連翹屬種質(zhì)資源抗寒性評(píng)價(jià)1)

徐洋 趙崢畑 吳雨桐 申建雙 張啟翔 程堂仁 王佳 潘會(huì)堂

(北京林業(yè)大學(xué),北京,100083)

楊曉輝

(河北省平泉市黃土梁子鎮(zhèn)人民政府)

連翹開花繁茂、花色金黃,是我國(guó)北方地區(qū)早春園林植物景觀的“符號(hào)”性植物之一,在園林中廣泛應(yīng)用。連翹每年的生長(zhǎng)期約為270～320 d,5月中下旬至7月中旬花芽分化,霜降時(shí)停止生長(zhǎng),次年早春氣溫達(dá)到6 ℃左右時(shí)花芽開始萌發(fā),花期可持續(xù)40 d左右,盛花期15 d[1]。目前園林應(yīng)用的主要種類包括連翹(Forsythiasuspensa)、金鐘連翹(F.intermedia)和朝鮮連翹(F.koreana)的雜交品種,這些連翹品種花量大,適應(yīng)性強(qiáng),但一些品種的抗寒性較弱,在我國(guó)北方冬季嚴(yán)寒地區(qū)露地栽培不能正常越冬,成為影響其在北方地區(qū)廣泛應(yīng)用的重要因素[2]。因此,研究連翹的抗寒性,篩選出抗寒性較強(qiáng)的連翹種質(zhì),具有十分重要的意義。

目前,有關(guān)連翹抗寒性的鑒定方法及抗寒生理的研究不多?；貜┱艿萚3]對(duì)低溫脅迫下連翹和金鐘連翹枝條的相對(duì)電導(dǎo)率、超氧化物歧化酶(SOD)活性和可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行測(cè)定,發(fā)現(xiàn)美國(guó)金鐘連翹(F.intermedia‘Zabel’)的抗寒性強(qiáng)于連翹(F.suspensa)。李盼華等[4]以10種早春開花植物為試材,人工模擬低溫處理,測(cè)定相對(duì)電導(dǎo)率,結(jié)合Logistic方程計(jì)算其半致死溫度(LT50),試驗(yàn)結(jié)果表明,抗寒性最強(qiáng)的植物是迎春,其次是迎紅杜鵑和連翹,上述3種植物的抗寒性強(qiáng)于其他的7種。袁金鳳等[5]測(cè)定了在春季凍融交替時(shí)期幾種灌木枝條在低溫脅迫下的生理指標(biāo),綜合評(píng)價(jià)抗寒性的排序由強(qiáng)到弱為小花溲疏、紫葉小檗、太平花、紅王子錦帶、迎春、連翹、金葉女貞、棣棠、金山繡線菊。

本研究在河北省平泉市露地栽植10個(gè)連翹屬種與品種,通過(guò)測(cè)定露地越冬期間1年生枝條的生理生化指標(biāo)變化和水培萌發(fā)的情況,以及越冬后調(diào)查植株的田間表現(xiàn),評(píng)價(jià)連翹屬植物的抗寒性。以期為連翹的抗寒性評(píng)價(jià)提供一種科學(xué)、正確、高效的鑒定方法,并篩選出抗寒育種親本,為東北、內(nèi)蒙古等冬季嚴(yán)寒地區(qū)連翹屬植物的應(yīng)用提供可靠依據(jù)。

1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地位于河北省平泉市黃土梁子國(guó)有林場(chǎng),為河北省、遼寧省、內(nèi)蒙古自治區(qū)三省區(qū)交界地(東經(jīng)118°21′3″～119°15′34″,北緯40°24′～40°40′17″),年平均降水量為540.1 mm。

