蜘蛛蘭、蔥蘭、石蒜、晚香玉石蒜科植物的抗寒性比較

2013/5/15 18:48:25

　　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)指標及若干生理指標以及低溫模擬處理下的受凍情況，研究它們的耐寒性差異。結(jié)果表明，其抗寒性順序為：蔥蘭＞石蒜＞晚香玉＞蜘蛛蘭。
　　關(guān)鍵詞石蒜科植物；抗寒性；形態(tài)指標；生理指標；低溫模擬
　　
　　石蒜科植物具有花形多變、花色豐富、花葶健壯、花莖長等特點，現(xiàn)已成為世界著名球根花卉，是重要的觀賞植物類群，近年來，受到園林工程及花卉培育等相關(guān)部門或?qū)�業(yè)人員的關(guān)注。但由于它們的抗寒性差別很大，許多具有很高觀賞價值的種類不能在長江流域及其以北地區(qū)安全越冬。因此，研究這些種類間的抗寒性，對石蒜科植物的抗寒育種、抗寒栽培有重要意義。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養(yǎng)等方面對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)變化規(guī)律及其抗寒性研究還少有報道。筆者就長江流域有栽培的蔥蘭、石蒜、晚香玉和蜘蛛蘭四種石蒜科植物進行了與抗寒性有關(guān)的形態(tài)指標和生理生化指標的測定分析，并用低溫模擬試驗測定了它們的抗寒性，以判斷該四種植物的抗寒性大小，為這四種植物的引種栽培提供參考依據(jù)。
　　
　　1材料與方法
　　
　　1.1供試材料
　　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、土壤肥力均較一致、生長良好。
　　1.2試驗方法
　　1.2.1抗寒形態(tài)指標和生理指標的測定。于2007年12月中旬，在植物園隨機采摘四種植物栽植片外圍植株第2層的正常葉片。采摘后即用潮濕紗布包裹，裝入密封的塑料袋中，帶回實驗室。分別用自來水、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)指標的觀測。取葉片的中間段，對其做橫切片。用OLYMPUS PM-PBM-3型光學(xué)顯微鏡在10×10倍下進行觀測。用目鏡測微尺測量葉片橫切面上柵欄組織、海綿組織及下部緊密組織的厚度，并計算細胞結(jié)構(gòu)緊密度（CTR）。每個種類重復(fù)測定10次。
　　CTR（%）=(柵欄組織＋下部緊密組織)/葉片厚度×100
　　（2）抗寒生理指標測定。測定了自由水和束縛水含量（以60%蔗糖液提�。�、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。葉片準備：于2007年12月17日下午按上述采樣方法采摘葉片，擦干后放在冰箱中冷藏24h。將準備好的葉片先用剪刀去頭去尾，再剪成長2cm長的段，混勻。隨機把片段置于培養(yǎng)皿中加蓋擺勻，每培養(yǎng)皿5片平鋪開，每種植物每個低溫處理5個培養(yǎng)皿。然后進行人工模擬凍害處理。設(shè)定的低溫有0℃、-5℃、-7℃、-9℃等（溫度變動值為±1℃）。將各培養(yǎng)皿隨機放入低溫恒溫箱（型號：海爾宇航變頻冰箱，彩晶王子BCD-209BC ZA）中，逐漸降溫，當達到所要求的冷凍溫度后維持1h。每個溫度段結(jié)束后將該階段處理的培養(yǎng)皿取出。按表1統(tǒng)計凍害情況，計算凍害指數(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)×受害最高級代表值）]×100
　　
　　2結(jié)果與分析
　　
　　2.1葉片細胞結(jié)構(gòu)的比較
　　束際林等認為茶樹葉肉組織發(fā)達，分化程度高，柵欄組織的厚度大，層次多，排列緊密，細胞較小為抗寒性強的葉片解剖結(jié)構(gòu)特征。據(jù)簡令成等對不同種類柑桔葉片的細胞結(jié)構(gòu)進行比較研究，組織結(jié)構(gòu)的緊密度——緊密組織的指數(shù)(柵欄組織和下部緊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胞結(jié)構(gòu)緊密度與抗寒性的關(guān)系研究后認為，測定葉片細胞緊密度(CTR)是反映柵欄組織、海綿組織和下部緊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)量變化作指標準確，觀察簡便。由表2可以看出，蔥蘭、石蒜、晚香玉葉片細胞緊密度差異較小，而都顯著大于蜘蛛蘭。
　　
　　2.2葉片抗寒生理指標的比較
　　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束縛水兩種不同的狀態(tài)存在，自由水和束縛水的相對含量可以作為植物組織代謝活動及抗逆性強弱的重要指標。通常認為束縛水含量比例越大，植物越抗寒。金研銘等對牡丹的研究也得出，束縛水與自由水比值能夠很好鑒別不同品種的抗寒性。束縛水與自由水比值低時，植物組織或器官的代謝活動旺盛，生長也較快，抗逆性較弱；反之，則生長較緩慢，但抗性較強。由表3可知，束縛水與自由水比例的大小順序為：蔥蘭＞石蒜＞晚香玉和蜘蛛蘭,其中蔥蘭與其他三種間存在極顯著差異；石蒜與晚香玉存在顯著差異，與蜘蛛蘭存在極顯著差異；而晚香玉與蜘蛛蘭差異不明顯。
