4個(gè)種源無患子幼苗對低溫脅迫的生理響應(yīng)及抗寒性評價(jià)

摘 要：【目的】通過研究不同種源無患子在低溫脅迫下生理生化指標(biāo)的變化，進(jìn)而對不同種源無患子的抗寒性進(jìn)行綜合評價(jià)，篩選出較耐寒的種源，為無患子向北引種提供理論依據(jù)。【方法】采用冷庫模擬低溫脅迫的方法對4個(gè)種源的無患子幼苗進(jìn)行盆栽試驗(yàn)，設(shè)置0（CK）、2、4、8、12、24、48、72 h共8個(gè)時(shí)間梯度，分別測定其相對電導(dǎo)率、相對含水量、抗氧化酶系統(tǒng)及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)等11個(gè)生理生化指標(biāo)，利用各指標(biāo)的隸屬度值以評價(jià)不同種源無患子抗低溫脅迫的能力?！窘Y(jié)果】不同種源無患子的生理指標(biāo)對低溫脅迫均有不同程度的響應(yīng)。相對電導(dǎo)率和MDA含量隨著低溫脅迫時(shí)間增長呈上升趨勢，相對含水量呈先下降后上升的趨勢，與相對含水量和MDA含量相比，葉片相對電導(dǎo)率對低溫脅迫響應(yīng)更敏感。隨著低溫處理時(shí)間的增長，無患子葉片中SOD、GR、POD活性和游離脯氨酸含量表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，葉片CAT活性則呈先下降后上升再下降的趨勢，葉片APX活性、可溶性糖和可溶性蛋白含量呈上升趨勢。因此，4個(gè)種源無患子可通過啟動自身保護(hù)酶系統(tǒng)和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來增強(qiáng)抗寒性。【結(jié)論】根據(jù)隸屬函數(shù)法計(jì)算得出低溫脅迫下不同種源無患子各抗寒性相關(guān)指標(biāo)的平均隸屬度值，對其進(jìn)行耐低溫能力由強(qiáng)到弱排序?yàn)榘不蘸戏?gt;浙江杭州>江西九江>河南新鄉(xiāng)。

關(guān)鍵詞：無患子；葉片；低溫脅迫；生理響應(yīng)；地理種源；抗寒性評價(jià)

中圖分類號：S718.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-923X（2024）10-0046-09

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（32202419）；河南省林木種質(zhì)資源建設(shè)項(xiàng)目（豫財(cái)環(huán)資〔2021〕59號，〔2022〕28號，〔2023〕60號）；河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目（232102321046）。

Physiological response and cold resistance evaluation of Sapindus mukorossi seedlings from four provenances to low temperature stress

QI Anguo， LIU Chuanguan， LYU Dongyang， CHEN Huijuan， LI Yunan， WANG Aning， SHI Renkun（Henan University of Science and Technology， Xinxiang 453003， Henan， China）

Abstract：【Objective】By studying the changes of physiological and biochemical indexes of Sapindus mukorossi from different provenances under low temperature stress， the cold resistance of S. mukorossi from different provenances was comprehensively evaluated， and cold-resistant provenances were selected， so as to provide theoretical basis for the introduction of S. mukorossi to the north.【Method】The cold storage simulated low temperature stress method was used to conduct pot experiment on S. mukorossi seedlings from 4 provenances， and 8 time gradient was set at 0 （CK）， 2， 4， 8， 12， 24， 48， 72 h， and 11 physiological and biochemical indexes were measured， such as relative conductivity， relative water content， antioxidant enzyme system and osmotic regulatory substances. The membership value of each index was used to evaluate the ability of S. mukorossi from different provenances to resist low temperature stress.【Result】Physiological indexes of S. mukorossi from different provenances had different degrees of response to low temperature stress. The relative conductivity and MDA content increased with the increase of low temperature stress treatment time， while the relative water content decreased first and then increased. Compared with the relative water content and MDA content， the relative conductivity was more sensitive to low temperature stress. With the extension of low temperature stress time， the activities of SOD， POD， GR and free proline content of S. mukorossi leaf increased first and then decreased， the activity of CAT decreased first and then increased and then decreased， and the activity of APX， soluble sugar and soluble protein contents increased. Therefore， the S. mukorossi of 4 provenances can enhance cold resistance by activating their own protective enzyme system and osmotic regulatory substances.【Conclusion】The average membership value of cold-resistance related indexes of S. mukorossi from different provenances under low temperature stress was calculated according to membership function method. The low temperature tolerance of S. mukorossi was ranked from strong to weak as Hefei， Zhejiang， Jiujiang， Jiangxi and Xinxiang， Henan.

