济南引种木芙蓉品种的耐低温研究

2015-12-23张凡赵兵薛春荣

山东农业科学 2015年10期

张凡　赵兵　薛春荣

摘要：木芙蓉花大色丽，具有很好的观赏价值，而且还具有药食用、净化空气、防止水土流失等重要的经济和生态应用价值。木芙蓉在北方引种只要根部能安全越冬，来年就能重新发枝、开花。为明确引进的8个木芙蓉品种能否在济南安全越冬，本研究共设5、0、-5、-10、-15℃五个温度梯度，测定了低温处理后各品种根系的相对电导率、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、POD活性以及半致死温度LT₅₀。结果表明，低温处理后牡丹红、大红和杭州牡丹粉品种根系的相对电导率变化较小，可溶性糖含量、游离脯氨酸含量以及POD活性较高，LT₅₀较低，分别为-13.68、-12.21、-11.34℃，抗寒性较强，可以在济南安全越冬。

关键词：木芙蓉；引种；低温处理；根系；生理指标；济南

中图分类号：S685.990.22

文献标识号：A

文章编号：1001-4942（2015）10-0032-04

木芙蓉（Hibiscus mutabilis Linn.）也称芙蓉花、地芙蓉、华木、木莲、三变花，锦葵科木槿属落叶灌木或小乔木，其花盛开于晚秋，清姿雅质，如锦似绣，非常美丽。木芙蓉拥有盘根错节的根系，能够防止水土流失；其叶片、叶柄、花萼等密被星状毛和短柔毛，能够吸附空气中的小颗粒，净化空气，是一种非常好的园林观花树种。

木芙蓉原产于我国，喜温暖湿润的环境，在四川、云南、湖南等地分布较多，尤其以成都最多；已在杭州、南宁引种成功。北方引种的木芙蓉地上部分多无法越冬，但只要根部能够安全越冬，来年又可抽出新枝，正常开花。为了增加济南的花卉品种资源，提升绿化美化品味，改善园林生态环境，济南市园林苗圃从成都、长沙等地引入了8个木芙蓉品种。为明确这8个品种的耐受低温及其能否在济南安全越冬，本试验以其根系为试材，设置-15～5℃的低温处理，研究低温对各品种根系耐寒性指标的影响，以期为其在北方地区的引种与安全越冬管理提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验材料

8个木芙蓉品种，分别为从成都植物园引进的百日华彩、大红、牡丹粉、牡丹红、醉芙蓉、大花秋葵（草本木芙蓉）和从杭州、长沙引进的杭州牡丹粉、长沙牡丹红，均在济南森林公园管理处苗圃内进行扦插、繁殖。

1.2试验设计与测定方法

选择生长健壮的木芙蓉植株，对其根系进行采样，分别用自来水、蒸馏水冲洗，用吸水纸吸干表面水分，分别装入密封的自封袋。参照文献[4]的方法，将分装好的材料分别置于5（对照）、0、-5、-10、-15℃的YT-10C型恒温循环器中，处理24 h后取出放入4℃冰箱解冻12h，备用。每个处理重复3次。

细胞膜透性利用电导率法测定，在电导率仪DDS-307上进行；可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定；脯氨酸含量采用磺基水杨酸法测定；POD活性采用愈创木酚法测定，以每分钟吸光度值变化0.01为1个酶活性单位（U）。

1.3抗寒性评价

采用抗逆性综合评价方法——隶属函数法对木芙蓉品种的抗寒性进行综合评价。首先需对各指标的原始试验数据进行定量转换。

当生理指标与植物抗寒性呈正相关关系，则隶属函数值的计算公式为：

X（u）=（X-X_min）/（X_max-X_min）；

当生理指标与植物抗寒性呈负相关关系，则隶属函数值的计算公式为：

X（u）=1-（X-X_xin）/（X_max-X_min）。

式中X为某一生理指标的测定值；X_min为某一生理指标测定值中的最小值；X_max为某一生理指标测定值中的最大值；X（u）为某一生理指标的隶属函数值。

2结果与分析

2.1低温处理对木芙蓉根系相对电导率的影响

温度越低对细胞膜造成的损伤越大，细胞膜的透性越大，导致细胞内电解质渗出越多，相对电导率（REC）也越大。由表1看出，低温处理后，长沙牡丹红、百日华彩、大花秋葵三个品种木芙蓉根系的相对电导率均在-10℃时大幅增长，而在-15℃略有下降；其它品种木芙蓉根系的相对电导率则均随温度的降低而逐渐升高，至-15℃时，REC值由小到大分别为牡丹红、大红、杭州牡丹粉、醉芙蓉、牡丹粉。

