防凍劑對滇丁香抗寒生理的研究初探

引用格式：.防凍劑對滇丁香抗寒生理的研究初探[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2025（3）：83-87.DOI：10.16498/j.cnki.hnnykx.2025.003.015

中圖分類號：S685.26 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-060X（2025）03-0083-05

Effects of Antifreeze on Cold Resistance Physiology of Luculia pinceana Hook

KONG Ling-fang12，SUN Yu-jiao12，LI Shi-feng3

（1.CollgefodcalcalUsiti1 Center，Dali6O，C;3.FowerResearchIstitute，YuanAcademyfgriculturalienes，Kuning650）

Abstract：ThisstudyexploredthepositiveefectsoffourdifferenttypesofantifreezeonthecoldresistanceofLuuliapinceana Hook.underlowtemperature stress，aiming toprovideabasis fortheresearch oncoldresistance physiologyandthelarge-scale promotionof tis plant.Thre-year-oldsedlingsofL.pinceana Hook.wereusedastest materials.Five treatments weredesigned， includingCK（water），T（aminoacids+macrelements），（aminoacids+microelements），3（microbialagent），and4（plant hormone）.TheresultsshowedthatT2andT4demonstrated inhibitedplantheight growth，andthevariationrangeof thenumberof branchesandleaves wasgreaterthanthatofCK.T3andT4showcasedsignificantlyreducedrelativeconductanceand malondialdehyde contentadincreasedprolinecontent.Iadition，andT4shwcasedgherperoidaseactivitytanthertreatmentsatthcond andthirdmeasurements.T1-T4inhibitedthedegradationofchlorophyllTheevaluationresultsbasedonthemembershipfunction indicated that the cold resistance of L pinceana Hook. in the four antifreeze treatments followed the trend of T4gt;T3gt;T1gt;T2 ，and only T4 had the D value higher than CK.Inconclusion，the four typesofantifreeze improved thecoldresistance ofL.pinceana Hook.，and the plant hormone （ 0 . 1 % abscisic acid） demonstrated the best performance.

Keywords：Luculia pinceana Hook.; low temperature stress;antifreeze;cold resistance

滇丁香（LuculiapinceanaHook.）為茜草科（Rubiaceae）滇丁香屬的多年生常綠灌木或小喬木，生長在海拔 6 0 0～3 0 0 0 m 的石灰?guī)r山脈、開闊山坡、次生灌叢和溪流附近的森林中，主要分布于中國青藏高原東南部、緬甸東北部及越南北部[1]，包括我國云南、貴州、廣西和西藏等地；其中，在云南省的西南、西北與東南區(qū)域分布最為廣泛。滇丁香花期長，株型優(yōu)美，枝葉清翠，花開時茂盛絢麗，馥郁芬芳，具有一定藥用價值，是極具觀賞性和推廣前景的野生花卉資源[2-4]。滇丁香生長的適宜溫度為 1 8～2 0 % 耐寒力弱，低溫寒害是滇丁香常遇的災(zāi)害之一，其在園林應(yīng)用過程中常因遭受寒害而不能安全越冬。有研究表明，短暫的低溫條件顯著影響著植物的生長發(fā)育[5]。當(dāng)遭遇3＼～5d的低溫脅迫（如氣溫低于 ）時，滇丁香極易被凍傷，表現(xiàn)為近地表韌皮部破裂、葉片發(fā)紅且葉尖干枯，嚴(yán)重時甚至?xí)劳鯷]