Keywords： Sapindus mukorossi； leaves； low temperature stress； physiological response； geographical provenance； evaluation of cold resistance

低溫是影響自然界植物生存的主要環(huán)境因子之一，也制約著植物在地理上的分布。隨著全球氣候異常變化加劇以及極端天氣頻繁發(fā)生，植物的生長發(fā)育受到了極大的威脅[1]。一般來說，溫度降低，植物的各種生理活動減慢，主要表現(xiàn)為植物葉片枯黃、落葉、延遲開花、幼果脫落、光合作用受限，甚至導(dǎo)致植物死亡[2]。植物的抗低溫能力是植物在長期進(jìn)化過程中通過自然選擇和自身的遺傳變異而獲得的，它由多種微效的特異抗寒基因調(diào)控[3]。在低溫條件下，植物的生物膜系統(tǒng)會受到傷害，導(dǎo)致其膜透性增加，電解質(zhì)外滲[4]，植物組織中的可溶性蛋白、可溶性糖以及游離脯氨酸含量的增加，也會提高細(xì)胞液滲透勢，降低冰點(diǎn)，從而有效地避免細(xì)胞液結(jié)冰[5]。一些研究表明，當(dāng)植物處在低溫環(huán)境中，為適應(yīng)低溫環(huán)境，體內(nèi)會出現(xiàn)一系列的生理生化反應(yīng)，由此提高植物的抗寒性[6]。有研究表明不同品種的植物在應(yīng)對低溫脅迫時(shí)，其抗寒能力存在著顯著差異[7]。楊凝薇等[8]對27個(gè)桑樹品種的1年生枝條進(jìn)行低溫脅迫，測定其半致死溫度及相關(guān)的生理指標(biāo)，最終篩選出適合北方生長的抗寒能力較強(qiáng)的品種。不同植物在應(yīng)對低溫脅迫時(shí)，對酶活性及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)等生理指標(biāo)的反應(yīng)形式不同，其變化規(guī)律也不同[9]。

無患子Sapindus mukorossi Gaertn.是無患子科無患子屬的落葉喬木，葉片春夏嫩綠，秋季金黃，樹形通直，夏秋季節(jié)，果實(shí)累累，是優(yōu)質(zhì)的觀葉觀花觀果樹種，具有很高的園林應(yīng)用價(jià)值。無患子果皮含有豐富的皂苷，是“天然無公害洗潔劑”的原材料，可用于日常洗滌、美容、洗發(fā)、皮膚保健，同時(shí)也是我國傳統(tǒng)的藥用植物，具有日用化工、生物醫(yī)藥、生物質(zhì)能源、城市綠化和環(huán)境修復(fù)等多種功能，具有豐富的綜合利用價(jià)值[10]。目前，無患子主要分布于我國東部、南部至西南部，由于溫度限制，在我國北方并不多見。因此，其適種范圍尚不明確，這極大地限制了無患子在城市園林綠化中的普遍推廣和應(yīng)用。目前，對無患子的研究主要集中在種子萌發(fā)及種子內(nèi)含物[11]，種質(zhì)資源收集和評價(jià)[12-13]，開花結(jié)實(shí)習(xí)性[14-15]，組織培養(yǎng)體系以及扦插等培育技術(shù)[16-17]，果皮和種子化學(xué)成分的提取、分離、鑒定與應(yīng)用[18-19]，葉片轉(zhuǎn)錄組測序[20-21]，還有干旱、遮陰對無患子生長的影響[22]等方面，無患子低溫脅迫方面的研究并不多見，所以本次實(shí)驗(yàn)將從無患子幼苗在低溫脅迫下的生理生化指標(biāo)響應(yīng)機(jī)制方面進(jìn)行研究。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

于2022年秋季進(jìn)行種子采集，當(dāng)年冬天進(jìn)行沙藏處理，保持濕度70%左右，翌年2月份開始催芽，待種子露白后，種到營養(yǎng)缽中。4個(gè)種源的一年生幼苗均由河南科技學(xué)院園藝園林學(xué)院培育，材料統(tǒng)一種植在泥炭土、蛭石和珍珠巖混合基質(zhì)的種植袋中，選取生長正常、無病蟲害、長勢一致的苗木放入冷庫中進(jìn)行低溫脅迫處理，具體種源情況詳見表1。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)共設(shè)8個(gè)時(shí)間梯度，分別為0、2、4、8、 12、24、48、72 h，溫度設(shè)置為4 ℃（因?yàn)? ℃是對不耐寒植物進(jìn)行低溫處理時(shí)常設(shè)置的溫度），分別在低溫脅迫后采集葉片迅速置于液氮中速凍，-80 ℃下保存?zhèn)溆?，用于測定葉片的生理生化指標(biāo)；另采集新鮮葉片立即測定葉片相對含水量和相對電導(dǎo)率。低溫處理0 h設(shè)為對照組（CK），每個(gè)處理設(shè)置重復(fù)3次，每個(gè)重復(fù)3株。

