冷胁迫对山茶部分生理指标的影响

王玉勤 莫健彬 奉树成 赵广琦 蒋昌华

摘要[目的]筛选耐冷的山茶品种。[方法]研究正常温度（25 ℃）和低温胁迫（-10 ℃）条件下山茶品种部分耐冷生理指标（叶片相对电导率、相对含水量、可溶性蛋白含量）的变化。[结果]耐冷山茶品种在冷胁迫条件下叶片相对电导率的变化幅度明显小于不耐冷品种，而叶片相对含水量和可溶性蛋白含量的变化均大于不耐冷品种。这表明叶片相对电导率、相对含水量和可溶性蛋白含量均可作为山茶品种耐冷性的筛选指标。[结论]该研究结果可为山茶耐冷品种的进一步筛选提供理论依据，也为其他园林植物的耐冷筛选提供了理论指导。

关键词山茶；冷胁迫；生理指标

中图分类号S601文献标识码A文章编号0517-6611（2017）10-0011-02

Effects of Cold Stress on Some Physiological Indices of Camellia

WANG Yuqin1，MO Jianbin1，2，FENG Shucheng1，JIANG Changhua1，2* et al

（1.Shanghai Botanical Garden， Shanghai 200231；2.Shanghai Engineering Research Center of Sustainable Plant Innovation， Shanghai 200231）

Abstract[Objective] To screen out coldtolerant cultivars of Camellia.[Method] The changes of some coldresistant physiological indices（relative electrical conductivity， relative water content， soluble protein content in the leaves） of Camellia under the conditions of normal temperature and low temperature （-10 ℃） were studied. [Result] Under the conditions of cold stress， the variation of relative electrical conductivity in the leaves of coldresistant Camellia cultivars was less than that of coldsensitive Camellia cultivars， but the variation of relative water content and soluble protein content in the leaves of coldresistant Camellia cultivars was higher than that of coldsensitive Camellia cultivars. These results showed that relative electrical conductivity， relative water content， soluble protein content in the leaves could be used as the indices for selecting the coldresistant cultivars of Camellia. [Conclusion] The research results can provide theoretical basis for further screening out coldresistant cultivars of Camellia and other ornamental plants.

Key wordsCamellia；Cold stress；Physiological index

我國山茶属（Camellia）植物约18类238种[1]。根据国际山茶协会登录标准进行划分，山茶品种分为6个花型：单瓣型、半重瓣型、托桂型、牡丹型、玫瑰重瓣型、完全重瓣型。花色划分为白色系、红色系和复色系3类。山茶属起源于中南半岛和我国云南、广西南部的热带地区[2]。山茶喜爱温暖湿润的气候，抗寒性、耐热性均较差。冻伤或局部冻害会引起山茶品种落花落叶，膨大的花苞不能绽放，从而影响其观赏和来年的正常生长[3]。

调查发现，山茶属在长三角地区的城市绿地中应用的种类只有40多个品种，仅占栽培品种的不足5%，其中上海地区冬季的极端低温也是茶花生长的不利因子。然而，有关长三角地区山茶植物品种耐冷生理指标检测鲜见报道。笔者通过比较山茶品种部分耐冷性指标来筛选耐冷山茶品种，以期为上海地区山茶品种的应用提供优良品种。

1材料与方法

1.1材料

通过田间物候记录与观察，从上海植物园引种的山茶品种中选取8个耐冷性能存在明显差异的山茶品种，于春季（25 ℃，作为常温对照）及冷胁迫（-10 ℃）条件下处理5 h后，剪取其成熟程度相当的叶片用于试验。参试山茶品种及其耐冷性见表1。

1.2方法

生理指标的检测均在常温与冷胁迫（-10 ℃）条件下进行，试验重复3次。

1.2.1叶片相对电导率的测定。

将叶片均匀剪碎（不取中脉），称取0.2 g碎叶片置于有盖子的试管中，加入10 mL去离子水，虚掩盖子，真空机抽气15 min，室温下静置30 min（在此期间轻摇1次）后，使用DDS-11A型电导率仪测定电导值。沸水中水浴10 min，取出后于冷水中水浴、冷却至室温，轻摇后测定绝对电导值，并计算相对电导率，以1 g鲜重占有叶片相对电导率表示电导值（单位为%/g）。

1.2.2叶片相对含水量的测定。

称取0.2 g碎叶片置于小型称量瓶中，于干燥烘箱中杀青30 min（105 ℃），然后调至80 ℃烘至恒重，取出后在干燥器中冷却至室温，称其干重，计算相对含水量，按鲜重计算。

1.2.3叶片可溶性蛋白含量的测定。

称取0.2 g碎叶片，加入1 mL蒸馏水和少许石英砂，在冰浴中充分研磨后再加1 mL蒸馏水洗涤。4 ℃、1 200 r/min离心20 min，吸取上清液，备用。采用考马斯亮兰染色法测定蛋白含量，对照Bradford法制定的蛋白质标准曲线确定样品浓度。

2结果与分析

2.1冷胁迫对山茶叶片相对电导率的影响

冷胁迫引起细胞膜受损，质膜过氧化加剧，质膜透性增大，细胞内原生质外渗加剧，其中外渗的离子等物质导致叶片相对电导率上升，而叶片相对电导率上升值与品种耐冷性呈负相关[4-5]。由表2可知，耐冷性弱的山茶品种烈香与皮斯经过低温胁迫后其相对电导率与常温下的变化幅度（相对电导率上升值百分比）明显高于其他耐冷品种。

