电导率结合Logistic方程测定14个杜鹃品种的耐热性

何丽斯　李畅　陈尚平　肖政　黄志刚　仲少华　苏家乐

摘要：运用电导率结合Logistic方程对14个杜鹃品种进行耐热性研究。结果表明，14个杜鹃品种离体叶片经温度梯度处理后，细胞伤害率与处理温度之间呈现“S”型曲线，通过显著性检验，符合Logistic方程。根據公式得出14个品种的高温半致死温度（high lethal temperature 50，简称HLT50）在5072～5769 ℃之间。依据高温半致死温度，在这14个品种中，耐热性较强的品种有胭脂蜜、瑶妃、白常春、晓霞；其次为西子妆、玉堂春、江南春早、常春4号、卧龙1号和粉红泡泡；耐热性较弱的是宝玉、春樱、若姪子和小莺。

关键词：杜鹃花；耐热性；高温半致死温度；Logistic方程；电导率；耐热品种资源

中图分类号： S6852101文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2017）21-0132-02

收稿日期：2016-08-04

基金项目：江苏省农业科技自主创新资金编号：CX（14）2026]；苏州市农业科技支撑项目（编号：SNG201405）；泰州市科技支撑计划（编号：TN201507）。

作者简介：何丽斯（1981—），女，广东中山人，博士，副研究员，主要从事观赏植物生物工程及生理方面的研究。Tel：（025）84390223；E-mail：alicehelisi@foxmailcom。

通信作者：苏家乐，硕士，研究员，主要从事花卉苗木品种选育及栽培技术研究。E-mail：sujl66@aliyuncom。

近年来，由于全球气温持续升高，夏季高温已经成为制约植物生长和发育的关键环境因子之一，而城市热岛效应使园林植物面临更严峻的高温逆境挑战1]，因此筛选耐热性强的园林植物种类是许多学者关注的重点内容之一。在植物耐热性评价方法中，植物的高温半致死温度（high lethal temperature 50，简称HLT50）是非常有效的评价指标，研究结果表明，电导率结合Logistic方程计算得到高温半致死温度是一种常用且便捷的方法2-4]。本试验通过测定14个杜鹃品种在温度梯度处理下的离体叶片相对电导率，结合Logistic方程，确定其高温半致死温度，初步评价其耐热性，为筛选合适的园林用杜鹃品种资源提供理论基础和实践依据。

1材料与方法

11试验材料

本试验选用14个杜鹃花品种，分别为西子妆、宝玉、玉堂春、小莺、常春4号、江南春早、卧龙1号、粉红泡泡、晓霞、瑶妃、若姪子、春樱、白常春、胭脂蜜。试验材料均为1年生的盆栽苗，选取一定部位生长、叶龄相似的健康叶片进行试验。

12试验方法

细胞伤害率的测定采用电导率（electric conductivity，简称EC）方法。用去离子水将叶片洗净、擦干，避开主脉，用直径为06 cm打孔器在叶片上取20个小圆片，置于50 mL试管中，加双蒸水20 mL，室温震荡浸提2 h后，测定初始电导率EC0（用于消除本底干扰），然后分别置于30、35、40、45、50、55、60、65、70 ℃下水浴30 min，室温冷却后测定电导率EC1，最后沸水浴15 min，室温冷却后测定电导率EC2，各处理分别重复3次。按以下公式计算叶片的相对电导率，即细胞伤害率（%）：

细胞伤害率=（EC1―EC0）（EC2―EC0）×100%。

13Logistic方程参数的确定及高温半致死温度

处理温度与细胞伤害率的关系可以用Logistic方程y=k（1+ae-bt）来拟合，其中y表示细胞伤害率，%；t表示处理温度，℃；k表示细胞伤害的饱和容量；a、b为方程参数5]。为确定a、b值，可将Logistic方程进行线性处理，即ln（k-y）y]=lna-bt，令y′为转化细胞伤害率（%），且y′= ln（k-y）y]，则处理温度与细胞伤害率的Logistic方程可以转变为处理温度与转化细胞伤害率（y′）的直线方程。由于本试验的细胞伤害率消去了本底干扰，因而可令k值为1006]。在通过直线回归求得a、b值及相关系数R2的基础上，计算Logistic方程的拐点温度T=lnab，此时拐点温度T是高温半致死温度（HLT50）7]。

14数据处理与分析

应用SPSS 180与Excel 2003对数据进行处理、分析与作图。

2结果与分析

21细胞伤害率与处理温度的“S”形曲线关系

由图1可知，14个杜鹃品种的叶片在不同温度处理下，细胞膜遭到不同程度的破坏，并随着温度升高损伤越严重，细胞膜透性越大，最终导致细胞伤害率增大。14个杜鹃品种的叶片细胞伤害率表现出一致规律，缓慢增加-迅速增加-缓慢增加，呈现典型的“S”形曲线，只是不同的品种细胞伤害率增加的速率存在一定的差异。当处理温度为50 ℃时，其中小莺、常春4号和若姪子的细胞伤害率迅速上升；其他品种细胞伤害率则是在55～60 ℃高温处理下急剧增加。65 ℃以后大部分杜鹃品种叶片的细胞伤害率缓慢增加，此时细胞严重受损，细胞伤害率在70%以上。

