴿子舞>黃火焰，與脅迫處理后植物生長形態(tài)特征基本一致，研究結(jié)果為勛章菊在蘇州地區(qū)的引種與栽培管理提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：勛章菊；抗寒性；形態(tài)特征；生理指標

中圖分類號 S682.11 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）14-0040-03

Abstract：Putting the leaves of three newly introduced Gazania as test materials and using the artificial simulated conditions of low temperature stress，by observing the growth of each type and measuring the proline （Pro），malondialdehyde （MDA） content of mature leaves in full-bloom stage，the changes of its content are indexes of various varieties hardiness. The results showed the the order of cold resistance of 3 cultivars was‘White Flame>‘RED WITH RING>‘Yellow Flame ，the comprehensive evaluation results are basically identical to plant growth characteristics after stress process，which could provide reference for introduction and cultivation management of Gazania rigens L. in Suzhou.

Key words：Gazania rigens；Cold resistance；morphological character；physiological indexes

勛章菊（Gazania rigens L.）為菊科勛章菊屬植物，因花形似勛章而得名。原產(chǎn)于南非，喜溫暖、干燥、光照充足的環(huán)境，耐高溫，抗?jié)晨购暂^差?；ǘ湓诠庹粘渥阆麻_放，夜晚、雨天陰天閉合，其適生溫度為15～30℃[1]。供試材料為勛章菊品種：白火焰（White Flame）、黃火焰（Yellow Flame）、鴿子舞（RED WITH RING），均由Syngenta公司提供。將其引種到蘇州地區(qū)，蘇州地區(qū)春秋較短，夏冬較長，夏季高溫時間較長，冬季最低溫度可達到-8℃，因此，選育最優(yōu)抗寒勛章菊品種成為至關(guān)重要問題之一。根據(jù)國內(nèi)外學(xué)者的研究，植物抗寒與抗旱性可根據(jù)一些生理形態(tài)指標來進行評價，主要包括生長習(xí)性，游離脯氨酸（Pro）、丙二醛（MDA）、可溶性糖以及相對電導(dǎo)率等生理生化指標

本文以引進的3個勛章菊品種白火焰、黃火焰和鴿子舞為試材，從生理、形態(tài)對各個品種進行研究，利用相關(guān)性分析探究綜合評價指標，探究3種勛章菊在逆境條件下的生理特性與最適條件，旨在為篩選出適合蘇州地區(qū)優(yōu)良耐寒品種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 試驗于2015年10月至2016年6月在蘇州大學(xué)園林園藝試驗基地溫室大棚與試驗室中進行。試驗材料為勛章菊3個品種黃火焰、白火焰和鴿子舞。10月初在溫室大棚內(nèi)進行穴盤播種，15d后進行移小砵繼續(xù)生長，11月份移至口徑為10cm×10cm的塑料花盆內(nèi)在大棚內(nèi)繼續(xù)生長。然后選取生長健壯、長勢一致的實生苗于2016年4月定植于口徑為20cm、高為15cm的塑料花盆中，基質(zhì)為上海沃施園藝公司的園藝專用土，每盆裝有1株勛章菊，進行常規(guī)栽培管理。

1.2 試驗方法 2016年4月份進行抗寒性試驗，試驗溫度設(shè)為7個梯度，對照組溫度設(shè)置為24℃，溫度梯度依次為6℃、4℃、2℃、0℃、-2℃、-4℃，于盛花期時選取長勢相似的植株，重復(fù)對照3盆，將3個品種勛章菊放入冰箱中處理，冰箱中設(shè)有風扇，保證冷空氣的循環(huán)。每處理24h拿出，選取成熟的第2～4片功能葉，先用自來水洗凈，擦去附著物，再用蒸餾水沖洗2～3次，用濾紙吸干表面水份進行指標測定[5]。

1.3 指標測定與方法 參照王學(xué)奎（2006）[6]的方法，MDA的測定采用硫代巴比妥酸（TBA）顯色法，游離的Pro的測定采用酸性茚三酮顯色法。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析 采用office2016進行數(shù)據(jù)處理，運用SPSS19.0進行相同溫度下不同指標差異顯著性分析，不同生理指標間相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫脅迫下植物長勢的變化 3個品種勛章菊在正常生長情況下，葉片綠色至深綠，葉片先全緣后淺裂，黃火焰與白火焰均匍匐性生長，而鴿子舞呈半直立生長，開花數(shù)均超過3朵。在6℃降到2℃時，植株均未見明顯變化，從冰箱取出時葉片有水漬，未見明顯凍傷。在0℃時，邊緣裂葉與老葉已由半直立狀態(tài)變?yōu)樗。胰~柄均變成淺褐色，花朵也由盛開變?yōu)殚]合狀態(tài)，花梗未見變化，其余葉片與花苞均能正常生長。在-2℃時，葉片也絕大部分失水轉(zhuǎn)為深褐色，且都變?yōu)樗顟B(tài)，花朵閉合，花苞與花梗均被凍傷。至-4℃時，鴿子舞已呈現(xiàn)完全失水萎蔫至枯萎狀態(tài)，葉片呈深紫色，葉片翻轉(zhuǎn)，花瓣與花梗均變?yōu)樯詈稚?，花苞均朝下?/p>