1.3 測定指標(biāo)與方法

相對電導(dǎo)率（REC）用電導(dǎo)率儀[23]測定；相對含水量（RWC）參照王三根[23]方法測定；超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）活性、丙二醛（MDA）、游離脯氨酸（PRO）和可溶性蛋白質(zhì)（SP）的含量參考冉再彬等和李合生[24-25]的方法測定；抗壞血酸過氧化物酶（APX）、谷胱甘肽還原酶（GR）活性和可溶性糖（SS）含量的測定采用試劑盒，以上指標(biāo)測定3次取平均值。

1.4 處理數(shù)據(jù)

采用DPS 7.05軟件進(jìn)行差異顯著性分析，用Excel 2016軟件整理數(shù)據(jù)并采用GraphPad Prism 8軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫脅迫對無患子幼苗細(xì)胞膜系統(tǒng)的影響

由圖1可知，隨著低溫處理時(shí)間的增加，無患子幼苗葉片的相對電導(dǎo)率整體呈上升趨勢，安徽合肥的無患子幼苗在處理48 h時(shí)電導(dǎo)率迅速上升，達(dá)到最大值，與對照組相比增加了24.82%；浙江杭州的幼苗在處理48 h時(shí)達(dá)到最大值；種源為河南新鄉(xiāng)的幼苗葉片電導(dǎo)率在24 h時(shí)達(dá)到峰值，12 h次之；江西九江的無患子幼苗葉片的相對電導(dǎo)率在12 h時(shí)達(dá)到峰值。表明幼苗細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)受到了嚴(yán)重的損傷和破壞，之后隨著處理時(shí)長的增加，在脅迫72 h時(shí)電導(dǎo)率值均呈下降趨勢，但仍高于對照。

由圖2可知，安徽合肥、浙江杭州和河南新鄉(xiāng)3個(gè)種源無患子葉片的相對含水量隨著低溫處理時(shí)間的增加均表現(xiàn)出先下降后升高再下降的趨勢，江西九江無患子葉片的相對含水量呈先下降后上升的趨勢。其中安徽合肥和河南新鄉(xiāng)的無患子幼苗在處理8 h時(shí)的RWC達(dá)到最低值，分別為65.45%和57.09%；4份種源無患子處理組的RWC均小于對照組（0 h）的RWC。

由圖3可知，隨著低溫處理時(shí)間增加，4份種源無患子的丙二醛含量呈上升趨勢。與對照組相比，4個(gè)種源無患子均在處理72 h時(shí)MDA含量最高，與對照組相比分別增加了166.70%、161.52%、79.02%和110.86%。

2.2 低溫脅迫對無患子幼苗抗氧化酶系統(tǒng)的影響

低溫處理下4個(gè)種源無患子的超氧化物歧化酶活性與對照組相比均有所上升，且隨著處理時(shí)間的增加，4個(gè)種源無患子葉片的超氧化物歧化酶活性均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。安徽合肥、浙江杭州和河南新鄉(xiāng)的活性在24 h時(shí)最強(qiáng)，江西九江的酶活性在8 h時(shí)最強(qiáng)（圖4）。

低溫處理下，隨著處理時(shí)間的增長，安徽合肥、浙江杭州和江西九江3個(gè)種源無患子的過氧化物酶活性呈先上升后下降的趨勢，河南新鄉(xiāng)的無患子葉片的POD活性呈先上升后下降再上升的趨勢。安徽合肥和河南新鄉(xiāng)的活性在4 h時(shí)最強(qiáng)，江西九江的酶活性在24 h時(shí)最強(qiáng)，浙江杭州的活性在8 h時(shí)最強(qiáng)（圖5）?？傮w來看，低溫處理下過氧化物酶活性的上升幅度為河南新鄉(xiāng)>浙江杭州>安徽合肥>江西九江，只有河南新鄉(xiāng)的酶活性增幅最大，其余3個(gè)種源酶活性增幅相差不大。

不同低溫處理下4個(gè)種源無患子葉片中CAT活性整體變化趨勢均為先下降后上升再下降。如圖6所示，安徽合肥和江西九江的CAT酶活性在2 h時(shí)最弱，分別是CK的23.31%和54.38%；浙江杭州和河南新鄉(xiāng)的酶活性在4 h時(shí)最弱，分別是CK的25.40%和60.20%；安徽合肥、浙江杭州和河南新鄉(xiāng)的CAT活性在24 h是最強(qiáng)，分別為173.58、187.25和385.55 U·g-1·min-1；江西九江的 CAT活性在8 h時(shí)達(dá)到最大，為386.67 U·g-1·min-1。

在低溫處理過程中，安徽合肥、河南新鄉(xiāng)和江西九江無患子葉片的APX活性隨著脅迫時(shí)間的延長呈現(xiàn)持續(xù)上升的趨勢，浙江杭州無患子葉片的APX活性則是呈現(xiàn)下降后上升的趨勢，其中河南新鄉(xiāng)的APX活性變化最大，與CK相比增加了380.20%，安徽合肥的APX活性變化最小，與CK相比增加了184%（圖7）。

