利用电导法测定雀舌黄杨和大叶黄杨的耐寒性

马俊青++卢绍辉++袁国军

摘要：用电导法对雀舌黄杨和大叶黄杨进行耐寒性测定。叶片经梯度低温处理后，随着温度降低，叶片中的电解质渗透率在逐渐升高，呈“S”曲线变化。通过Logistic方程计算半致死温度，得出雀舌黄杨的半致死温度在-23.92 ℃，大叶黄杨的半致死温度在-16.82 ℃，雀舌黄杨的耐寒性强于大叶黄杨。

关键词：雀舌黄杨；大叶黄杨；耐寒性；半致死温度

中图分类号： S718.43文献标志码： A文章编号：1002-1302（2016）05-0209-02

在城市道路绿化带及公园中随处可见由灌木组成的绿篱，本研究的雀舌黄杨和大叶黄杨是2种应用广泛的灌木，在北方城市绿化中随处可见。雀舌黄杨为常绿矮小灌木，成丛状，分枝多且密集。大叶黄杨为常绿灌木或小乔木，枝叶密生，树冠呈球状，耐修剪。当河南郑州冬季落叶乔木只剩光秃的树枝时，这2种黄杨由于有耐低温的特性为城市道路及公园点缀绿色。为讨论这2种灌木的耐低温能力，本研究采用电导法测定了2种灌木的电导率，比较它们的耐寒能力，为北方地区耐寒绿篱的选择提供参考。

1材料与方法

1.1供试材料

材料取自河南郑州紫荆山公园多年生雀舌黄杨和大叶黄杨嫁接苗，采样时间是2011年12月，每个树种分别选取3棵树，每棵树采叶样100g。采后放入4 ℃培养箱中保存。

1.1.1冷冻处理将待测叶片用去离子水清洗3次。将叶片混匀后按0、-5、-10、-15、-20、-25 ℃这7个温度梯度，装入自封袋中，每个梯度3个重复。然后放入超低温冰箱中，进行冷冻处理。以4 ℃处理作为对照，到达设定温度时保持24 h，取出后再放入4 ℃培养箱中解冻24 h[1]。

1.1.2电导率测定将解冻完成的叶片取出用去离子水清洗1次，然后将叶片去除主脉剪成碎片，放入50 mL试管中，每个试管加入20 mL去离子水，封口后放入摇床振荡24 h。用电导仪测电导率（C1）。然后将试管封口置于水浴锅中煮沸20 min，静置放凉后测煮沸电导率（C2）。每组重复3次。将4 ℃电导率作为对照（CK）。

1.1.3测定抗寒性

REL=（C1-CK）/（C2-CK）×100%。（1）

式中：REL为细胞伤害率；C1为煮前电导率；C2为煮后电导率。

Logistic方程的拐点温度即组织半致死温度值（LT50 ），可以用其估算植物的抗寒性。

Logistic方程的表达式为：

y=k/（1+ae-bt）。（2）

式中：y为细胞伤害率；t为冷冻温度；k为受冻害时REL的最大值；a、b为方程参数。

2结果与分析

2.1细胞伤害率与温度的关系

由图1可见，雀舌黄杨和大叶黄杨的细胞伤害率随着温度降低呈升高趋势。这表明随着温度降低，叶片中的电解质渗透率在逐渐升高，呈“S”形曲线变化。在0～-15 ℃时细胞伤害率缓慢上升，在-15～-20 ℃时细胞伤害率急剧升高，-20～-25 ℃时细胞伤害率趋于平缓上升。

2.2用Logistic方程计算半致死温度

将数据进行线性化处理，Logistic方程y=k/（1+ae-bt），令y1=ln[（k-y）/y]，转化为细胞伤害率（y）与处理温度（t）的直线方程。通过直线回归方法求得a、b值和决定系数r2[2] 。用Excel进行回归分析，用Logistic曲线拟合求出拐点温度，即半致死温度（LT50）[1]。

从表1、图2可以看出，雀舌黄杨的半致死温度为 -23.92 ℃，低于大叶黄杨。大叶黄杨回归方程为y=-3.165 7x-3.257 1，决定系数r2=0.903 3；雀舌黄杨回归方程为y=-2.353 1x-6.29 3，决定系数为r2=0.830 4。2种黄杨作回归方程的r2值均在0.8以上，均表现出细胞伤害率（y）与处理温度（t）之间存在显著的直线相关关系。并且雀舌黄杨随着处理温度的降低细胞伤害率较大叶黄杨的小，雀舌黄杨比大叶黄杨更具有耐寒性。

3讨论

有研究表明当植物受到逆境，细胞膜破裂，胞质的胞液外渗，此时测得相对电导率会增高，因此相对电导率REL是反映植物细胞膜系统的一个生理生化指标[3]。而电导法测植物耐寒性也是近年来运用较为广泛的一种方法，该估测方法具有快捷、灵敏的特性[4-5]，并且被多个试验验证具有可靠性。

随着温度的降低，2种黄杨的细胞伤害率均在增加，在细胞伤害率达到50%时，细胞伤害不可逆转，植物受冻害不可恢复。雀舌黄杨在-23.92 ℃时，细胞伤害率达到50%，大叶黄杨在-16.82 ℃时，细胞伤害率达到50%。表2是北方省会城市极端低温的温度及出现时间，以表2为参考来确定雀舌黄杨和大叶黄杨适宜栽培的区域。在北方省会城市，编号1～6号城市均不适合雀舌黄杨和大叶黄杨的栽培，适宜雀舌黄杨栽培的北方地区的省会城市为编号7～17号，适宜大叶黄杨栽培的北方城市编号为13～17号。

参考文献：

[1]许瑛，陈发棣. 菊花8个品种的低温半致死温度及其抗寒适应性[J]. 园艺学报，2008，35（4）：559-564.

[2]盖钧镒. 试验统计方法[M]. 北京：中国农业出版社，2000：56-59.

[3]陈爱葵，韩瑞宏，李东洋，等. 植物叶片相对电导率测定方法比较研究[J]. 广东教育学院学报，2010，30（5）：88-91.

[4]Wu M T，Wallner S J. Heat stress responses in cultured plant cells：development and comparison of viability tests[J]. Plant Physiology，1983，72（3）：817-820.

[5]Yeh D M，Lin H F. Thermostability of cell membranes as a measure of heat tolerance and relationship to flowering delay in chrysanthemum[J]. Journal of the American Society for Horticultural Science，2003，128（5）：656-660.王鹏，王净，刘社平，等. 不同有机基质配比对番茄生长发育、产量和果实品质的影响[J]. 江苏农业科学，2016，44（5）：211-213.