　　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加，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，脯氨酸含量高低亦可作為抗寒性的生理指標。脯氨酸含量越高，說明植株抗寒性越強；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，而與晚香玉間差異不顯著；晚香玉與蜘蛛蘭間差異也不顯著。
　　2.2.3四種石蒜科植物葉片中丙二醛（MDA）含量的比較。延長低溫時間或加強低溫脅迫程度，自由基產(chǎn)生和清除反應(yīng)之間平衡遭到破壞，酶活性、抗氧化劑(Vc)含量下降，使防御機制破壞，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表明：MDA含量隨溫度降低而增加，與質(zhì)膜透性上升時的起點、拐點溫度相吻合，并發(fā)現(xiàn)抗寒性強的品種低溫脅迫下MDA含量低于抗寒性弱的品種。這說明膜脂過氧化最主要的產(chǎn)物MDA的含量與抗寒性呈負相關(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、蜘蛛蘭與晚香玉間差異不顯著。
　　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)系的研究中對抗寒性不同的4個葡萄品種的POD活性進行分析指出：不同抗寒性的葡萄品種中POD活性有差異，抗寒性強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激烈。由表3可知，蔥蘭與其他三種植物均呈極顯著差異；石蒜與蜘蛛蘭也存在極顯著差異，而與晚香玉間呈顯著差異；晚香玉與蜘蛛蘭間差異不顯著。
　　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，能夠較直觀地比較四種石蒜科植物的抗寒性大小。本試驗對4個溫度（0±1℃、-5℃、-7℃、-9℃）下四種植物的凍害指數(shù)進行了觀察統(tǒng)計（見表4）。可知，蜘蛛蘭在0℃左右時就已經(jīng)受到凍害，而其他植物為0，與其他植物間差異顯著。當溫度下降到-7℃時晚香玉的凍害指數(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℃時差異仍不顯著。由此可推斷這四種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)指標和生理指標的測量分析，以及進行低溫模擬試驗可以基本判斷它們的抗寒性大小，其抗寒性大小順序為：蔥蘭＞石蒜＞晚香玉＞蜘蛛蘭。
　　
　　4參考文獻
　　
　　[1] 余本祺，周守標，羅琦，等.石蒜屬植物的藥用和觀賞利用前景[J].中國野生植物資源，2006，25（2）：29-32.
　　[2] 束際林.茶樹抗寒性葉結(jié)構(gòu)鑒定和篩選[J].中國茶葉，1992（3）：20-21.
　　[3] 鄒琦.植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000.
　　[4] 簡令成，孫德蘭，施國雄，等.不同柑桔種類葉片組織的細胞結(jié)構(gòu)與抗寒性的關(guān)系[J].園藝學(xué)報，1986，13（3）：163-168.
　　[5] 佘文琴，劉星輝.荔枝葉片細胞結(jié)構(gòu)緊密度與耐寒性的關(guān)系[J].園藝學(xué)報，1995，22（2）：185-186.
　　[6] 金研銘，徐惠風(fēng)，李亞東，等.牡丹引種及其抗寒性的研究[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)報，1999，21（2）：37-39.
　　[7] 林定波，顏秋生，沈德緒.柑桔抗羥脯氫酸細胞變異系的選擇及抗寒性研究[J].浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1999，25（1）：94-98.
　　[8] 王飛，王華，陳登文，等.杏品種花器官耐寒性研究[J].園藝學(xué)報，1999，26（6）：356-359.
　　[9] 王淑杰，王家民，李亞東，等.氧化酶活性與葡萄抗寒性關(guān)系的研究[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1996，18（2）：35-38.
　　
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