四種石蒜科植物的抗寒性比較
摘要通過測定蔥蘭、石蒜、晚香玉和蜘蛛蘭四種石蒜科植物葉片的形態(tài)指標(biāo)及多少生理指標(biāo)以及低溫模擬處理下的受凍情況，研究它們的耐寒性不同。效果解釋，其抗寒性順序?yàn)椋菏[蘭＞石蒜＞晚香玉＞蜘蛛蘭。
下午詞石蒜科植物；抗寒性；形態(tài)指標(biāo)；生理指標(biāo)；低溫模擬
石蒜科植物具有花形多變、花色豐富、花葶結(jié)實(shí)、花莖長等特點(diǎn)，現(xiàn)已成為天下聞名球根花卉，是重要的觀賞植物類群，受到園林工程及花卉培育等相關(guān)部門或?qū)I(yè)人員的關(guān)注。但由于它們的抗寒性不同很大，許多具有很高觀賞價(jià)值的種類不能在長江流域及其以北地區(qū)平安越冬。因此，研究這些種類間的抗寒性，對石蒜科植物的抗寒育種、抗寒種植有重要意義。國內(nèi)外學(xué)者已從形態(tài)學(xué)、生理生態(tài)和染色體核型以及組織培育等方面臨石蒜科植物做了大量研究，但關(guān)于葉片中的抗寒生理物質(zhì)變化紀(jì)律及其抗寒性研究還少有報(bào)道。筆者就長江流域有種植的蔥蘭、石蒜、晚香玉和蜘蛛蘭四種石蒜科植物舉行了與抗寒性有關(guān)的形態(tài)指標(biāo)和生理生化指標(biāo)的測定分解，并用低溫模擬試驗(yàn)測定了它們的抗寒性，以判斷該四栽植物的抗寒性大小，為這四栽植物的引各種植提供參考依據(jù)。
1質(zhì)料與方式
1.1供試質(zhì)料
蔥蘭(Zephyranthes candida Herb.)，石蒜(Lycoris radiata Traub.)，晚香玉(Polianthes tuberosa L.)、蜘蛛蘭(Hymenocallis Americana Salisb.)，栽植于長江大學(xué)西校區(qū)植物園。四種石蒜科植物的生長環(huán)境條件，如光照、水分、土壤肥力均較平等、生長良好。
1.2試驗(yàn)方式
1.2.1抗寒形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)的測定。于2021年12月中旬，在植物園隨機(jī)采摘四栽植物栽植片外圍植株第2層的正常葉片。采摘后即用濕潤紗布包裹，裝入密封的塑料袋中，帶回實(shí)驗(yàn)室。劃分用自來水、蒸餾水沖洗，將洗凈的葉片用紗布或吸水紙擦干待用。
(1)葉片形態(tài)指標(biāo)的調(diào)查。取葉片的中心段，對其做橫切片。用OLYMPUS PM-PBM-3型光學(xué)顯微鏡在10×10倍下舉行調(diào)查。用目鏡測微尺測量葉片橫切面上柵欄組織、海綿組織及下部慎密組織的厚度，并計(jì)算細(xì)胞結(jié)構(gòu)慎密度(CTR)。每個(gè)種類重復(fù)測定10次。
CTR(%)=(柵欄組織＋下部慎密組織)/葉片厚度×100
(2)抗寒生理指標(biāo)測定。測定了自由水和約束水含量(以60%蔗糖液提取)、脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量和過氧化物酶(POD)活性。
1.2.2低溫模擬凍害試驗(yàn)。葉片準(zhǔn)備：于2021年12月17日下午按上述采樣方式采摘葉片，擦干后放在冰箱中冷藏24h。將準(zhǔn)備好的葉片先用鉸剪去頭去尾，再剪生長2cm長的段，混勻。隨機(jī)把片斷置于培育皿中加蓋擺勻，每培育皿5片平鋪開，每栽植物每個(gè)低溫處理5個(gè)培育皿。然后舉行人工模擬凍害處理。設(shè)定的低溫有0℃、-5℃、-7℃、-9℃等(溫度更改值為±1℃)。將各培育皿隨機(jī)放入低溫恒溫箱(型號：海爾宇航變頻冰箱，彩晶王子BCD-209BC ZA)中，逐漸降溫，當(dāng)?shù)竭_(dá)所要求的冷凍溫度后維持1h。每個(gè)溫度段結(jié)束后將該階段處理的培育皿取出。按表1統(tǒng)計(jì)凍害情況，計(jì)算凍害指數(shù)。
凍害指數(shù)(%)=[(∑各級凍害片數(shù)×相應(yīng)代表級值)/(調(diào)查總片數(shù)×受害較高級代表值)]×100
2效果與分解
2.1葉片細(xì)胞結(jié)構(gòu)的比較