隨著處理時(shí)間的增加，浙江杭州、河南新鄉(xiāng)和江西九江的無患子葉片的GR酶活性均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，只有安徽合肥的GR活性表現(xiàn)出先升高后降低再升高的趨勢（圖8）。浙江杭州、河南新鄉(xiāng)和江西九江的活性在12 h時(shí)最強(qiáng)，分別較對照組上升了299.30%、255.50%和153.30%，安徽合肥的活性在12 h時(shí)最弱，較對照組下降了70%。

2.3 低溫脅迫對無患子幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

隨著脅迫時(shí)間的增加，種源為安徽合肥和浙江杭州的無患子葉片游離脯氨酸含量呈先上升后下降的趨勢，河南新鄉(xiāng)的無患子葉片游離脯氨酸含量呈先上升后下降再上升的趨勢，只有江西九江的無患子葉片呈先下降后上升的趨勢。與對照組相比，安徽合肥和河南新鄉(xiāng)無患子葉片中的游離脯氨酸含量在4 h時(shí)達(dá)到上升高峰。

由圖10可以看出，隨脅迫時(shí)間的增加，4份種源無患子葉片可溶性糖含量呈逐漸升高的變化趨勢。與對照組相比，江西九江無患子葉片中的可溶性糖含量上升最為明顯，上升幅度達(dá)到161.40%；浙江杭州的變化較小，上升幅度僅為19.80%；安徽合肥71.55%，河南新鄉(xiāng)74.32%。大部分均在處理12 h后急劇增加。

在低溫處理過程中，安徽合肥、河南新鄉(xiāng)和江西九江無患子葉片的可溶性蛋白含量隨著脅迫時(shí)間的延長呈現(xiàn)持續(xù)上升的趨勢，浙江杭州無患子葉片的可溶性蛋白含量則是呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢（圖11）。其中安徽合肥的可溶性蛋白含量變化最大，與CK相比增加了4.50%，江西九江的可溶性蛋白的含量變化最小，與CK相比增加了1.70%。

2.4 隸屬函數(shù)綜合分析

僅憑單一指標(biāo)難以對植物抗寒性進(jìn)行評價(jià)，因此通過隸屬函數(shù)綜合分析4個(gè)種源無患子的11項(xiàng)生理生化指標(biāo)，從而對抗寒性進(jìn)行綜合評價(jià)。結(jié)果顯示（表2），安徽合肥和浙江杭州的抗寒能力較強(qiáng)，河南新鄉(xiāng)的抗寒能力最弱，4個(gè)種源無患子的抗寒性為安徽合肥>浙江杭州>江西九江>河南新鄉(xiāng)。

3 討 論

3.1 低溫脅迫下無患子幼苗葉片細(xì)胞膜系統(tǒng)與抗寒性的關(guān)系

當(dāng)植物受低溫傷害時(shí)，植物細(xì)胞質(zhì)膜受到損傷，細(xì)胞質(zhì)膜透性會出現(xiàn)不同程度的增大，進(jìn)而部分電解質(zhì)表外滲，使得相對電導(dǎo)率增大[27]，由此可通過相對電導(dǎo)率的大小來反映植物的細(xì)胞膜受到傷害的大小，從而反映植株抗寒性的強(qiáng)弱。4個(gè)種源無患子葉片的相對電導(dǎo)率與對照組（CK）相比，河南新鄉(xiāng)的增幅最大，說明河南新鄉(xiāng)在受到低溫脅迫后其細(xì)胞膜的受損程度最嚴(yán)重；安徽合肥的相對電導(dǎo)率增幅最小，得出植株葉片細(xì)胞膜未受到嚴(yán)重傷害，即該種源無患子抗寒性較強(qiáng)。MDA是膜脂過氧化反應(yīng)的氧化終產(chǎn)物，植物受到逆境脅迫時(shí)，植物的新陳代謝出現(xiàn)紊亂。當(dāng)溫度降低時(shí)，植物體內(nèi)的活性氧含量增加，打破平衡，與細(xì)胞膜發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，致使植物體內(nèi)過氧化產(chǎn)物-MDA含量上升[4]。本試驗(yàn)中，低溫脅迫下4個(gè)種源無患子的丙二醛含量均有所上升，與前人的研究結(jié)果一致。植物葉片內(nèi)的相對含水量與其耐寒性的強(qiáng)弱也有著一定關(guān)聯(lián)性，在本試驗(yàn)中，處理組的4個(gè)種源葉片相對含水量與對照組相比均有所下降，葉片縮水。推測是由于在一定低溫處理時(shí)間內(nèi)，植物能夠自動調(diào)節(jié)細(xì)胞含水量以適應(yīng)逆境脅迫，致使相對含水量小幅度升降[28]。

