石河子地区几种宿根花卉抗寒特性研究

谢晓婷，韩卫民，何廷，闫振国，罗钱

(石河子大学农学院，新疆 石河子 832000)

宿根花卉具有一次栽培多年生长结实特性；具有适应性强、抗性强等特点；且管理较粗放、省工、省力、成本低、见效快、成活力强、群体效果好[1]。近年来，多个植物园、园林科研所等部门积极开展宿根花卉的引种栽培、育种驯化工作，丰富城市景观，使城市面貌赏心悦目。

新疆地处寒冷地区，无霜期短，冬季寒冷漫长，夏季空气干燥炎热，昼夜温差大。气候原因导致我区的绿化受到了一定程度限制，尤其是植物抗寒性的强弱对其配置应用有很大的限制作用。目前低温已成为影响宿根花卉在新疆种植繁衍的第一大不利因素[2]，因此研究本地区宿根花卉的抗寒性已成为迫切需要解决的问题。为减少盲目引种而导致资金浪费，急需对引进的优良绿化植物种类进行抗寒性研究，为寒冷地区园林植物应用和引种栽培提供重要的理论和实践意义。

现有的大量关于宿根花卉抗寒性研究报道，多采用电导率法[3-6]、游离脯氨酸测定[7-9]、可溶性蛋白质含量测定[10]、POD 活性测定[9]、超氧化物歧化酶(SOD)活性测定[10-13]等方法。植物的抗寒性是其生理生化特征综合作用的遗传表现，因此，单一抗寒指标难于判断植物对寒冷的综合适应能力，应结合更多植物组织(如叶片、枝条)、更多抗寒性生理生化指标综合分析评价植物的抗寒能力，使结果更为科学[8]。

本文通过对石河子地区引种的德国鸢尾、溪荪鸢尾、八宝景天、黄景天、萱草、玉簪、早小菊7 种宿根花卉的电解质渗出率、游离脯氨酸含量、丙二醛含量、蛋白质含量4项指标进行测定和分析，确定其抗寒性状况，分析抗寒性强弱，以期为其他地区的城乡环境建设提供参考。

1 试验材料和方法

2017年6月采摘石河子园林研究所引种栽培的7种宿根花卉叶片：德国鸢尾(Irisgermanica)、溪荪鸢尾(I.sanguinea)、八宝景天(SedumspectabileBoreau)、黄景天(Sedummarganianum)、萱草(HemerocallisStelladeoro)、玉簪(Hostaplantaginea)、早小菊(Dendranthemamorifolium)。将叶片在20 ℃、5 ℃、-5 ℃、-15 ℃、-25 ℃ 5种温度下处理15 h；其中20 ℃为室温做对照，每种植物重复3次，测定各项生理指标。采用邹琦[14]的方法进行游离脯氨酸含量和丙二醛含量的测定，并采用电导率法[14]测定电解质渗出率；采用考马斯亮蓝G-250法[14]测定可溶性蛋白质含量。

2 结果与分析

2.1 低温胁迫对几种宿根花卉渗出率的影响

膜系统是植物受低温胁迫的关键结构，在低温胁迫下植物细胞电解质渗出的多少反映了其受害的程度。电解质渗出率(即相对电导率)可反映细胞膜透性的变化，并可作为判断植物抗寒性大小的指标[15，16]。

通过不同温度下对7种宿根花卉电解质渗出率进行测定，表明7种宿根花卉的电解质渗出率不同，但也呈现一定的规律。

图1 不同低温胁迫下几种宿根花卉叶片的电解质渗出率

如图1所示，7种宿根花卉的相对电导率随处理温度的降低呈增加趋势，说明随着温度的降低，细胞膜造成的损伤越大。在降温初期(20～-5 ℃)电导率增加较为缓慢，表明在这个阶段植物本身具有抗寒能力。在5～-15 ℃，电导率急剧上升，7种宿根花卉电导率的具体变化幅度均有差异。在-5 ℃时，溪荪鸢尾、早小菊渗出率最高，玉簪、八宝景天、黄景天次之，它们之间差异不大，萱草和德国鸢尾渗出最低。在-15～-25 ℃，渗出率上升幅度趋于平稳，-25 ℃时早小菊渗出率最高，萱草渗出率相对最低。说明这7种宿根花卉在温度-5～-15 ℃之间膜的完整性和稳定性遭到破坏。由以上分析可得7种宿根花卉中抗寒力较强的是萱草和德国鸢尾，早小菊和溪荪鸢尾的抗寒力较差。

2.2 低温胁迫对几种宿根花卉游离脯氨酸含量的影响

脯氨酸(Pro)是植物蛋白质的组分之一，并且可以游离状态广泛存在于植物体中。在逆境条件下，植物体内游离脯氨酸的含量显著增加，在一定程度上反映了植物的抗逆性。因此游离脯氨酸含量可以作为抗性育种的生理指标。