利用HOBO-U23溫濕度記錄儀測(cè)定距地面1.5 m高度處的溫度和濕度,利用HOBO-U23土壤溫度記錄儀測(cè)定土壤深度20～30 cm處的溫度,每1 h記錄1次數(shù)據(jù),記錄時(shí)間從2019年10月20日—2020年4月20日。得到試驗(yàn)地氣溫、地溫和空氣相對(duì)濕度情況如圖1～圖3所示。1a中,試驗(yàn)地最低氣溫和地溫出現(xiàn)在12月31日,分別為-32.14℃、-12.86℃。

圖1 試驗(yàn)區(qū)每天的最高氣溫和最低氣溫變化

圖2 試驗(yàn)區(qū)地溫變化情況

圖3 試驗(yàn)區(qū)空氣相對(duì)濕度變化情況

2 材料與方法

2013年5月在黃土梁子國(guó)有林場(chǎng)定植10個(gè)連翹種和品種的扦插苗(3個(gè)原生種,分別是連翹、東北連翹、朝鮮連翹,其他7個(gè)是人工培育品種),分別為:連翹(F.suspensa)、東北連翹(F.mandschurica)、朝鮮連翹(F.koreana)、‘Courtalyn’(F.intermedia‘Courtalyn’)、‘Courtaneur’(F.intermedia‘Courtaneur’)、‘Goldrausch’(F.intermedia‘Goldrausch’)、‘Spectabilis’(F.intermedia‘Spectabilis’)、‘Courtasol’(F.intermedia‘Courtasol’)、‘Lynwood’(F.intermedia‘Lynwood’)、‘Kumsum’(F.koreana‘Kumsum’)。株行距為1.5 m×1.5 m,每種或品種栽植20株。第1年在植株基部培土防寒越冬,從第2年起不再做任何防寒措施。

參照任麗等[6]的方法,分別于2019年10月20日、11月20日、12月20日、2020年1月20日在當(dāng)年生休眠枝條頂部向下數(shù)第3節(jié)起剪取長(zhǎng)15～20 cm的枝條,每種或品種剪取8～10個(gè)枝條,帶回實(shí)驗(yàn)室后立刻測(cè)定相對(duì)電導(dǎo)率,其余枝條在液氮中研磨后,置于冰箱中-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

2.1 測(cè)定指標(biāo)及方法

相對(duì)電導(dǎo)率測(cè)定。參照田景花等[7]和劉強(qiáng)等[8]的方法,將田間采回的粗細(xì)一致的枝條切成長(zhǎng)度為0.5 cm的小段,稱取0.1 g裝入15 mL的離心管中,加入5 mL的去離子水,搖床震蕩24 h,采用DDS-307A電導(dǎo)儀測(cè)定初電導(dǎo)值(C1),將其放入沸水浴中30 min,冷卻至室溫后測(cè)定終電導(dǎo)值(C2)。每個(gè)連翹種或品種重復(fù)測(cè)定3次。計(jì)算公式為:相對(duì)電導(dǎo)率=(C1/C2)×100%。

采用蒽酮比色法測(cè)定連翹枝條的可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù),采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測(cè)定可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù),采用氮藍(lán)四唑法測(cè)定超氧化物歧化酶(SOD)活性,采用愈創(chuàng)木酚比色法測(cè)定過(guò)氧化物酶(POD)活性[9]。

越冬期間水培枝條萌芽觀測(cè)。將不同時(shí)期從田間剪取的枝條(每種各3個(gè)枝條)插入自來(lái)水中,置于光照培養(yǎng)箱中,設(shè)置培養(yǎng)溫度為25 ℃,濕度為60%,每天光照10 h,觀測(cè)萌芽狀況,直到不再有新萌發(fā)的側(cè)芽為止。

田間越冬表現(xiàn)觀測(cè)。參照李曉宇等[10]的方法,分別在2019年6月和2020年6月,統(tǒng)計(jì)連翹種質(zhì)資源的干梢枝條數(shù)量占枝條總量的比例,以及枝條干梢長(zhǎng)度占枝條總長(zhǎng)度的比例。