植物防凍劑又被稱為植物防寒抗凍劑、植物防凍液和園林植物抗寒劑，其中含有能夠增強(qiáng)植物抗寒能力的多種活性成分，包括植物生長發(fā)育所需營養(yǎng)元素。其主要類型包括無機(jī)鹽類、有機(jī)化合物類、植物激素類和新型植物類等[]。噴施防凍劑可在植株葉片上形成一層保護(hù)膜，以減輕低溫對細(xì)胞膜及其他膜系統(tǒng)的損傷，增強(qiáng)其保水性和抗凍能力，進(jìn)而提高植株的抗寒性[8-10]。近年來，有關(guān)滇丁香的研究大多集中在新品種培育、繁殖、鮮切花保鮮、藥用開發(fā)、生態(tài)進(jìn)化及異型花柱植物花表型多態(tài)性等方面[1l-15]，涉及防凍劑對滇丁香影響的相關(guān)研究報道較少。因此，本研究通過噴施4種不同類型的防凍劑來探究低溫脅迫下防凍劑對滇丁香形態(tài)特征及生理特性的影響，以期篩選出有助于提高滇丁香抗寒能力的植物防凍劑類型，為滇丁香的凍害防治及園林應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況與試驗材料

試驗地位于云南省大理市博達(dá)茶花谷（ E， ），海拔高度為 ，2022年11月11日—2023年1月10日期間當(dāng)?shù)匾归g最低溫度呈波動降低趨勢（圖1），最低溫接近 0 % ，低溫脅迫程度呈加劇趨勢。在環(huán)境條件相對一致的區(qū)域內(nèi)，隨機(jī)選取生長狀況相近的3a齡滇丁香植株作為試材。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，共設(shè)置5個處理：CK，清水對照；T1，氨基酸 + 大量元素，氨基酸 ? ， C a? 3 0 g/ L ;T2，氨基酸 + 微量元素，氨基酸 ? 1 0 0 g/ L ， C u + F e + M n + Z n + B + M ogt;rsim 2 0 m g / L ; T3 ：微生物菌劑，有效活菌數(shù) ? 2 . 0 億 / m L ;T4：植物激素，0 . 1 % （ w/ v ）S-誘抗素溶液。各處理試材數(shù)量為30株，其中，防凍劑處理均按照安全使用濃度標(biāo)準(zhǔn)均勻噴灑于植株上，間隔7d噴施1次，共噴施3次。噴施完成后，分別于2022年11月13日（第1次）12月5日（第2次）和次年1月7日（第3次）進(jìn)行植株形態(tài)及生理指標(biāo)測定。

1.3 測定項目與方法

按照陳愛葵等[的浸泡法檢測相對電導(dǎo)率；采用王學(xué)奎[的方法測定丙二醛（MDA）含量和過氧化物酶（POD）活性；使用張成軍等[18]的方法檢測脯氨酸（Pro）含量變化；使用葉綠素測定儀測定葉綠素含量[19]，并記錄株高、枝條數(shù)和葉片數(shù)。對上述8項測定指標(biāo)進(jìn)行主成分分析（PCA）[20]，再使用綜合隸屬函數(shù)法[21-22]來評估植株的抗寒性。首先，對滇丁香主要組分的綜合指標(biāo)值進(jìn)行相應(yīng)隸屬函數(shù)值計算［式（1）]，然后根據(jù)各主要組分的方差比確定其權(quán)重［式（2）]，最終計算出不同類型防凍劑的抗寒性綜合評估值（ D 值）[式（3）]并進(jìn)行排序，D 值可用于衡量不同防凍劑處理中滇丁香的抗寒能力， D 值越大，抗寒性越強(qiáng)。

式中， 表示第 i 個組分的隸屬函數(shù)值，i = 1 ，2，3，…， 表示主成分分析所得的第 i 個組分的綜合指標(biāo)值， 和 分別為第 i 個組分綜合指標(biāo)值的最小值和最大值； 表示第 i 個組分的權(quán)重； 為第 i 個組分的方差貢獻(xiàn)率， 表示所有組分方差貢獻(xiàn)率之和； D 表示第 i 個組分的抗寒性綜合評價值。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

使用MicrosoftExcel2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和繪圖，通過SPSS21.0軟件進(jìn)行差異顯著性分析及主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1不同類型防凍劑對滇丁香形態(tài)指標(biāo)的影響