取6℃、4℃、2℃、0℃、-2℃、-4℃下處理后的3個品種勛章菊置于室溫下進行恢復(fù)，發(fā)現(xiàn)在溫度高于-2℃的植物均能進行正常的生殖生長，0℃以上的植物的花朵大小與花色未發(fā)生變化，而溫度低于-2℃下的花朵變小，顏色變淡，在-4℃下處理的植株均死亡。

2.2 低溫脅迫對勛章菊葉片MDA含量的影響 在室溫下白火焰的MDA含量明顯高于其他2個品種，隨著溫度的降低，白火焰MDA含量急劇下降，到4℃時到達最低值，之后又大幅上升在-2℃達到最高值，在-4℃時MDA含量有所下降。而黃火焰與鴿子舞在室溫下MDA值相近，均隨著溫度的降低其MDA值逐漸升高，黃火焰在2℃時達到最大值，而鴿子舞則在0℃時達到最大值，黃火焰上升幅度大于白火焰，之后隨著溫度降低其MDA值下降，黃火焰0℃時降到最低值，2℃到0℃其大幅下降，在-4℃時又逐漸上升。鴿子舞0℃之后MDA值逐漸下降。在-4℃時3個品種MDA含量基本相同，黃火焰稍高（表1）。

2.3 低溫脅迫對勛章菊葉片Pro含量的影響 在6℃時白火焰Pro含量最高，鴿子舞次之，黃火焰最低（表2）。隨著溫度的下降，3個品種的脯氨酸含量均小幅降低，黃火焰在0℃其Pro含量急劇升高，在-2與-4℃時大幅降低，均低于室溫下脯氨酸的含量。白火焰Pro含量在4℃時急劇降低，在2℃時小幅上升，在0℃其Pro含量下降幅度小于4℃時，又隨著溫度的下降，在-2和-4℃時其Pro值都呈上升趨勢，且前者幅度大于后者。隨著溫度的降低，鴿子舞的Pro含量小幅降低，在0℃急劇上升達到最高值，在-2℃時又大幅下降，且在-4℃時其Pro含量無明顯變化。在-4℃時白火焰含量最高，黃火焰Pro含量趨于0，鴿子舞含量低于正常水平。

3 結(jié)論與討論

3.1 三個品種在低溫下植株形態(tài)比較 本試驗采用人工模擬低溫環(huán)境對3個品種勛章菊進行處理，從形態(tài)上看，3個品種中白火焰抗寒性最好，雖在-2℃下葉片失水皺縮，但置于正常環(huán)境下可進行生殖生長。黃火焰在-2℃處理后置于正常環(huán)境下死亡，而鴿子舞在-2℃下處理后花朵變小，葉片顏色變淡，可能是低溫條件下破壞其營養(yǎng)生長系統(tǒng)，使得營養(yǎng)運輸無法充足供應(yīng)，影響花朵大小。花色原因可能是低溫影響花色素的合成。

3.2 丙二醛與抗寒性的關(guān)系 研究表明，在逆境條件下，植物細胞內(nèi)自由基的產(chǎn)生和清除平衡遭到破壞，導(dǎo)致細胞膜系統(tǒng)的破壞，造成細胞膜脂過氧化[7]。丙二醛是過氧化的產(chǎn)物，在逆境條件下其大量積累。通過測定植物體內(nèi)MDA的含量變化來反應(yīng)細胞膜脂化強弱與抗寒性的高低[8]，王琪[9]與周桂英[10]的研究表明，低溫脅迫下丙二醛的含量與抗寒性關(guān)系密切，MDA可以作為金葉女貞，紫葉李，紫葉小檗，大花惠蘭抗寒鑒定的指標。供試不同品勛章菊在MDA含量變化趨勢稍有不同，白火焰在-2℃下MDA含量顯著高于對照水平，抗寒性強的品種在丙二醛含量較高，與王永亮等[11]研究不一致，可能是因為品種不同導(dǎo)致其調(diào)節(jié)機制不同。

3.3 脯氨酸與抗寒性的關(guān)系 植物受到低溫脅迫作用后，游離的脯氨酸大量積累，以適應(yīng)細胞內(nèi)外滲透壓的變化。這3個品種在脅迫初期均生成較高的Pro來調(diào)節(jié)各器官的滲透勢，說明在逆境條件下脯氨酸調(diào)節(jié)作用明顯[12]。而不同的品種在脅迫初期呈現(xiàn)不一致的趨勢，表明每個品種的抗寒能力不一致。隨著溫度的降低，各個品種Pro含量均呈有上升表明植物在受到更大的凍害的情況下，自身生成更多的脯氨酸來提高對低溫的抗性，促進一定蛋白質(zhì)的合成，脯氨酸與抗寒性存在一定的相關(guān)性[13-14]。