2.2 隸屬函數(shù)值計(jì)算方法

使用Excel2010軟件和SPSS23軟件對(duì)獲得的生理生化指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析,隸屬函數(shù)值的計(jì)算參考王海鷗等[11]的方法。

與抗寒性呈正相關(guān)關(guān)系的參數(shù)指標(biāo)公式為:

U(Xij)=(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin);

與抗寒性呈負(fù)相關(guān)關(guān)系的參數(shù)指標(biāo)公式為:

U(Xij)=1-(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)。

式中:U(Xij)為i品種j指標(biāo)的抗寒性隸屬函數(shù)值,Xij為某一指標(biāo)的測(cè)定值;Xjmin為某一指標(biāo)測(cè)定值中的最小值;Xjmax為某一指標(biāo)測(cè)定值中的最大值。

3 結(jié)果與分析

3.1 越冬期間枝條的生理生化指標(biāo)變化

從表1可以看出,越冬期間各品種連翹種質(zhì)枝條的相對(duì)電導(dǎo)率均逐漸增加,在溫度最低的1月份達(dá)到最大值。其中‘Courtalyn’、‘Goldrausch’、‘Spectabilis’、‘Lynwood’等4個(gè)品種枝條電導(dǎo)率增幅較大,1月20日相對(duì)電導(dǎo)率分別為95.12%、68.63%、94.62%、86.81%,與10月20日相比分別升高了77.13%、46.71%、73.90%、67.32%;其他種質(zhì)1月份的相對(duì)電導(dǎo)率低于49.95%。東北連翹1月份的相對(duì)電導(dǎo)率為32.70%,顯著低于其他參試種質(zhì)(P<0.05);東北連翹的相對(duì)電導(dǎo)率最為穩(wěn)定,1月份較10月份僅增加了8.96%。

從表1可以看出,多數(shù)連翹種和品種的可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)表現(xiàn)出逐漸升高的趨勢(shì)?！甃ynwood’和東北連翹的可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)在越冬期間增幅較大,10月份的可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為2.26%、2.39%;1月份分別為5.75%、5.87%;增長(zhǎng)了154.42%、145.61%?！瓽oldraush’的可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)在12月份達(dá)到峰值,1月份明顯下降。連翹(F.suspensa)的可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)在整個(gè)越冬期間的變化較為平緩。

表1 越冬期間連翹種和品種枝條各測(cè)定指標(biāo)的變化

名 稱不同時(shí)間各品種連翹種質(zhì)枝條可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%10月20日11月20日12月20日1月20日‘Courtalyn’(3.16±0.39)bBC(3.31±0.02)bD(3.43±0.02)bF(5.59±0.01)aAB‘Courtaneur’(2.69±0.13)cEF(2.94±0.05)cE(4.48±0.04)bCD(5.64±0.19)aA朝鮮連翹(3.57±0.03)dA(3.93±0.05)cB(4.67±0.18)bC(5.13±0.04)aBC‘Goldrausch’(3.45±0.09)dAB(5.00±0.02)bA(5.52±0.02)aA(3.86±0.05)cD‘Spectabilis’(3.01±0.02)cCD(3.37±0.11)bcCD(3.64±0.15)bEF(4.83±0.36)aC‘Courtasol’(2.68±0.04)cEF(3.60±0.17)bC(3.66±0.08)bEF(4.19±0.28)aD ‘Lynwood’(2.26±0.10)cG(3.30±0.21)bD(3.72±0.13)bE(5.75±0.38)aA‘Kumsum’(2.73±0.01)dDE(3.49±0.04)cCD(4.43±0.07)bD(5.04±0.27)aC連翹(3.74±0.09)cA(3.31±0.11)bD(3.65±0.02)bEF(3.93±0.03)aD東北連翹(2.39±0.03)dFG(3.33±0.11)cD(5.13±0.19)bB(5.87±0.16)aA

續(xù)(表1)