由表1可見，低溫脅迫環(huán)境下，對比2次測定數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，不同處理下的植株形態(tài)變化存在一定差異。各處理株高均有增長，但只有T1處理的增幅（ 7 . 7 9 % ）略高于CK（ 7 . 6 9 % ），其余各組增幅均低于CK，說明T2＼～T4處理抑制了株高的增長。CK的枝條數(shù)量沒有變化，而各防凍劑處理的枝條數(shù)均有所增加，其中，T3增幅達(dá) 9 2 . 8 6 % ；這表明防凍劑處理削弱了頂端優(yōu)勢，對植株新枝萌發(fā)具有促進(jìn)作用。葉片數(shù)量上，各處理均有所減少，其中T2降幅最大，

2.2不同類型防凍劑對滇丁香相對電導(dǎo)率的影響

由圖2可知，第1次和第3次測定數(shù)據(jù)對比，CK和T1的相對電導(dǎo)率分別升高4.28和1.12個百分點，T2＼～T4的相對電導(dǎo)率分別降低了0.91、9.98和6.63個百分點。各處理前期（第1次測定時）的相對電導(dǎo)率差異不顯著，后期（第3次測定時）T3和T4的指標(biāo)值顯著低于CK。

2.3不同類型防凍劑對滇丁香葉片MDA含量的影響

從圖3可見，第2次測定時，各防凍劑處理的MDA含量均顯著低于CK且T3數(shù)值最低；第3次測定時，T2＼～T4的數(shù)值與CK的差異達(dá)顯著水平。對比第1次和第3次測定數(shù)據(jù)，CK和T1的MDA含量分別增加了 1 5 6 . 3 5 % 和 2 2 . 7 0 % ，T2＼～T4處理則分別下降了 2 0 . 3 9 % 、 3 7 . 6 1 % 和 3 7 . 8 0 % 。由此可知，T2＼～T4處理降低了植株葉片MDA含量，其中T4處理降幅最大，T3次之。

2.4不同類型防凍劑對滇丁香葉片POD活性的影響

從圖4可知，第1次測定時，各處理葉片POD活性在 3 1 0～3 4 5 U/ （ ）區(qū)間內(nèi)，無顯著差異。第2次測定時，各處理數(shù)值出現(xiàn)大幅增長；其中，CK和T1的增長幅度顯著低于其他處理，T3和T4分別增長了 4 5 7 . 9 3 % 和 5 0 9 . 4 4 % 。在第1次和第3次測定時，各處理間無顯著差異；但從時間維度來看，同一處理下的POD活性存在明顯波動，各處理葉片的POD活性均呈先增后降的趨勢，且后2次測定時T3與T4處理下POD活性數(shù)值均高于同期其他處理。

2.5不同類型防凍劑對滇丁香葉片Pro含量的影響

由圖5可見，除CK的Pro含量略有降低外，各防凍劑處理的Pro含量均呈持續(xù)上升趨勢。第3次測定時，T3和T4的Pro含量顯著高于CK。由此可知，防凍劑處理能夠增加Pro含量，其中T3和T4效果更顯著。

2.6不同類型防凍劑對滇丁香葉綠素含量的影響

第1＼～3次測定數(shù)據(jù)顯示（圖6），T1和T2處理的葉綠素含量呈先增后減的趨勢，T3和T4表現(xiàn)為持續(xù)增長趨勢，CK呈持續(xù)降低趨勢且降幅達(dá)1 4 . 1 8 % 。以上數(shù)據(jù)表明，T3和T4這2種類型的防凍劑促進(jìn)了滇丁香葉片葉綠素的合成；T1和T2對葉綠素合成的促進(jìn)效果不明顯，但仍抑制了葉綠素的降解。