3.2 低溫脅迫下無患子幼苗葉片抗氧化酶系統(tǒng)與抗寒性的關(guān)系

植物體內(nèi)的POD、SOD、CAT、APX等酶的活性具備一定的自我調(diào)節(jié)能力，且具有協(xié)同作用，共同防御活性氧或其他過氧化物對細(xì)胞膜系統(tǒng)的傷害，維持著細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，提高了植株應(yīng)對低溫的能力，使得植株的各項(xiàng)機(jī)能得以正常運(yùn)轉(zhuǎn)[29]。許多研究指出，植物在面對不同低溫溫度處理以及不同時(shí)長低溫脅迫時(shí)，其植株體內(nèi)保護(hù)酶活性的反應(yīng)規(guī)律也不盡相同。在本研究中，低溫脅迫下植物體內(nèi)的SOD和POD活性均有所上升，并且抗寒性越強(qiáng)的植物，酶活性越強(qiáng)，上升的幅度越大，但低溫脅迫過于嚴(yán)重時(shí)，植物體內(nèi)的酶活性降低。SOD和POD活性升高意味著正在緩解低溫脅迫對植物造成的傷害，而之后呈現(xiàn)出下降的趨勢則可能是由于低溫處理時(shí)間過長造成植物體內(nèi)部分細(xì)胞已經(jīng)死亡[30]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，無患子葉片CAT活性在低溫處理下與SOD和POD的活性變化不同，可能是因?yàn)闊o患子通過調(diào)節(jié)葉片內(nèi)CAT活性來減少或清除植株體內(nèi)的活性氧，改善植株對逆境的承受能力，維持細(xì)胞的正常生理活動，從而適應(yīng)低溫脅迫，剛開始CAT活性下降可能是因?yàn)闊o患子在突然遭受低溫時(shí)，過氧化氫含量過多，過氧化氫酶消耗過多，在適應(yīng)一段時(shí)間低溫后，無患子植株的過氧化氫酶活性上升，這是植物面對威脅自發(fā)的保護(hù)性反應(yīng)，但是植物抗氧化酶的自我調(diào)節(jié)能力是有限的，當(dāng)較長時(shí)間處于低溫環(huán)境時(shí)，細(xì)胞的生理功能下降，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的CAT活性降低。谷胱甘肽還原酶在植物抗氧化酶系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，是維持AsA-GSH循環(huán)有效運(yùn)行的關(guān)鍵酶之一，其主要生理功能是利用NADPH作為電子供體，催化氧化型谷胱甘肽（GSSG）還原生成還原型谷胱甘肽（GSH）[31]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著低溫脅迫時(shí)間增長，4個(gè)種源無患子葉片中GR活性顯著增加，這在茶樹上也有相一致的報(bào)道[32]。在本試驗(yàn)中，隨著低溫脅迫時(shí)間的增加，大部分種源無患子葉片中的APX活性表現(xiàn)出穩(wěn)定上升的趨勢，這表明植物遭受到冷刺激后酶活性增加，提高了植株對低溫脅迫的適應(yīng)性，這與青海茄參的研究結(jié)果一致[33]。

3.3 低溫脅迫下無患子幼苗葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)與抗寒性的關(guān)系

可溶性糖、可溶性蛋白和游離脯氨酸是植物細(xì)胞中重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，其作用原理在于通過調(diào)節(jié)植物體內(nèi)滲透濃度來誘發(fā)脫落酸的合成，調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的表達(dá)，增強(qiáng)植物對低溫脅迫的應(yīng)對能力[34]。在低溫處理過程，4個(gè)種源無患子葉片中可溶性蛋白和可溶性糖含量持續(xù)升高，使細(xì)胞液滲透勢在一定范圍內(nèi)有所降低，進(jìn)而提高了植株的抗寒能力。隨脅迫時(shí)間的增加，4個(gè)種源無患子可溶性糖含量增加明顯，處理時(shí)間越長，可溶性糖含量越高，說明無患子在受到低溫脅迫時(shí)，葉片中可溶性糖含量逐漸增加，并且低溫脅迫下抗寒性強(qiáng)的種源，其可溶性糖含量的較高，這一結(jié)果與8種苜蓿抗寒性研究的結(jié)論相一致[26]。可溶性蛋白在植物應(yīng)對逆境脅迫時(shí)也發(fā)揮著重要的作用，植物體內(nèi)適量的可溶性蛋白在植物應(yīng)對低溫脅迫時(shí)可以有效減緩細(xì)胞失水，從而起到保護(hù)細(xì)胞膜的效果。在本研究中，可溶性蛋白含量隨著處理時(shí)間延長明顯上升。在低溫處理過程中安徽合肥、浙江杭州和河南新鄉(xiāng)的無患子體內(nèi)游離脯氨酸的含量表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，本研究中只有江西九江無患子的游離脯氨酸含量表現(xiàn)為先下降后上升的趨勢，這也許是不同種源無患子對低溫的響應(yīng)方式不同，致使其Pro含量下降。在一些研究中發(fā)現(xiàn)，游離脯氨酸含量的變化與植物抗寒性強(qiáng)弱關(guān)系顯著，但是也有研究表明，游離脯氨酸的積累可能是因?yàn)橹参锛?xì)胞損傷或者是響應(yīng)低溫的一種方式，其含量高低與植物的耐寒能力沒有確切關(guān)系[35]。