通过7种宿根花卉在不同低温胁迫下与室温对照做比较的游离脯氨酸含量增益百分率分析，如图2所示。在5 ℃时玉簪的游离脯氨酸含量增益最高；早小菊、萱草、八宝景天次之，它们的游离脯氨酸含量增益差异不大；5 ℃与-15 ℃之间几种宿根花卉的游离脯氨酸含量增益变化不大。-25 ℃时萱草、玉簪、德国鸢尾的游离脯氨酸含量增益较高，溪荪鸢尾、早小菊、黄景天次之，八宝景天较低。综合分析可得7种宿根花卉中萱草和德国鸢尾抗寒力较强，早小菊和溪荪鸢尾的抗寒力较差。

图2 不同低温胁迫下几种宿根花卉游离脯氨酸含量与CK对比的增益

2.3 低温胁迫对几种宿根花卉丙二醛含量的影响

植物器官衰老或在逆境下遭受伤害，往往发生膜脂过氧化作用，丙二醛(MDA)是膜脂过氧化作用的最终分解产物，其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度[17]。7种宿根花卉在不同低温胁迫下与室温对照做比较的丙二醛含量增益百分率分析，如图3所示。7种宿根花卉在低温胁迫下，在5 ℃时玉簪、早小菊、溪荪鸢尾、八宝景天与室温对照做比较的丙二醛含量增益较高，黄景天较低。黄景天的丙二醛含量增益从5 ℃开始逐步上升，-15 ℃时达到最高，低于-15 ℃时开始下降。德国鸢尾和萱草的丙二醛含量增益随温度降低而逐渐升高，在-25 ℃时丙二醛含量增益最高，其他宿根花卉丙二醛含量增益较低，并且之间差异不大。根据丙二醛增益情况可知，每种植物在低温处理下均会受到不同程度的伤害。综合分析可得7种宿根花卉中萱草和德国鸢尾抗寒力较强，早小菊的抗寒力较差。

图3 不同低温胁迫下几种宿根花卉丙二醛含量与CK对比的增益

2.4 低温胁迫对几种宿根花卉可溶性蛋白质含量的影响

植物体内可溶性蛋白质含量与其抗寒性有关，遭受低温胁迫的植物，体内可溶性蛋白含量会有所增加[18]。本试验通过对7种宿根花卉可溶性蛋白质含量的测定，得到结果如图4。不同低温胁迫下几种宿根花卉的可溶性蛋白含量不同。其中，萱草的可溶性蛋白含量在低温胁迫下变化不大，且高于其他几种宿根花卉。德国鸢尾、黄景天、溪荪鸢尾、八宝景天的可溶性蛋白含量较高；玉簪和早小菊可溶性蛋白含量随着低温胁迫的增加变化大，较其他几种宿根花卉最低。溪荪鸢尾和早小菊可溶性蛋白含量随着低温胁迫的不断加剧表现出先升后降的趋势，在5 ℃时达到最大值，原因可能是降温初期，可溶性蛋白的积累有助于宿根花卉抗寒性的提高，可溶性蛋白含量开始下降，说明此时宿根花卉已出现胁迫。综合分析可得，萱草的抗寒能力最好；其次是德国鸢尾、黄景天、八宝景天、溪荪鸢尾，它们之间差异不大；玉簪和早小菊抗寒能力较差。

图4 不同低温胁迫下几种宿根花卉蛋白质含量

3 讨论与结论

在不同低温胁迫下，随着温度的降低不同品种宿根花卉的电解质渗出率和可溶性蛋白质含量升高，游离脯氨酸和丙二醛含量与对照相比不同程度增加，增益变化不尽相同。电解质渗出率越小，可溶性蛋白质含量愈多，则宿根花卉的抗寒性越好，反之抗寒性越差。游离脯氨酸和丙二醛都是渗透调节物质，在逆境胁迫下游离脯氨酸和丙二醛的含量升高有利于植物体对逆境胁迫的抵抗，从而在一定程度上都可增强宿根花卉对胁迫环境的适应性。

通过试验得到，萱草的电解质渗出率最小，游离脯氨酸和丙二醛的含量增益和可溶性蛋白质含量最高；早小菊的电解质渗出率最大，游离脯氨酸和丙二醛的含量增益和可溶性蛋白质含量最低；其他5种宿根花卉差异不大。经过以上4项指标的综合分析， 7种宿根花卉中抗寒力最强的是萱草，早小菊的抗寒力最差，德国鸢尾、黄景天、八宝景天、玉簪、溪荪鸢尾都具有一定的抗寒性，且之间差异不大。试验结果表明，德国鸢尾、黄景天、八宝景天、玉簪、溪荪鸢尾抗寒性较强，均能在石河子市越冬，且适应性良好，引种栽培是成功的。本试验结果为石河子市宿根花卉引种栽培工作提供了依据，在植物繁殖及栽培技术方面发挥重要作用。鉴于宿根花卉的诸多优点，今后应继续引种栽培优良宿根花卉，为本市园林绿化提供植物景观材料。

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