2.7 測定指標(biāo)間的相關(guān)性分析

從表2可見，MDA含量與Pro含量顯著負(fù)相關(guān)，相對電導(dǎo)率與POD活性、Pro含量顯著負(fù)相關(guān)，枝條數(shù)與葉片數(shù)顯著正相關(guān)，其他因子間無顯著相關(guān)性。

2.8 抗寒性綜合評價

從表3可以看出，提取的3個主成分的累積方差貢獻(xiàn)率達(dá) 9 7 . 3 8 1 % ，說明這3個主要成分涵蓋了原始數(shù)據(jù)的大部分信息，具有較好的代表性。由 D 值排名可知（表4），不同防凍劑處理下滇丁香抗寒能力由強(qiáng)到弱依次為 T4 gt; T3 gt; T1 gt; T2 ，且防凍劑處理中僅T4的 D 值高于CK。

3 討論與結(jié)論

低溫脅迫會抑制植株株高增長，促進(jìn)分枝數(shù)量增加[23]。葉片數(shù)量減少可以讓更多的有機(jī)物儲存在植株其他部位以增強(qiáng)抗逆性，從而更好地適應(yīng)低溫環(huán)境。試驗中，T2＼～T4處理的株高增幅均低于CK，T1＼～T4處理的枝條數(shù)增幅均高于CK，T1、T2和T4的葉片數(shù)降幅均高于CK。從形態(tài)特征整體變化趨勢來看，防凍劑處理通過抑制株高增長、促進(jìn)分枝并減少葉片數(shù)量增強(qiáng)了滇丁香的抗寒性。

在受到低溫脅迫時，植株細(xì)胞膜的通透性會增加，進(jìn)而對植株造成損害，因此保持細(xì)胞膜的穩(wěn)定性對減少植物冷害具有重要意義。相對電導(dǎo)率和MDA含量都與植物的抗寒性呈負(fù)相關(guān)，兩者均能間接反映出生物膜在逆境中的受損程度[24-26]。試驗中，T3和T4防凍劑能夠顯著降低滇丁香在低溫條件下的相對電導(dǎo)率和MDA含量，這說明，T3和T4在提高植株抗寒性上效果較好。

POD是衡量植物耐寒性的重要生理指標(biāo)之一，POD通過催化 的分解，減少ROS積累，起到間接抑制膜脂過氧化程度的作用，進(jìn)而保護(hù)細(xì)胞膜免受氧化損傷[27]。在低溫脅迫初期，植株體內(nèi)的POD含量增多，POD活性升高；隨著低溫脅迫程度的加劇，植物體內(nèi)的保護(hù)酶系統(tǒng)受到影響，致使POD活性下降。試驗結(jié)果表明，隨著低溫脅迫程度的加劇，各處理的POD活性存在明顯波動，呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢，驗證了前人結(jié)論。此外，后2次測定時T3與T4處理的POD活性數(shù)值均高于同期其他處理，可見噴施防凍劑有利于提高POD的活性以減少葉片的損傷。

脯氨酸通過調(diào)節(jié)滲透壓、維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)和促進(jìn)細(xì)胞轉(zhuǎn)運來增強(qiáng)植物的低溫逆境適應(yīng)能力[28]。試驗中，各防凍劑處理Pro含量均表現(xiàn)出持續(xù)上升趨勢，說明施藥后植株的抗寒性得到了增強(qiáng)。

葉綠素濃度是衡量植株受脅迫程度、生長發(fā)育狀況和觀賞價值的重要指標(biāo)之一，噴施防凍劑能夠起到抑制葉綠素降解的作用[29-30]。試驗結(jié)果顯示，T1＼～T4在抑制葉綠素降解上具有一定效果，且T3和T4處理下的葉綠素含量呈持續(xù)上升趨勢。

綜上所述，4種不同類型的植物防凍劑均在一定程度上提高了滇丁香在低溫脅迫環(huán)境下的抗寒性，其中，植物激素類防凍劑（ 0 . 1 % S- 誘抗素）效果最佳。

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（責(zé)任編輯：彭靜瀾）