白火焰在6℃時，Pro顯著高于對照，可能是從24℃到6℃溫度降低明顯，受到輕度脅迫時，葉片細胞過多滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)調(diào)節(jié)細胞滲透壓，防止細胞過度脫水受傷害[13]。說明其抗寒能力較強。之后隨著溫度的降低，在4℃與0℃時Pro含量降低，可能時其自身低溫脅迫應(yīng)激反應(yīng)起主要作用。但在-2℃之后，植物受到脅迫傷害，其調(diào)節(jié)功能減弱，其滲透物質(zhì)含量顯著增加。

黃火焰與鴿子舞在低溫脅迫下Pro的變化趨勢為先升后降，黃火焰和鴿子舞分別在在0℃和-2℃時到達最高，說明其在0℃與-2℃時已受到凍害，而之后Pro含量降低是因為植株受到嚴重凍害，細胞內(nèi)酶系統(tǒng)與相關(guān)代謝系統(tǒng)遭到破壞所致[15]。

本試驗以3個引種勛章菊品種為試驗材料，其抗寒性不僅與引種地的環(huán)境有關(guān)系，也受栽培技術(shù)的影響。從低溫脅迫后三個品種的表觀形態(tài)與置于室溫下其恢復(fù)情況來看，白火焰表現(xiàn)出較強的抗寒性，鴿子舞的抗寒性次之，黃火焰抗寒性最弱。從MDA含量的變化來看，黃火焰相對變化率最高，鴿子舞其次，白火焰最低，也與表觀形態(tài)觀察一致。從Pro含量變化來看，白火焰表現(xiàn)出較強的滲透調(diào)節(jié)功能，其次為黃火焰，鴿子舞次之。以上研究結(jié)果表明，白火焰的耐寒能力強于黃火焰與鴿子舞。

由于測量的指標與設(shè)置溫度梯度有限，從試驗結(jié)果不能精準把握3個品種在低溫脅迫下的具體變化規(guī)律。若繼續(xù)研究，可設(shè)置更短的溫度間隔與測定多種指標來進行綜合評價分析，才能更為準確的評價植物抗寒能力的高低。此外，植物的抗寒性還受多種因素的影響，如冬季極端低溫。本試驗是在人工模擬低溫的條件下進行低溫研究，屬于一個較為理想的氣候環(huán)境，因此，還應(yīng)結(jié)合在自然條件下生長的勛章菊進行綜合評定。

參考文獻

[1]王韡，戴斌，王永亮，等.勛章菊花器官形態(tài)觀察[C].中國觀賞園藝研究進展，2011.

[2]魏娜，歐小平，董麗，等. 10種宿根花卉抗寒性研究初報[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2008，24（7）：314-317.

[3]王丹，宣繼萍，朱小晨，等.假儉草抗寒性與體內(nèi)碳水化合物、脯氨酸、可溶性蛋白含量的關(guān)系[J].草地學(xué)報，2010，18（6）：816-822.

[4]楊東，張紅，陳麗萍，等.溫度脅迫對10種菊科雜草丙二醛和可溶性糖的影響[J].四川師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2007，30（3）：391-394.

[5]令凡，焦健，李朝周，等.不同油橄欖品種對低溫脅迫的生理響應(yīng)及抗寒性綜合評價[J].西北植物學(xué)報，2015，35（3）：508-515.

[6]王學(xué)奎.植物生理生化試驗原理和技術(shù)[M].高等教育出版社，2006.

[7]陳貴，胡文玉，謝甫綈，等.提取植物體內(nèi)MDA的溶劑及MDA作為衰老指標的探討[J].植物生理學(xué)報，1991（1）：44-46.

[8]閆忠業(yè)，呂天星，王冬梅，等.低溫下六個蘋果新品種抗性生理指標的比較[J].植物生理學(xué)報，2015，51（1）：93-96.

[9]王琪，于曉南.3種彩葉樹對低溫的生理響應(yīng)及抗寒性評價[J]. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2013，35（5）：104-109.

[10]周桂英，王四清，陳卿然，等.8種大花蕙蘭抗寒性指標的篩選及評價[J].福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2017，46（1）：37-42.

[11]王永亮，王韡，戴斌，等.“星白”勛章菊耐寒性研究[J].北方園藝，2012（2）：73-75.

[12]王小華，莊南生.脯氨酸與植物抗寒性的研究進展[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2008，24（11）：398-402.

[13]姜麗娜，張黛靜，宋飛，等.不同品種小麥葉片對拔節(jié)期低溫的生理響應(yīng)及抗寒性評價[J].生態(tài)學(xué)報，2014，34（15）：4251-4261.

[14]李淑玲，馮建榮，李亞蘭，等.引入石河子地區(qū)的蘋果品種抗寒性檢測[J].果樹學(xué)報，2012（6）：1010-1016.

[15]郭衛(wèi)東，張真真，蔣小韋，等.低溫脅迫下佛手半致死溫度測定和抗寒性分析[J].園藝學(xué)報，2009，36（1）：81-86.

（責編：徐煥斗）