22 Logistic方程参数及高温半致死温度的确定

图2为转化细胞伤害率（y′）与处理温度（t）的关系，通过直线回归求得a、b、R2，并由Logistic方程求得拐点T=lnab，此时T值即为高温半致死温度（表1）。由表1可知，14个杜鹃品种的高温半致死温度范围在50～58 ℃之间。高温半致死温度是判断植物耐热性强弱的重要指标之一，高温半致死温度越高，则植物的耐热性越强，反之亦然。其中，胭脂蜜、瑶妃、白常春、晓霞的耐热性较强，HLT50在56～58 ℃之间；其次是西子妆、玉堂春、江南春早、常春4号、卧龙1号、粉红泡泡，HLT50（℃）在54～56 ℃之间；宝玉、春樱、若姪子和小莺较弱，HLT50（℃）在50～54 ℃之间。endprint

3结论与讨论

夏季高温是胁迫植物生长发育的关键环境因子之一。在高温胁迫下，植物细胞原生质膜遭到破坏，细胞膜透性增大，从而使细胞内电解质外渗，导致植物细胞伤害率增大8]。在温度梯度处理下，植物细胞伤害率曲线一般呈现“S”形，结合Logistic方程求出“S”形曲线的拐点温度T=（lna）b，能较准确地估计出植物的高温半致死温度（HLT50），可作为反映植物耐热性的一个重要指标9]，是一种灵敏、快捷的估测植物耐热性的方法10]。该方法已经广泛应用在四季秋海棠11]、万CM（25]寿菊12]、茶花13]等多种观赏植物的研究中。应用电导率结合Logistic方程初步评价植物的耐热性是简单快捷的方法，但是对杜鹃耐热性评价的研究还不普遍，所见文献不多。本试验结果表明，14个杜鹃品种离体叶片在不同梯度高温处理下，细胞伤害率与处理温度执行呈现“S”形曲线，通过显著性检验，符合Logistic方程。由于试验结果是在离体条件下测定的，高温半致死温度不一定能确切反映杜鹃花的耐热性，但至少可以反映出各个品种之间相对的耐热性差异，能为这些品种的园林应用提供参考意见14]。

参考文献：

1]ZK（#]蒋昌华，胡永红，秦俊 高温胁迫对月季品种部分生理指标的影响研究J] 种子，2008，27（6）：31-34，38

2]Nagarajan S，Bansal K C Measurement of cellular membrane thermostability to evaluate foliage heat tolerance of potatoJ] Potato Research，1986，29（1）：163-167

3]Chen W L，Yang W J，Lo H F，et al Physiology，anatomy，and cell membrane thermostability selection of leafy radish （Raphanus sativus var oleiformis Pers） with different tolerance under heat stressJ] Scientia Horticulturae，2014，179：367-375

4]陈燕，刘东焕，陈进勇，等 6种观果植物的耐热性研究J] 中国农学通报，2015，31（16）：32-36

5]张文娟，李连国，田东方 应用Logistic方程测定景天植物的耐热性J] 内蒙古农业大学学报（自然科学版），2013，34（3）：46-48

6]宋云鹏，刘凯歌，龚繁荣 不同生菜品种苗期耐热性的综合评价J] 浙江农业学报，2015，27（2）：176-181

7]黄伊凡，戴国礼，慕自新 电导法结合Logistic方程鉴定不同枸杞种质的耐热性研究J] 西北农业学报，2016，25（7）：1017-1023

8]Wahid A，Gelani S，Ashraf M，et al Heat tolerance in plants：an overviewJ] Environmental and Experimental Botany，2007，61（3）：199-223

9]张月雅，刘明磊，颜小梅，等 4种蕨类植物耐热性测定J] 吉林农业大学学报，2015，37（3）：313-316

10]ZK（#]李秀玲，刘君，宋海鹏，等 应用 Logistic方程测定 13种观赏草的耐热性研究J] 江苏农业科学，2010（3）：184-186

11]ZK（#]常仁杰 高温胁迫下两种叶色四季秋海棠的生理生化响应研究D] 臨安：浙江农林大学，2013：15-20

12]田治国 万寿菊属植物耐热性与抗旱性的评价及生长生理特性的研究D] 杨凌：西北农林科技大学，2012：21

13]张亚利，李健，奉树成 5个茶花新品种的耐热性分析J] 江西农业学报，2014，26（1）：32-34

14]廖金，周泓，刘冰 夏季城市绿地中不同遮阳条件下杜鹃叶温变化及其生理响应J] 北方园艺，2013（7）：74-77endprint