本研究中僅對4個(gè)種源的無患子幼苗進(jìn)行了抗寒性評價(jià)，還有許多種源沒有涉及，下一步可對更多種源的無患子進(jìn)行抗寒性評價(jià)。因?yàn)楸敬卧囼?yàn)是在模擬低溫情況下進(jìn)行的，與實(shí)際條件有一定的差異，可進(jìn)行多年不間斷的田間觀測，更能反映植株的抗寒能力。且本次研究僅用葉片進(jìn)行指標(biāo)測定，后續(xù)應(yīng)研究無患子的其他器官在低溫脅迫下的生理變化，并結(jié)合形態(tài)指標(biāo)和解剖結(jié)構(gòu)，深入分子水平進(jìn)行研究，下一步可探究不同種源無患子對低溫脅迫在分子水平上的響應(yīng)機(jī)制。

4 結(jié) 論

結(jié)合多個(gè)指標(biāo)對其耐寒性進(jìn)行綜合評價(jià)，在不同處理時(shí)長低溫脅迫下，4個(gè)種源無患子葉片的相對電導(dǎo)率、丙二醛含量、SOD、POD活性、可溶性糖和可溶性蛋白等含量均有所上升，11個(gè)生理生化指標(biāo)間密切相關(guān)，通過隸屬函數(shù)法對其耐寒性進(jìn)行綜合評價(jià)，得出4份種源無患子幼苗的耐寒性強(qiáng)弱依次為安徽合肥>浙江杭州>江西九江>河南新鄉(xiāng)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄭春芳，陳威，劉偉成，等.低溫脅迫后紅樹植物秋茄幼苗光合特性及蔗糖代謝的恢復(fù)機(jī)制[J].生態(tài)學(xué)雜志，2020，39（12）： 4048-4056. ZHENG C F， CHEN W， LIU W C， et al. Recovery mechanisms of photosynthesis and sucrose metabolism in Kandelia obovata seedlings from low temperature stress[J]. Chinese Journal of Ecology，2020，39（12）：4048-4056.

[2] 方贊山，郝露露，白琳霞，等.低溫脅迫下紅欖李生理響應(yīng)研究[J].桉樹科技，2023，40（2）：1-10.FANG Z S， HAO L L， BAI L X， et al. Effects of low temperature stress on physiological characteristics of Lumnitzera littorea[J]. Eucalypt Science Technology，2023，40（2）：1-10.

[3] 霍望.低溫脅迫下小麥葉片的蛋白質(zhì)組差異研究[D].鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2018. HUO W. Proteomic analysis of wheat leaves under low temperature stress[D]. Zhengzhou： Henan Agricultural University，2018.

[4] 陳博，石進(jìn)朝，李迎春.低溫脅迫對大果櫸枝條抗寒性的影響[J].西部林業(yè)科學(xué)，2019，48（6）：41-46. CHEN B， SHI J C， LI Y C. Cold resistance of Zelkova sinica under low temperature stress[J]. Journal of West China Forestry Science，2019，48（6）：41-46.

[5] 楊振亞，趙建誠，袁金玲，等.5個(gè)觀賞雷竹變型對低溫脅迫的生理響應(yīng)[J].林業(yè)科學(xué)研究，2021，34（2）：131-140. YANG Z Y， ZHAO J C， YUAN J L， et al. Physiological response of 5 ornamental Phyllostachys praecox variants to low temperature stress[J]. Forest Research，2021，34（2）：131-140.

[6] LYONS J M. Chilling injury in plants[J]. Annual Review of Plant Biology，1973，24：445-466.

[7] 海光輝，張正武，王茜，等.不同海拔油橄欖對自然低溫的生理響應(yīng)及抗寒性差異[J].經(jīng)濟(jì)林研究，2022，40（4）：182-190，217. HAI G H， ZHANG Z W， WANG Q， et al. Physiological response and cold resistance differences of olive at different altitudes under natural low temperature[J]. Non-wood Forest Research， 2022，40（4）：182-190，217.

[8] 楊凝薇，王麗，文海朝，等.不同品種桑樹枝條在低溫脅迫下的生理生化響應(yīng)[J].經(jīng)濟(jì)林研究，2023，41（3）：136-149. YANG N W， WANG L， WEN H C， et al. Physiological and biochemical responses of branches of different varieties of mulberry under low temperature stress[J]. Non-wood Forest Research，2023，41（3）：136-149.

[9] 陳思琪，孫敬爽，麻文俊，等.植物低溫脅迫調(diào)控機(jī)制研究進(jìn)展[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2022，38（17）：51-61. CHEN S Q， SUN J S， MA W J， et al. Regulation mechanism of low temperature stress on plants： research progress[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin，2022，38（17）：51-61.