名 稱不同時(shí)間各品種連翹種質(zhì)枝條超氧化物歧化酶(SOD)活性/U·g-1·min-110月20日11月20日12月20日1月20日‘Courtalyn’(131.42±3.54)dH(251.79±3.38)cG(313.51±2.52)bE(341.74±2.09)aE‘Courtaneur’(224.64±3.24)cD(318.19±4.33)bC(353.67±3.34)aA(354.05±2.32)aCD朝鮮連翹(218.53±1.08)dDE(302.26±1.99)cD(314.54±1.93)bE(369.23±2.66)aA‘Goldrausch’(163.51±1.95)dG(302.52±1.64)cD(311.97±1.26)bE(330.26±0.58)aF‘Spectabilis’(208.21±1.95)dF(330.41±0.99)cB(342.34±1.93)bC(349.95±3.53)aD‘Courtasol’(267.05±4.68)cA(337.85±2.35)bA(354.18±1.93)aA(356.10±0.58)aC ‘Lynwood’(215.47±2.81)dE(244.09±2.63)cH(345.43±3.85)bBC(354.46±3.62)aCD‘Kumsum’(245.65±3.54)dC(292.16±3.58)cE(349.55±1.93)aAB(340.92±3.01)bE連翹(221.20±2.81)dDE(257.90±2.28)cF(330.50±4.55)bD(361.85±1.00)aB東北連翹(258.26±3.54)dB(325.10±2.98)cB(347.49±2.52)bBC(365.13±3.53)aAB

名 稱不同時(shí)間各品種連翹種質(zhì)枝條過(guò)氧化物酶(POD)活性/U·g-1·min-110月20日11月20日12月20日1月20日‘Courtalyn’(26.13±2.32)dFG(38.87±0.25)cH(88.87±0.74)bC(110.80±0.65)aD‘Courtaneur’(46.47±0.19)dBC(70.33±1.27)cA(94.53±0.52)bB(100.87±2.22)aE朝鮮連翹(48.53±0.19)dB(58.40±0.43)cB(82.47±0.19)bD(128.27±0.34)aA‘Goldrausch’(19.47±0.34)dH(42.47±0.52)cGH(58.33±0.25)bF(67.73±0.62)aH‘Spectabilis’(35.80±2.70)dD(43.47±0.94)cFG(61.20±3.30)bF(95.80±3.84)aF‘Courtasol’(59.00±2.69)dA(69.13±3.80)cA(84.67±0.57)bD(125.07±2.90)aAB ‘Lynwood’(29.53±0.57)dE(53.93±0.68)cC(66.60±0.16)bE(85.93±0.38)aG‘Kumsum’(28.33±0.25)dEF(50.73±0.77)cCD(92.73±0.62)bB(123.93±0.47)aB連翹(24.87±0.62)dG(46.60±3.40)cEF(103.20±0.71)bA(127.93±0.57)aA東北連翹(44.80±1.50)cC(48.00±0.33)cDE(87.67±2.50)bC(116.13±1.48)aC

越冬期間所有連翹種和品種的可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)均持續(xù)上升,1月份達(dá)到最大值。東北連翹11月份的可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)較10月份增幅較大,增長(zhǎng)了1.14 mg/g,增幅為81.43%;在整個(gè)越冬期間東北連翹的可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)都顯著高于其他9份連翹種質(zhì);‘Courtaneur’、朝鮮連翹、‘Kumsum’和連翹(F.suspensa)在整個(gè)越冬期間的可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)處于較低水平;其中連翹(F.suspensa)的可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)在越冬期間的上升幅度最小,增幅為68.75%(表1)。

所有連翹種和品種的超氧化物歧化酶(SOD)活性均逐漸上升,不同取樣時(shí)間之間大多存在顯著性差異?！甂umsum’的SOD最大活性出現(xiàn)在12月份,1月份有所下降。SOD活性在自然越冬期間的增速均呈由快到慢的趨勢(shì),‘Courtalyn’從10到11月份增加了91.59%,11到12月份增加了24.51%,12到下一年1月份僅增加了9.00%(表1)。