2.2低温处理对木芙蓉根系可溶性糖含量的影响

可溶性糖是植物细胞内抵御冷害和冻害胁迫的保护性物质。由表2可知，8个木芙蓉品种根系的可溶性糖含量均随温度的降低呈先升高后降低的变化趋势；其中，杭州牡丹粉、大红和牡丹红均在-10%时达到最大值，其余5个品种则均在-5℃时达到最大值。

2.3低温处理对木芙蓉根系游离脯氨酸含量的影响

许多研究报道，植物在遭受逆境胁迫时，体内的游离脯氨酸含量增加。由表3可知，8个木芙蓉品种根系的游离脯氨酸含量均随处理温度的降低呈先升高后降低的变化趋势；牡丹红、大红、杭州牡丹粉三个品种木芙蓉根系的游离脯氨酸含量均在-10℃时达到最大值，其它五个品种则均在-5℃时达到最大值。

2.4低温胁迫对木芙蓉根系POD活性的影响

POD是调节细胞内H₂O₂的主要酶类，可将H₂O₂转化为H₂O，从而达到保护机体的作用，其活性与抗寒性密切相关。由表4可知，8个木芙蓉品种根系的POD活性均随处理温度的降低呈先升高后降低的变化趋势；杭州牡丹粉、大红、牡丹粉、牡丹红4个品种在不同低温处理下POD活性均较高，且均在-10℃时达到最大值；百日华彩、大花秋葵、长沙牡丹红、醉芙蓉在各低温处理下的POD活性均较低，且均在-5℃时达到最大值，之后明显降低。endprint

2.5不同木芙蓉品种的半致死温度

半致死温度（LT₅₀）是衡量植物抗寒性的重要指标之一，应用电导法结合Logistic方程能较准确地估计出植物组织的半致死温度。本文以Logistic方程对不同木芙蓉品种根系的电解质渗透率变化曲线进行拟合，通过求拐点温度得到不同品种的半致死温度，见表5。可见，拟合方程的R²值均较高，拟合度均较好。8个木芙蓉品种中，牡丹红、大红、杭州牡丹粉3个品种的LT₅₀分别为-13.68、-12.21、-11.34℃，均低于-10℃，抗寒性较强；其余品种的LT₅₀均在-9.86～-6.76℃之间，抗寒性也较好。

2.6木芙蓉抗寒性综合评价

根据8个木芙蓉品种室内低温处理下测得的相对电导率、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、POD活性、半致死温度，利用隶属函数法对木芙蓉品种的抗寒性进行综合评价。隶属度平均值越大，抗寒性越强。由表6可以看出，8个木芙蓉品种的抗寒性强弱顺序为：牡丹红>大红>杭州牡丹粉>醉芙蓉>牡丹粉>长沙牡丹红>百日华彩>大花秋葵。

3小结

木芙蓉在北方露地种植，冬季地上部分多受冻害萎焉、脱落，而地下部分若能安全越冬，翌年春天又可从根部萌发新梢。本试验从根系相对电导率、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、POD活性及半致死温度等方面，评价了济南引种的8个木芙蓉品种的根系抗寒性。结果表明，8个品种的根系抗寒性强弱顺序为：牡丹红>大红>杭州牡丹粉>醉芙蓉>牡丹粉>长沙牡丹红>百日华彩>大花秋葵，LT₅₀在-13.68～-6.76℃之间；其中，牡丹红、大红、杭州牡丹粉各评价指标的表现均较好，LT₅₀分别达到-13.68、-12.21、-11.34℃，抗寒性最好。根据济南气象局提供的近20年数据统计，济南地区冬季低温大部分在-5～-7℃左右，而且持续时间不连续；偶有-10～-15℃的低温，但持续时间短。可见，在正常年份，引种的8个木芙蓉品种根系均可在济南安全越冬，表明能够在济南成功引种驯化木芙蓉。

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