[10] 樂佳興，田秋玲，吳焦焦，等.無患子幼苗的生長和光合特性對重慶低山丘陵區(qū)不同生境的響應(yīng)[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2019，41（6）：75-85. YUE J X， TIAN Q L， WU J J， et al. Response of seedling growth and photosynthetic characteristics of Sapindus mukorossi to different habitats in low mountainous upland region of Chongqing， southwestern China[J]. Journal of Beijing Forestry University，2019，41（6）：75-85.

[11] 桑穎穎.無患子種子休眠與萌發(fā)特性的研究[D].南京：南京林業(yè)大學(xué)，2017. SANG Y Y. Studies on seed dormancy and germination characteristics of Sapindus mukorossi Gaertn[D]. Nanjing： Nanjing Forestry University，2017.

[12] 劉濟(jì)銘，陳仲，孫操穩(wěn)，等.無患子屬種質(zhì)資源種實(shí)性狀變異及綜合評價(jià)[J].林業(yè)科學(xué)，2019，55（6）：44-54. LIU J M， CHEN Z， SUN C W， et al. Variation in fruit and seed properties and comprehensive assessment of germplasm resources of the genus Sapindus[J]. Scientia Silvae Sinicae， 2019，55（6）：44-54.

[13] 劉濟(jì)銘，孫操穩(wěn)，何秋陽，等.國內(nèi)外無患子屬種質(zhì)資源研究進(jìn)展[J].世界林業(yè)研究，2017，30（6）：12-18. LIU J M， SUN C W， HE Q Y， et al. Research progress in Sapindus L. germplasm resources[J]. World Forestry Research， 2017，30（6）：12-18.

[14] 張加正，洪莉，俞諧琴，等.無患子開花進(jìn)程、花粉活力和柱頭可授性研究[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，58（7）：1227-1230. ZHANG J Z， HONG L，YU X Q， et al. Study on flowering process， pollen viability and stigma acceptability of Sapindus mukorossi[J]. Journal of Zhejiang Agricultural Sciences， 2017，58（7）：1227-1230.

[15] 黃秋良，范輝華，張?zhí)煊?，?不同修剪強(qiáng)度下無患子新梢生長與開花結(jié)實(shí)情況[J].熱帶作物學(xué)報(bào)，2020，41（7）：1366-1372. HUANG Q L， FAN H H， ZHANG T Y， et al. Influence of pruning intensity on new branch growth and flowering and fruiting of Sapindus mukorossi[J]. Chinese Journal of Tropical Crops， 2020，41（7）：1366-1372.

[16] 仲俊橋.無患子組織培養(yǎng)體系的初步研究[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2020. ZHONG J Q. Preliminary study of tissue culture system of Sapindus mukorossi Gaertn[D]. Beijing： Beijing Forestry University，2020.

[17] 史雙龍，何秋陽，劉濟(jì)銘，等.無患子和川滇無患子嫩枝扦插比較研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2022，42（1）：62-69. SHI S L， HE Q Y， LIU J M， et al. Comparative study on softwood cuttings of Sapindus mukorossi and Sapindus delavayi[J]. Journal of Central South University of Forestry Technology，2022，42（1）：62-69.

[18] 邱金丹，李璐，魏敏平，等.無患子果皮提取物化學(xué)成分及其對白色念珠菌的抑制作用[J].林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè)，2020，40（3）： 85-91. QIU J D， LI L， WEI M P， et al. Chemical component and inhibition activity against Candida albicans of Sapindus mukorossi peel extract[J]. Chemistry and Industry of Forest Products， 2020，40（3）：85-91.

[19] 陳建煙，劉超蘭，劉偉，等.無患子種仁油提取工藝優(yōu)化及其理化性質(zhì)研究[J].西部林業(yè)科學(xué)，2020，49（4）：22-28. CHEN J Y， LIU C L， LIU W， et al. Extraction optimization and physicochemical properties of Sapindus mukorossi Gaertn kernel oil[J]. Journal of West China Forestry Science，2020，49（4）：22-28.

[20] 徐圓圓，趙國春，郝穎穎，等.無患子RT-qPCR內(nèi)參基因的篩選與驗(yàn)證[J].生物技術(shù)通報(bào)，2022，38（10）：80-89. XU Y Y， ZHAO G C， HAO Y Y， et al. Reference genes selection and validation for RT-qPCR in Sapindus mukorossi[J]. Biotechnology Bulletin，2022，38（10）：80-89.

[21] 王珍添.無患子葉片cDNA文庫的構(gòu)建及EST分析[D].福州：福建農(nóng)林大學(xué)，2014. WANG Z T. Construction of cDNA library and expressed sequence tage（EST） analysis of Sapindus mukorossi leaf[D]. Fuzhou： Fujian Agriculture and Forestry University，2014.

