桂花百科_桂花树种植技术_咸宁桂花镇贴吧论坛

咨询购买:400-000-2370 值班经理:13554059755
查看: 2922|回复: 0

部分桂花品种的耐寒性研究_邱乾栋

[复制链接]

5

主题

17

帖子

48

积分

桂花种子

Rank: 1

积分
48
发表于 2014-5-14 10:13:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
    摘要:对6个桂花品种的离体叶片进行人工冷冻处理,通过测定其相对电导率、SOD、POD活性研究其抗寒机理。结果表明,低温胁迫下电导率变化呈现“S”曲线,在-12℃以下变化不明显,但其后急剧升高,各品种的半致死温度在-15.67℃ ~ -17.54℃之间;SOD、POD随温度降低呈现降低、升高、再降低的趋势。供试品种耐寒性差异不显著,速生金桂、朱砂丹桂和小叶四季桂叶片耐寒性较强。除低温外,空气湿度也是植物越冬的限制因素之一。
    桂花Osmanthus fragrans是我国十大传统名花之一,其形、色、香、韵俱佳,栽培历史悠久,是一种绿化、美化、香化三者密切结合,观赏和实用兼备的优良园林树种,在我国古典园林和现代园林中的应用十分广泛,同时也是传统的芳香植物,在香料、药材、食品工业方面也有很大的利用价值,从而深受人们的厚爱。
    山东是桂花露地栽培的北缘。在北方地区,桂花的栽培受到低温的限制,露地栽培很难大面积推广,低温伤害成为其主要限制因素(杨康民等,2000)。我国目前已获得木犀属(桂花)品种国际登录权威,在桂花品种分类逐渐完善的条件下,开展桂花的生理研究很有必要,一方面为桂花的抗冻机理研究提供一些参考,另一方面将有助于抗冻品种的北移,更好地促进桂花产业化的发展。本研究对桂花四个品种群的6个品种,对其低温下细胞膜透性和酶活性研究的变化规律进行研究,观测其与抗寒性的关系,以期为引种驯化和栽培管理提供依据。
    1 材料与方法
    供试品种为速生金桂(`Susheng Jingui')、球桂(`Qiugui')、早银桂(`Zaoyingui')、朱砂丹桂(`Zhusha Dangui')、日香桂(`Rixianggui')、小叶四季桂(`Xiaoye Sijigui')6个,均为7年生扦插苗。采样时所有叶样均选取树冠外围枝条中段当年生正常功能叶,每品种选3棵树,3次重复。
    从2008年11月开始,对桂花6个品种进行采样,采样后放入恒温循环器进行24h的低温处理,处理温度分别为0℃、-6℃、-12℃、-14℃、-16℃、-18℃、-20℃、-22℃、-24℃、-28℃。
    细胞膜透性的测定采用电导法;酶活性的测定中,超氧化物歧化酶(SOD)活性测定采用氮蓝四唑还原法(赵世杰等,2002),过氧化物酶(POD)活性测定采用愈创木酚法(汤章城等,1990)。
    测定结果利用Excel软件、SAS统计软件(黄燕等,2006)进行数据整理和统计分析。
    2 结果与分析
    2.1 低温胁迫下细胞膜透性的变化
    桂花各品种经低温胁迫后,电解质渗出率均有增加的趋势(图1)。由图1可以看出,温度在0~-12℃范围内变化时,各品种的电导率变化均不明显;但其后,随着温度继续降低,电导率均急剧升高,到-20℃以后则趋于平稳,整个过程呈“S”形变化。
20140514100825.png
    从相对增幅来看,品种间差异不大,但电导率发生突越时的温度略有差异。因此,可以使用Logis-tic方程求其半致死温度(Repo et al.,1989;刘友良等,1985;罗正荣等,1994),结果见表1。
    计算表明,供试品种的半致死温度在-15.67℃~-17.54℃之间,其中速生金桂、朱砂丹桂和小叶四季桂的半致死温度最低,抗寒力最强,球桂半致死温度较高,抗寒力相对较差,和冻害观测结果一致。因此,从半致死温度判断,不同品种抗寒能力不同但差别不大。
20140514100903.png
    2.2 低温胁迫下酶活性的变化
    2.2.1 超氧化物歧化酶(SOD)活性 桂花低温胁迫下SOD活性变化情况见图2。由图2可以看出,6个品种的SOD活性变化趋势基本一致。在0℃以上,随温度降低而SOD活性略有升高,其后则逐渐降低,至-6℃时达到最低点;之后随着温度的进一步下降,SOD活性均明显呈升高趋势。至温度略低于半致死温度附近时(-20℃左右)到达最高值,之后则急剧下降。其中,以日香桂下降最多,速生金桂、早银桂和小叶四季桂的下降趋势较缓。
20140514100940.png
    对-12℃、-16℃、-18℃下的SOD活性进行方差分析(表2)发现,不同品种间差异未达到显著性水平(F=1.24,P=0.3067)。
    2.2.2 过氧化物酶(POD)活性 随着温度的降低,POD活性起初有下降趋势,接近半致死温度时略有回升,之后又表现出不同程度的下降(图3),但最大值都出现在-6℃ ~ -16℃之间。总体上,可以把POD变化趋势分为两类,第一类以早银桂和朱砂丹桂为代表,其特点是随着温度下降,POD活性逐渐降低,到达半致死温度附近(-16℃)时略有回升并达到最高,之后随着温度的进一步降低而急剧下降;第二类包括速生金桂、球桂、日香桂和小叶四季桂,其特点是POD活性一直平缓下降,达到半致死温度附近后并不回升也没有突然下降的趋势。从-16℃时的POD活性分析,早银桂、朱砂丹桂的绝对含量比其他品种高,下降幅度也明显低于其他品种,但温度进一步降低后下降幅度大。对-6℃、-12℃、-14℃、-16℃下的POD活性进行方差分析(表2),不同品种间差异达到极显著水平(F=103.91,P<0.0001)。
20140514101031.png
20140514101130.png
    3 讨论
    3.1 桂花抗寒性和电导率及半致死温度的关系早在1970年,Lyons和Raison就提出了植物低温伤害来自“膜脂相变”的假说(Lyons等,1970)。植物受冻时,由于保护酶活性降低导致自由基的积累和不能及时清除,首先破坏细胞膜体系,使细胞膜透性增大,外渗物质增多。相对电导率越大,说明细胞膜在受到低温损害后的电解质外渗越多,植物受到的低温伤害就越严重(金研铭等,1999)。
    桂花在低温胁迫下,叶片电导率起初变化平缓,到达一定温度后突然增大,最后趋于稳定,表明随着胁迫的增加,起初植物体内有着一定的防御机制来维持膜的稳定性,到达一定温度后超出了植物体的调节能力,电解质开始大量外渗。使用Logistic方程计算出半致死温度,得出抗寒性强的品种有速生金桂、朱砂丹桂和小叶四季桂,这和实际观测到的叶片受害情况基本相符,但和实际越冬表现并不完全一致。从叶片受害程度上看最严重的是日香桂、早银桂和球桂,但越冬后球桂和早银桂枝条反而保存得较为完好。这说明植物越冬过程中,冬季低温并非限制桂花露地越冬的唯一因素,空气湿度较低尤其是早春干旱也是一个重要原因。
    3.2 桂花抗寒性和酶活性的关系
    通常情况下,在植物体内有多种酶维持活性氧在动态稳定的低水平,从而保护其细胞本身不受危害,如超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)等。生物处于逆境条件时,细胞自由基产生和清除的平衡遭到破坏而出现活性氧的积累,积累的自由基和活性氧将对细胞膜系统造成伤害。在低温胁迫下,植物体中保护酶活性的强弱直接关系到抵御低温伤害的能力(朱宁华等,2000;陈旭微等,2005)。
    桂花在低温胁迫下,SOD、POD呈现出先降低、再升高、最后再降低的趋势,说明低温胁迫诱发了植物体内的防御机制,从而合成更多的保护酶类来清除过多的自由基和活性氧。当温度降至半致死温度以后又有不同程度的下降,则表明此时植物体内产生的自由基已经超过了自身的清除能力,体内自由基和活性氧大量积累,植物体已开始遭受冻害。