越冬期間各連翹種和品種枝條的過(guò)氧化物酶(POD)活性均持續(xù)上升,到1月份達(dá)到最大值,不同取樣時(shí)間之間的變化幅度明顯,均存在顯著性差異。在整個(gè)越冬期間,‘Goldrausch’的POD活性整體表現(xiàn)偏低,大多時(shí)間顯著低于其他種質(zhì)(P<0.05)(表1)。

3.2 隸屬函數(shù)法綜合評(píng)價(jià)抗寒性

對(duì)10份連翹種質(zhì)枝條生理生化指標(biāo)的隸屬函數(shù)值進(jìn)行計(jì)算并求平均值,平均值越大的表明其抗寒性越強(qiáng)。由表2可得,10個(gè)連翹屬種質(zhì)的抗寒性由強(qiáng)到弱排序?yàn)?東北連翹、‘Courtaneur’、‘Courtasol’、朝鮮連翹、‘Kumsum’、連翹(F.suspensa)、‘Spectabilis’、‘Goldrausch’、‘Lynwood’、‘Courtalyn’。

表2 連翹種和品種抗寒性的綜合評(píng)價(jià)

3.3 枝條水培萌芽情況

各個(gè)時(shí)期枝條水培萌芽情況如圖4所示。10月20日和11月20日剪取的枝條全部能夠萌發(fā);12月20日‘Courtalyn’、‘Lynwood’的枝條干枯,水培不再萌發(fā);1月20日‘Goldrausch’和‘Spectabilis’枝條也已干枯,水培不再萌發(fā),說(shuō)明這些品種的抗寒性不足以抵抗此時(shí)的低溫環(huán)境。以上4種干枯的連翹種質(zhì)的抗寒性較弱,‘Courtalyn’、‘Lynwood’對(duì)低溫的忍耐力低于‘Goldrausch’和‘Spectabilis’。其余6個(gè)連翹種和品種在4個(gè)時(shí)間段水培枝條均能正常萌芽。

3.4 連翹露地越冬后的生長(zhǎng)表現(xiàn)

10份連翹種質(zhì)露地自然越冬后田間調(diào)查指標(biāo)情況如表3所示,生長(zhǎng)狀況如圖5所示。越冬后,連翹(F.suspensa)、‘Lynwood’、‘Spectabilis’、‘Goldrausch’、‘Courtalyn’的地上部分全部干枯,即干梢枝條數(shù)量占總枝條數(shù)量的比例、干梢長(zhǎng)度占枝條總長(zhǎng)度的比例均為100%?！甂umsum’、朝鮮連翹、‘Courtasol’干梢枝條數(shù)量比例在30%到75%,干梢長(zhǎng)度比在10%到15%,基本不能在試驗(yàn)地露地條件下開花?！瓹ourtaneur’的干梢枝條數(shù)量比為5%,干梢長(zhǎng)度比為20%,可少量開花。在10份材料中,只有東北連翹的地上部分越冬后完全不受影響,能夠正常生長(zhǎng)、開花。結(jié)果表明,東北連翹抗寒性最強(qiáng),‘Courtaneur’次之,‘Kumsum’、朝鮮連翹、‘Courtasol’抗寒性較強(qiáng),連翹(F.suspensa)、‘Lynwood’、‘Spectabilis’、‘Goldrausch’、‘Courtalyn’抗寒性較弱,這一結(jié)果與隸屬函數(shù)法綜合評(píng)價(jià)抗寒性得到的排序基本相符合。

從左向右依次為:Courtalyn’、‘Courtaneur’、朝鮮連翹、‘Goldrausch’、‘Spectabilis’、‘Courtasol’、‘Lynwood’、‘Kumsum’、連翹、東北連翹。

