石河子地區(qū)幾種宿根花卉抗寒特性研究

謝曉婷，韓衛(wèi)民，何廷，閆振國，羅錢

(石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院，新疆 石河子 832000)

宿根花卉具有一次栽培多年生長結(jié)實特性；具有適應(yīng)性強、抗性強等特點；且管理較粗放、省工、省力、成本低、見效快、成活力強、群體效果好[1]。近年來，多個植物園、園林科研所等部門積極開展宿根花卉的引種栽培、育種馴化工作，豐富城市景觀，使城市面貌賞心悅目。

新疆地處寒冷地區(qū)，無霜期短，冬季寒冷漫長，夏季空氣干燥炎熱，晝夜溫差大。氣候原因?qū)е挛覅^(qū)的綠化受到了一定程度限制，尤其是植物抗寒性的強弱對其配置應(yīng)用有很大的限制作用。目前低溫已成為影響宿根花卉在新疆種植繁衍的第一大不利因素[2]，因此研究本地區(qū)宿根花卉的抗寒性已成為迫切需要解決的問題。為減少盲目引種而導(dǎo)致資金浪費，急需對引進的優(yōu)良綠化植物種類進行抗寒性研究，為寒冷地區(qū)園林植物應(yīng)用和引種栽培提供重要的理論和實踐意義。

現(xiàn)有的大量關(guān)于宿根花卉抗寒性研究報道，多采用電導(dǎo)率法[3-6]、游離脯氨酸測定[7-9]、可溶性蛋白質(zhì)含量測定[10]、POD 活性測定[9]、超氧化物歧化酶(SOD)活性測定[10-13]等方法。植物的抗寒性是其生理生化特征綜合作用的遺傳表現(xiàn)，因此，單一抗寒指標難于判斷植物對寒冷的綜合適應(yīng)能力，應(yīng)結(jié)合更多植物組織(如葉片、枝條)、更多抗寒性生理生化指標綜合分析評價植物的抗寒能力，使結(jié)果更為科學(xué)[8]。

本文通過對石河子地區(qū)引種的德國鳶尾、溪蓀鳶尾、八寶景天、黃景天、萱草、玉簪、早小菊7 種宿根花卉的電解質(zhì)滲出率、游離脯氨酸含量、丙二醛含量、蛋白質(zhì)含量4項指標進行測定和分析，確定其抗寒性狀況，分析抗寒性強弱，以期為其他地區(qū)的城鄉(xiāng)環(huán)境建設(shè)提供參考。

1 試驗材料和方法

2017年6月采摘石河子園林研究所引種栽培的7種宿根花卉葉片：德國鳶尾(Irisgermanica)、溪蓀鳶尾(I.sanguinea)、八寶景天(SedumspectabileBoreau)、黃景天(Sedummarganianum)、萱草(HemerocallisStelladeoro)、玉簪(Hostaplantaginea)、早小菊(Dendranthemamorifolium)。將葉片在20 ℃、5 ℃、-5 ℃、-15 ℃、-25 ℃ 5種溫度下處理15 h；其中20 ℃為室溫做對照，每種植物重復(fù)3次，測定各項生理指標。采用鄒琦[14]的方法進行游離脯氨酸含量和丙二醛含量的測定，并采用電導(dǎo)率法[14]測定電解質(zhì)滲出率；采用考馬斯亮藍G-250法[14]測定可溶性蛋白質(zhì)含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫脅迫對幾種宿根花卉滲出率的影響

膜系統(tǒng)是植物受低溫脅迫的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，在低溫脅迫下植物細胞電解質(zhì)滲出的多少反映了其受害的程度。電解質(zhì)滲出率(即相對電導(dǎo)率)可反映細胞膜透性的變化，并可作為判斷植物抗寒性大小的指標[15，16]。

通過不同溫度下對7種宿根花卉電解質(zhì)滲出率進行測定，表明7種宿根花卉的電解質(zhì)滲出率不同，但也呈現(xiàn)一定的規(guī)律。

圖1 不同低溫脅迫下幾種宿根花卉葉片的電解質(zhì)滲出率

如圖1所示，7種宿根花卉的相對電導(dǎo)率隨處理溫度的降低呈增加趨勢，說明隨著溫度的降低，細胞膜造成的損傷越大。在降溫初期(20～-5 ℃)電導(dǎo)率增加較為緩慢，表明在這個階段植物本身具有抗寒能力。在5～-15 ℃，電導(dǎo)率急劇上升，7種宿根花卉電導(dǎo)率的具體變化幅度均有差異。在-5 ℃時，溪蓀鳶尾、早小菊滲出率最高，玉簪、八寶景天、黃景天次之，它們之間差異不大，萱草和德國鳶尾滲出最低。在-15～-25 ℃，滲出率上升幅度趨于平穩(wěn)，-25 ℃時早小菊滲出率最高，萱草滲出率相對最低。說明這7種宿根花卉在溫度-5～-15 ℃之間膜的完整性和穩(wěn)定性遭到破壞。由以上分析可得7種宿根花卉中抗寒力較強的是萱草和德國鳶尾，早小菊和溪蓀鳶尾的抗寒力較差。

2.2 低溫脅迫對幾種宿根花卉游離脯氨酸含量的影響

脯氨酸(Pro)是植物蛋白質(zhì)的組分之一，并且可以游離狀態(tài)廣泛存在于植物體中。在逆境條件下，植物體內(nèi)游離脯氨酸的含量顯著增加，在一定程度上反映了植物的抗逆性。因此游離脯氨酸含量可以作為抗性育種的生理指標。