参考文献:
[1]Lyons J M,Raison J K.1970.Oxidative activity of mi-tochondria isolated from plant tissue sensitive and resistantto chilling injury.Plant Physiol,(45):386
[2]Repo T,Lappi J.1989.Estimation of standard error ofimpedance-estimated frost resistance.Scandinavian Journalof Forest Research,4:67~74
[3]陈旭微,杨玲,章艺,巩菊芳.10℃低温对绿豆和豌豆下胚轴细胞一些抗氧化酶活性和超微结构的影响[J].植物生理与分子生物学学报,2005,31(5):539~544
[4]黄燕,吴平.SAS统计分析及应用[M].北京:机械工业出版社,2006
[5]金研铭,徐惠风,李亚东,付丽.牡丹引种及其抗寒性的研究[J].吉林农业大学学报,1999,21(2):37~39
[6]刘成运,孟庆梅,权明清.冷害条件下凤眼莲某些生理特性变化的研究[J].武汉植物学研究,1993,11(4):345~353
[7]马德华,卢育华,庞金安.低温对黄瓜幼苗膜脂过氧化的影响[J].园艺学报,1998,25(1):61~64
[8]汤章城,魏家绵,陈因,等.现代植物生理学实验指南[M].北京:科学技术出版社,1990
[9]王静,杨持.冷蒿抗寒生理特性的研究[J].内蒙古大学学报,2002,33(6):673~676
[10]严寒静,谈锋.栀子叶片生理特性与抗寒性的关系[J].植物资源与环境学报,2005,14(4):21~24
[11]杨康民,朱文江.桂花[M].上海:上海科学技术出版社,2000
[12]赵世杰,史国安,董新纯.植物生理学实验指导[M].北京:中国农业科学技术出版社,2002
[13]朱宁华,李志辉,李芳东.桉树耐寒性与超氧化物歧化酶关系研究[J].中南林学院学报,2000,20(3):63~66


回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册会员

本版积分规则

联系我们| 桂花标签| 手机版| |鄂ICP备14007249号-1

桂花树苗价格行情_桂花树种植技术_尽在咸宁桂花镇【中国桂花第一品牌】

Powered by Discuz! X3.2

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表