圖5 10個(gè)連翹種和品種露地越冬后生長(zhǎng)狀況(2020年6月)

表3 露地自然越冬后田間表現(xiàn)指標(biāo)

4 結(jié)論與討論

自然越冬期間10個(gè)連翹屬種和品種當(dāng)年生枝條的相對(duì)電導(dǎo)率、可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)、SOD活性和POD活性整體上逐漸升高,利用隸屬函數(shù)法進(jìn)行綜合抗寒性評(píng)價(jià),得到的抗寒性由強(qiáng)到弱排序?yàn)?東北連翹、‘Courtaneur’、‘Courtasol’、朝鮮連翹、‘Kumsum’、連翹、‘Spectabilis’、‘Goldrausch’、‘Lynwood’、‘Courtalyn’。越冬后,10種連翹的田間表現(xiàn)調(diào)查結(jié)果和上述排序結(jié)果基本相符合。

低溫脅迫會(huì)抑制植株正常的生長(zhǎng)發(fā)育和繁衍,植物感受到了低溫的侵害后,會(huì)盡快做出防御提升其耐寒性,在這個(gè)過(guò)程中存在大量的低溫感受、生理反應(yīng)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等調(diào)控途徑[12-13]。Lyons[14]提出的著名的“膜脂相變”假說(shuō),即當(dāng)植物體受到低溫脅迫時(shí),細(xì)胞膜會(huì)由液晶狀態(tài)變成凝膠狀態(tài)來(lái)保護(hù)自己。低溫脅迫下,細(xì)胞膜透性變化比外部形態(tài)變化早且明顯,因此細(xì)胞膜透性可作為植物低溫脅迫下抗寒性評(píng)價(jià)的重要生理指標(biāo)之一[15]。植物的抗寒性強(qiáng),細(xì)胞膜透性增大的程度較慢,而抗寒性弱的植物則細(xì)胞膜透性增大的程度較快[16]。用相對(duì)電導(dǎo)率評(píng)價(jià)植物抗寒性已經(jīng)廣泛運(yùn)用于核桃、薔薇等植物中[17]。本研究表明,在自然越冬過(guò)程中連翹種質(zhì)的枝條相對(duì)電導(dǎo)率均逐漸升高,抗寒性差的連翹品種相對(duì)電導(dǎo)率增長(zhǎng)較快。東北連翹枝條的相對(duì)電導(dǎo)率最為穩(wěn)定,1月份比10月份僅升高了8.96%,表明其細(xì)胞膜傷害程度輕,具有極強(qiáng)的抗寒性。

低溫脅迫過(guò)程中,植物體內(nèi)的淀粉分解為可溶性糖,可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加能夠提高細(xì)胞液濃度,以降低冰點(diǎn),維持植株的正常生長(zhǎng),因此可溶性糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與植物的抗寒性呈正相關(guān)關(guān)系[18]。本研究中,10月份的測(cè)定值中,連翹(F.suspensa)的可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高,但在隨后的3個(gè)月中變化不大,因此未能在越冬過(guò)程中有效提高植物細(xì)胞抵抗低溫的能力?！瓽oldrausch’的可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)1月份較12月份顯著下降,可能由于此時(shí)的枝條已經(jīng)干枯,植物細(xì)胞嚴(yán)重受損導(dǎo)致代謝紊亂,可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)急劇下降。

低溫條件下,可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加可以增加植物中束縛水的含量,以提高植物細(xì)胞的保水能力[19]。在本研究中,抗寒性強(qiáng)的東北連翹枝條的可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10月20日到11月20日之間急劇上升了81.02%,之后維持在一個(gè)較高的水平;相反,連翹(F.suspensa)的可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)一直偏低,且變化幅度不大,不足以提高保水能力及其抵抗低溫的能力?！瓹ourtalyn’、‘Spectabilis’、‘Courtasol’和‘Lynwood’可溶性蛋白的生理響應(yīng)較慢,到1月份時(shí)枝條的可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)得到顯著提升,而此時(shí)它們已經(jīng)受到嚴(yán)重凍害,因此未能做到及時(shí)有效地應(yīng)對(duì)低溫傷害。