品种烈香和皮斯的相对电导率的变化幅度较小，而品种纽西奥、克瑞姆、六角大红相对电导率的变化幅度较大。由此可见，各参试山茶品种的耐冷性由强到弱依次为皮斯、烈香、花露珍、荷尔、克瑞姆、纽西奥、胭脂牡丹、六角大红。

2.2冷胁迫对山茶叶片相对含水量的影响

植物叶片在受到冷胁迫后，会出现生理失水现象。耐冷山茶品种的持水能力强于不耐冷品种，具体表现在叶片相对含水量略有升高，相对含水量上升越明显，山茶品种就越耐冷，而不耐冷品种的叶片持水能力差，在冷胁迫过程中山茶的相对含水量未明显上升或略有下降[6]。由表3可知，山茶品种烈香和皮斯相对含水量的变化较大，品种六角大红、纽西奥、胭脂牡丹叶片相对含水量的变化较小。各参试山茶品种的耐冷性由强到弱依次为烈香、皮斯、花露珍、荷尔、克瑞姆、六角大红、纽西奥、胭脂牡丹。

2.3冷胁迫对山茶叶片可溶性蛋白含量的影响

冷胁迫条件下植物可溶性蛋白含量可反映植物耐冷性，因为在冷胁迫进程中植物受冷激后大量合成热激蛋白、抗氧化酶（如SOD、POD、CAT等），这些应激蛋白都属于可溶性蛋白。耐冷品种合成的应激蛋白多于不耐冷品种，因而耐冷品种在冷胁迫进程中可溶性蛋白含量增加，而不耐冷品种的可溶性蛋白含量上升不明显或甚至下降，所以可溶性蛋白含量与品种耐冷性相一致[4]。该研究结果表明，山茶品种叶片可溶性蛋白含量的变化与其耐冷性基本吻合，可作为山茶品种耐冷性鉴定指标之一。由表4可知，品种烈香和皮斯叶片可溶性蛋白含量的变化较大，品种六角大红和纽西奥的变化较小，而品种胭脂牡丹的叶片可溶性蛋白含量变化略有下降。各参试山茶品种的耐冷性由强到弱依次为烈香、皮斯、荷尔、花露珍、克瑞姆、纽西奥、六角大红、胭脂牡丹。

3讨论与结论

冷胁迫对植物组织的损伤主要是使细胞膜受损，引发细胞生理、代谢的功能出现障碍。植物在受到冷胁迫时，细胞膜过氧化进程加剧，膜选择透性混乱，细胞膜孔隙增大，细胞内容物包括导电离子大量外泄，导致组织渗出液的电导率增加[6]。笔者通过检测组织渗出液电导率的变化来判断山茶品种细胞受害程度，从而判断山茶品种的耐冷性。不耐冷品种质膜受损严重，外渗也严重，渗出液电导率明显上升，而耐冷品种情况相反，相对电导率变化不明显。因此，叶片相对电导率是山茶品种最常用的耐冷性测定方法。

在冷胁迫条件下，一般植物都会表现在叶片持水能力下

降，水分流失，出现生理缺水，叶片含水量下降。对耐冷品种而言，其叶片持水能力较强，山茶叶片的相对含水量略有上升。

不耐冷品种叶片失水更为严重，叶片含水量上升不明显或甚至略有下降[6]。因此，植物叶片相对含水量与山茶品种的耐冷性

有一定的相关性。

在冷胁迫处理开始阶段，不耐冷品种也产生少量热激蛋白、抗氧化酶等可溶性蛋白，但随后这些蛋白的合成受阻，最终表现在可溶性蛋白含量上升不明显甚至略有下降。耐冷品种的抗冷能力强，开始阶段对冷胁迫反应相对滞后。随着冷胁迫时间的延长，耐冷品种的可溶性蛋白合成增加，表现为其含量升高[4]。该研究結果表明，在冷胁迫进程中耐冷山茶品种的可溶性蛋白含量上升较明显，而不耐冷山茶品种的可溶性蛋白含量上升不明显，甚至略有下降。

上述生理生化指标在常温与冷胁迫过程中的变化趋势与山茶品种田间耐冷表现基本吻合，可作为山茶品种耐冷性筛选指标。该研究结果也可为其他园林植物的耐冷指标筛选，为园林植物耐冷筛选生理指标体系的建立奠定了基础。

参考文献

[1] 张宏达，任善湘.中国植物志（第49卷第3分册）[M].北京：科学出版社，1998.

[2] 闵天禄.世界山茶属的研究[M].昆明：云南科技出版社，2000.

[3] 庄瑞林.中国山茶[M].海口：海南人民出版社，1989.

[4] 徐琼，师桂英，贺新红，等.低温处理对观赏百合种球碳水化合物及蛋白质代谢的影响[J].甘肃农业大学学报，2010，45（3）：74-80.

[5] 张忠宝，刘丽华，李大成.低温处理对紫苏生理指标的影响[J].安徽农业科学，2012，40（24）：12022，12074.

[6] 邓雪柯，乔代蓉，李良，等.低温胁迫对紫花苜蓿生理特性影响的研究[J].四川大学学报（自然科学版），2005，42（1）：190-194.