[22] 瞿嘉煒.干旱脅迫及遮陰處理對無患子生長及生理特性的影響[D].長沙：中南林業(yè)科技大學(xué)，2021. QU J W. Effects of drought stress and shading treatments on the Growth and physiological characteristics of Sapindus mukorossi Gaertn[D]. Changsha： Central South University of Forestry Technology，2021.

[23] 王三根.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教程[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社， 2007：67-210. WANG S G. Experimental course in plant physiology[M]. Beijing： China Agriculture Press，2007：67-210.

[24] 冉再彬，蒼晶，徐仲.植物生理實(shí)驗(yàn)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004：113-116. RAN Z B， CANG J， XU Z. Plant physiological experiment[M]. Harbin： Harbin Institute of Technology Press，2004：113-116.

[25] 李合生.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2000：167-261. LI H S. Principle and technology of plant physiology and biochemistry experiment[M]. Beijing： Higher Education Press， 2000：167-261.

[26] 王曉龍，楊曌，來永才，等.8個(gè)苜蓿品種對低溫脅迫的生理響應(yīng)及抗寒性評價(jià)[J].中國草地學(xué)報(bào)，2023，45（8）：60-69. WANG X L，YANG Z， LAI Y C， et al. Evaluation of physiological response and cold resistance of eight alfalfa cultivars to low temperature stress[J]. Chinese Journal of Grassland， 2023，45（8）：60-69.

[27] ZHOU C Y，YANG C D， ZHAN L. Effects of low temperature stress on physiological and biochemical characteristics of Podocarpus nagi[J]. Agricultural ScienceTechnology，2012，13（3）： 533-536.

[28] 孫凌霄.不同低溫脅迫條件下3種闊瓣含笑的抗寒性比較[D].長沙：中南林業(yè)科技大學(xué)，2023. SUN L X. Comparison study on the cold resistance of three Michelia platypetala under different low temperature stress[D]. Changsha： Central South University of Forestry Technology，2023.

[29] 劉智成，嚴(yán)良文，陳瑤瑤.Ca（NO3）2對百香果插穗生根及抗氧化酶活性的影響[J].福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2018，33（4）：381-385. LIU Z C，YAN L W， CHEN Y Y. Effects of Ca（NO3）2 on rooting and leaf antioxidase activities of cuttings for propagating Passiflora edulis×P.edulis f.f lavicarpa[J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences，2018，33（4）：381-385.

[30] 王睿哲，張蓓，郭鐵群，等.5個(gè)梨品種在低溫脅迫下的生理響應(yīng)及抗寒性評價(jià)[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2023，55（2）：57-63. WANG R Z， ZHANG B， GUO T Q， et al. Physiological response to low temperature stress of five Pyrus spp. species and their cold resistance evaluation[J]. Shandong Agricultural Sciences， 2023，55（2）：57-63.

[31] 張騰國，聶亭亭，孫萬倉，等.逆境脅迫對油菜谷胱甘肽還原酶基因表達(dá)及其酶活性的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2018，29（1）： 213-222. ZHANG T G， NIE T T， SUN W C， et al. Effects of diverse stresses on gene expression and enzyme activity of glutathione reductase in Brassica campestris[J]. Chinese Journal of Applied Ecology， 2018，29（1）：213-222.

[32] 時(shí)慧，王玉，周克福，等.低溫脅迫下茶樹葉片活性氧代謝及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的變化規(guī)律[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，44（7）： 22-25. SHI H， WANG Y， ZHOU K F， et al. Variation of active oxygen metabolism and osmotic regulators contents in Camellia sinensis leaves under low-temperature stress[J]. Shandong Agricultural Sciences，2012，44（7）：22-25.

[33] 趙悅.野生青海茄參對低溫的生理反應(yīng)及其耐寒基因的挖掘[D].西寧：青海大學(xué)，2022. ZHAO Y. Physiological response and the discovery of cold tolerance gene to low temperature of wild Mandragora chinghaiensis Kuang et A.M.Jl[D]. Xining： Qinghai University， 2022.

[34] 李春燕，陳思思，徐雯，等.苗期低溫脅迫對揚(yáng)麥16葉片抗氧化酶和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響[J].作物學(xué)報(bào)，2011，37（12）：2293-2298. LI C Y， CHEN S S， XU W， et al. Effect of low temperature at seedling stage on antioxidation enzymes and cytoplasmic osmoticum of leaves in wheat cultivar Yangmai 16[J]. Acta Agronomica Sinica，2011，37（12）：2293-2298.

[35] 龍鳳英，劉春玲，陳曉娟，等.4種潤楠屬植物的抗寒性與觀賞特性評價(jià)[J].湖北林業(yè)科技，2023，52（3）：27-37. LONG F Y， LIU C L， CHEN X J， et al. Evaluation of ecological adaptability and ornamental characteristics of four species of Machilus[J]. Hubei Forestry Science and Technology， 2023，52（3）：27-37.

[本文編校：吳 彬]