低溫脅迫下,植物體內(nèi)自由基增多,啟動(dòng)膜脂過(guò)氧化反應(yīng),破壞了植物細(xì)胞,誘發(fā)SOD、POD等保護(hù)酶活性上升,清除體內(nèi)自由基,降低細(xì)胞膜通透性,保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)完整性,緩解低溫傷害[20]。一定范圍內(nèi),抗氧化酶活性會(huì)隨溫度的降低而增強(qiáng),抗寒性強(qiáng)的品種的抗氧化酶活性上升幅度大于抗寒性弱的品種[21]。本研究也獲得了類似的結(jié)果,在自然越冬過(guò)程中,連翹種質(zhì)的SOD、POD活性均逐漸升高以抵抗低溫傷害。其中,‘Goldrausch’的POD活性在整個(gè)越冬期間處于較低水準(zhǔn),因而表現(xiàn)出較弱的抗寒性。

植物在低溫脅迫下發(fā)生組織破裂、失水萎蔫、器官褐化等癥狀,田間鑒定法是在自然越冬條件下,對(duì)生長(zhǎng)的植物進(jìn)行包括存活狀況和外部形態(tài)的調(diào)查,進(jìn)而由此判斷植物的抗寒性強(qiáng)弱[22]。本研究中,在河北省平泉市,10個(gè)連翹屬種和品種露地越冬后,只有東北連翹不存在干梢的現(xiàn)象,說(shuō)明它可以普遍栽植應(yīng)用。而其他幾種連翹發(fā)生了不同程度的干梢現(xiàn)象,說(shuō)明它們不適于在當(dāng)?shù)卮竺娣e應(yīng)用。連翹(F.suspensa)枝條在1月20日仍能水培萌發(fā),但越冬后的田間調(diào)查發(fā)現(xiàn),地上部分全部干枯,可能存在兩種情況:第一,在1月20日之后,再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的低溫積累,極大損傷了組織細(xì)胞導(dǎo)致枝條不再萌芽;第二,如圖1、2、3試驗(yàn)地環(huán)境因子變化情況可知,3月下旬到4月上旬空氣相對(duì)濕度降低,4月4日僅為23.17%,而這一時(shí)期的氣溫適合植株萌動(dòng),需水量較大,雖然地面已經(jīng)解凍,但植物沒有完全恢復(fù)吸水能力,枝條供水不及時(shí),容易導(dǎo)致生理干旱,發(fā)生抽條現(xiàn)象[23]。

植物的生理過(guò)程是錯(cuò)綜復(fù)雜的,受多種因素影響,孤立地用某一指標(biāo)表示這一復(fù)雜的抗寒生理過(guò)程,不能真實(shí)反映植物的抗寒水平[24]。利用隸屬函數(shù)法對(duì)多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),能克服只利用少數(shù)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)的不足,以揭示連翹屬不同種和品種間對(duì)低溫反應(yīng)特性的實(shí)質(zhì),從而提高抗寒性鑒定的準(zhǔn)確性。在本研究中,在露地自然越冬過(guò)程中,測(cè)定連翹屬種和品種的多個(gè)生理生化指標(biāo),利用隸屬函數(shù)法綜合評(píng)價(jià)抗寒性,得到了抗寒性排序。越冬后調(diào)查得到的田間表現(xiàn)情況與上述排序結(jié)果基本保持一致,說(shuō)明用隸屬函數(shù)法評(píng)價(jià)連翹抗寒性具有科學(xué)性和可靠性。因此,利用隸屬函數(shù)法綜合評(píng)價(jià)抗寒性的方法可以作為評(píng)價(jià)連翹屬植物抗寒性較為準(zhǔn)確的方法。