束際林等以為茶樹葉肉組織發(fā)達(dá)，分化程度高，柵欄組織的厚度大，層次多，排列慎密，細(xì)胞較小為抗寒性強(qiáng)的葉片剖解結(jié)構(gòu)特征。據(jù)簡令成等對不同種類柑桔葉片的細(xì)胞結(jié)構(gòu)舉行比較研究，組織結(jié)構(gòu)的慎密度――慎密組織的指數(shù)(柵欄組織和下部慎密組織厚度與葉片厚度的比值)與柑桔種類的抗寒性成顯著正相關(guān)。佘文琴等對荔枝葉片細(xì)胞結(jié)構(gòu)慎密度與抗寒性的關(guān)系研究后以為，測定葉片細(xì)胞慎密度(CTR)是反映柵欄組織、海綿組織和下部慎密組織三者之間的關(guān)系，比單一的物質(zhì)或單一結(jié)構(gòu)的數(shù)目變化作指標(biāo)正確，觀測簡捷。由表2可以看出，蔥蘭、石蒜、晚香玉葉片細(xì)胞慎密度不同較小，而都顯著大于蜘蛛蘭。
2.2葉片抗寒生理指標(biāo)的比較
2.2.1四種石蒜科植物葉片含水量的比較。植物組織中的水分以自由水與約束水兩種不同的狀態(tài)存在，自由水和約束水的相對含量可以作為植物組織代謝活動(dòng)及抗逆性強(qiáng)弱的重要指標(biāo)。通常以為約束水含量比例越大，植物越抗寒。金研銘等對牡丹的研究也得出，約束水與自由水比值能夠很好判別不同品種的抗寒性。約束水與自由水比值低時(shí)，植物組織或器官的代謝活動(dòng)興旺，生長也較快，抗逆性較弱；反之，則生長較緩慢，但抗性較強(qiáng)。由表3可知，約束水與自由水比例的大小順序?yàn)椋菏[蘭＞石蒜＞晚香玉和蜘蛛蘭,其中蔥蘭與其他三種間存在極顯著不同；石蒜與晚香玉存在顯著不同，與蜘蛛蘭存在極顯著不同；而晚香玉與蜘蛛蘭不同不顯著。
2.2.2四種石蒜科植物葉片中脯氨酸含量的比較。在逆境條件下，植物體內(nèi)脯氨酸的含量顯著增添，植物體內(nèi)脯氨酸含量在一定程度上反映了植物的抗逆性，脯氨酸含量崎嶇亦可作為抗寒性的生理指標(biāo)。脯氨酸含量越高，說明植株抗寒性越強(qiáng)；反之，則越弱。由表3看出，蔥蘭、石蒜的脯氨酸含量極顯著地高于蜘蛛蘭，而與晚香玉間不同不顯著；晚香玉與蜘蛛蘭間不同也不顯著。
2.2.3四種石蒜科植物葉片中丙二醛(MDA)含量的比較。延伸低溫時(shí)間或加強(qiáng)低溫脅迫程度，自由基發(fā)生和清除反映之間平衡遭到損壞，酶活性、抗氧化劑(Vc)含量下降，使防御機(jī)制損壞，致使膜脂過氧化作用加劇,膜脂過氧化物丙二醛(MDA)積累。對杏花器官耐寒性研究解釋：MDA含量隨溫度降低而增添，與質(zhì)膜透性上升時(shí)的起點(diǎn)、拐點(diǎn)溫度相吻合，并發(fā)現(xiàn)抗寒性強(qiáng)的品種低溫脅迫下MDA含量低于抗寒性弱的品種。這說明膜脂過氧化較重要的產(chǎn)品MDA的含量與抗寒性呈負(fù)相關(guān)。由表3可得出，蜘蛛蘭和晚香玉MDA含量極顯著地高于石蒜和蔥蘭；而石蒜與蔥蘭、蜘蛛蘭與晚香玉間不同不顯著。
2.2.4四種石蒜科植物葉片過氧化物酶(POD)活性的比較。王淑杰等在氧化酶活性與葡萄抗寒性關(guān)系的研究中匹敵寒性不同的4個(gè)葡萄品種的POD活性舉行分解指出：不同抗寒性的葡萄品種中POD活性有不同，抗寒性強(qiáng)的品種氧化酶活性高，且隨著溫度的下降變化緩慢；抗寒性差的酶活性低，且隨著溫度的下降變化猛烈。由表3可知，蔥蘭與其他三栽植物均呈極顯著不同；石蒜與蜘蛛蘭也存在極顯著不同，而與晚香玉間呈顯著不同；晚香玉與蜘蛛蘭間不同不顯著。
2.3四種石蒜科植物在模擬低溫下的抗寒性比較
利用低溫模擬試驗(yàn)，能夠較直觀地比較四種石蒜科植物的抗寒性大小。本試驗(yàn)對4個(gè)溫度(0±1℃、-5℃、-7℃、-9℃)下四栽植物的凍害指數(shù)舉行了觀測統(tǒng)計(jì)(見表4)?？芍?，蜘蛛蘭在0℃左右時(shí)就已擔(dān)當(dāng)?shù)絻龊?，而其他植物?，與其他植物間不同顯著。當(dāng)溫度下降到-7℃時(shí)晚香玉的凍害指數(shù)也顯著地高于石蒜和蔥蘭，石蒜與蔥蘭的凍害指數(shù)在-9℃時(shí)不同仍不顯著。由此可推斷這四栽植物的抗凍能力大小為：蔥蘭和石蒜＞晚香玉＞蜘蛛蘭。
3結(jié)論
通過對四種石蒜科植物的形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)的測量分解，以及舉行低溫模擬試驗(yàn)可以基本判斷它們的抗寒性大小，其抗寒性大小順序?yàn)椋菏[蘭＞石蒜＞晚香玉＞蜘蛛蘭。
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注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF花樣閱讀原文”

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