通過7種宿根花卉在不同低溫脅迫下與室溫對照做比較的游離脯氨酸含量增益百分率分析，如圖2所示。在5 ℃時玉簪的游離脯氨酸含量增益最高；早小菊、萱草、八寶景天次之，它們的游離脯氨酸含量增益差異不大；5 ℃與-15 ℃之間幾種宿根花卉的游離脯氨酸含量增益變化不大。-25 ℃時萱草、玉簪、德國鳶尾的游離脯氨酸含量增益較高，溪蓀鳶尾、早小菊、黃景天次之，八寶景天較低。綜合分析可得7種宿根花卉中萱草和德國鳶尾抗寒力較強，早小菊和溪蓀鳶尾的抗寒力較差。

圖2 不同低溫脅迫下幾種宿根花卉游離脯氨酸含量與CK對比的增益

2.3 低溫脅迫對幾種宿根花卉丙二醛含量的影響

植物器官衰老或在逆境下遭受傷害，往往發(fā)生膜脂過氧化作用，丙二醛(MDA)是膜脂過氧化作用的最終分解產(chǎn)物，其含量可以反映植物遭受逆境傷害的程度[17]。7種宿根花卉在不同低溫脅迫下與室溫對照做比較的丙二醛含量增益百分率分析，如圖3所示。7種宿根花卉在低溫脅迫下，在5 ℃時玉簪、早小菊、溪蓀鳶尾、八寶景天與室溫對照做比較的丙二醛含量增益較高，黃景天較低。黃景天的丙二醛含量增益從5 ℃開始逐步上升，-15 ℃時達到最高，低于-15 ℃時開始下降。德國鳶尾和萱草的丙二醛含量增益隨溫度降低而逐漸升高，在-25 ℃時丙二醛含量增益最高，其他宿根花卉丙二醛含量增益較低，并且之間差異不大。根據(jù)丙二醛增益情況可知，每種植物在低溫處理下均會受到不同程度的傷害。綜合分析可得7種宿根花卉中萱草和德國鳶尾抗寒力較強，早小菊的抗寒力較差。

圖3 不同低溫脅迫下幾種宿根花卉丙二醛含量與CK對比的增益

2.4 低溫脅迫對幾種宿根花卉可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

植物體內(nèi)可溶性蛋白質(zhì)含量與其抗寒性有關(guān)，遭受低溫脅迫的植物，體內(nèi)可溶性蛋白含量會有所增加[18]。本試驗通過對7種宿根花卉可溶性蛋白質(zhì)含量的測定，得到結(jié)果如圖4。不同低溫脅迫下幾種宿根花卉的可溶性蛋白含量不同。其中，萱草的可溶性蛋白含量在低溫脅迫下變化不大，且高于其他幾種宿根花卉。德國鳶尾、黃景天、溪蓀鳶尾、八寶景天的可溶性蛋白含量較高；玉簪和早小菊可溶性蛋白含量隨著低溫脅迫的增加變化大，較其他幾種宿根花卉最低。溪蓀鳶尾和早小菊可溶性蛋白含量隨著低溫脅迫的不斷加劇表現(xiàn)出先升后降的趨勢，在5 ℃時達到最大值，原因可能是降溫初期，可溶性蛋白的積累有助于宿根花卉抗寒性的提高，可溶性蛋白含量開始下降，說明此時宿根花卉已出現(xiàn)脅迫。綜合分析可得，萱草的抗寒能力最好；其次是德國鳶尾、黃景天、八寶景天、溪蓀鳶尾，它們之間差異不大；玉簪和早小菊抗寒能力較差。

圖4 不同低溫脅迫下幾種宿根花卉蛋白質(zhì)含量

3 討論與結(jié)論

在不同低溫脅迫下，隨著溫度的降低不同品種宿根花卉的電解質(zhì)滲出率和可溶性蛋白質(zhì)含量升高，游離脯氨酸和丙二醛含量與對照相比不同程度增加，增益變化不盡相同。電解質(zhì)滲出率越小，可溶性蛋白質(zhì)含量愈多，則宿根花卉的抗寒性越好，反之抗寒性越差。游離脯氨酸和丙二醛都是滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，在逆境脅迫下游離脯氨酸和丙二醛的含量升高有利于植物體對逆境脅迫的抵抗，從而在一定程度上都可增強宿根花卉對脅迫環(huán)境的適應(yīng)性。

通過試驗得到，萱草的電解質(zhì)滲出率最小，游離脯氨酸和丙二醛的含量增益和可溶性蛋白質(zhì)含量最高；早小菊的電解質(zhì)滲出率最大，游離脯氨酸和丙二醛的含量增益和可溶性蛋白質(zhì)含量最低；其他5種宿根花卉差異不大。經(jīng)過以上4項指標的綜合分析， 7種宿根花卉中抗寒力最強的是萱草，早小菊的抗寒力最差，德國鳶尾、黃景天、八寶景天、玉簪、溪蓀鳶尾都具有一定的抗寒性，且之間差異不大。試驗結(jié)果表明，德國鳶尾、黃景天、八寶景天、玉簪、溪蓀鳶尾抗寒性較強，均能在石河子市越冬，且適應(yīng)性良好，引種栽培是成功的。本試驗結(jié)果為石河子市宿根花卉引種栽培工作提供了依據(jù)，在植物繁殖及栽培技術(shù)方面發(fā)揮重要作用。鑒于宿根花卉的諸多優(yōu)點，今后應(yīng)繼續(xù)引種栽培優(yōu)良宿根花卉，為本市園林綠化提供植物景觀材料。

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