不同种源香椿抗寒性试验

不同种源香椿抗寒性试验
杨玉珍;彭方仁
【摘要】以河南西峡等10个种源1年生香椿为材料,研究了不同低温处理条件下
离体茎段的相对电导率,并与活体茎段及自然降温过程中各种源的表现进行了分析
比较.用Logistic方程拟合曲线,求出拐点温度即低温半致死温度(LT_50),作为评价
各种源香椿抗寒能力的参考指标.结果表明:各种源离体茎段相对电导率随处理温度
的降低而呈"S"形曲线上升,其LT_50最低者为山东济南种源为-7.94℃,最高者为福建霞浦种源为-3.88℃;10个种源香椿抗寒性由大到小依次为山东济南、山东荷泽、河南西峡、陕西安康、江苏南京、四川广元、湖南洞口、湖北随州、贵州黔西南、福建霞浦,与大田自然越冬条件下各种源的表现基本一致.
【期刊名称】《浙江林业科技》
【年(卷),期】2009(029)006
【总页数】4页(P42-45)
【关键词】香椿;种源;相对电导率;低温半致死温度(LT_(50));抗寒性
【作者】杨玉珍;彭方仁
【作者单位】郑州师范高等专科学校,河南,郑州,450044;南京林业大学,森林资源与环境学院,江苏,南京,210037
【正文语种】中文
【中图分类】S792.23
大量研究表明，利用电导法测定植物组织在一系列低温胁迫下的电解质渗出率并配以Logistic方程推导出拐点温度表示组织低温半致死温度，能较直观而准确地反
映大量植物的抗寒力和所能忍耐的低温极限[1～5]。

香椿（Toona sinensis）是一种珍贵速生用材树种，将是我国今后低山丘陵地区造林的首选树种之一。

同时，随着社会经济的发展，城市规模的扩大和小城镇的兴建，在城乡绿化上也会有较大需求。

而研究发现，虽然很多地区都想发展香椿，但外调种子育苗后即大量冻死，而目前有关其抗寒性的研究尚未见报道。

为此，本研究以10个种源香椿为试材，研究了不同低温处理条件下香椿茎段的相对电导率，结合Logistic方程推导出低温
半致死温度，并对10个种源香椿的抗寒性进行了分析比较，为今后香椿的苗木繁育、引种栽培和园林应用提供科学依据和参考。

1.1 实验材料
选择江苏南京（南京）、四川广元（广元）、湖南洞口（洞口）、湖北随州（随州）、河南西峡（西峡）、陕西安康（安康）、贵州黔西南（黔西南）、福建霞浦（霞浦）、山东济南（济南）、山东荷泽（荷泽）共10个种源的香椿1年生实生苗，于2006年3月中旬盆栽，每盆1株，装入干土8 kg，放置于南京林业大学
树木园日光温室内。

为了保证苗木生长的相对一致性，定植后进行平茬处理。

萌芽生长至20cm高时，留1长势较好的嫩枝，使其正常生长，常规管理。

每种源30盆。

同时期大田种植苗木每种源50株，处理及管理同盆栽苗。

1.2 实验处理方法
1.2.1 低温半致死温度试验设计于2006年10月下旬随机采集位于植株中部的茎，并将其截成10cm的小段，每种源约50段。

采摘后即用湿纱布包裹，装入密封的塑料袋中，带回实验室。

先用自来水、蒸馏水冲洗，再用吸水纸吸干水分。

将每种源的枝条分别分成7组置于密封塑料袋内，放入程控冰箱。

样品于7℃预冷5h后，降温至4℃，24 h后，取出第1组样品，再从4℃开始进行降温，每次降温4℃，
停留24 h后再取出下一组样品，依此类推，直至温度降至－20℃。

将低温处理结束后取出的样品放置于0～4℃的冰箱内解冻12 h，取出，置于室温下恢复12h 后，剪成0.5cm小段，待测，每个处理重复3次。

1.2.2 人工气候室盆栽苗处理 2006年10月下旬将温室培育的香椿苗移入人工气
候室进行低温处理。

以温室盆栽苗（25℃）为对照，在人工气候室逐渐降温至5℃锻炼7 d后，分成3组，不同种源每组6盆植株，分别置于0、－5、－10℃处理48 h，取相同部位的茎段用于分析。

1.2.3 自然越冬香椿苗木处理及采样期间气温变化对于大田种植自然越冬的香椿苗，2006年11月至次年3月，每月取样1次测定其相对电导率的变化，每个处理重
复3次，并观察各种源香椿在自然条件下的表现。

南京地区从2006年11月15日到2007年3月15日，采样期间当日的最低气温分别为6、3、－4、5、7℃。

1.3 细胞质膜相对透性和低温半致死温度（LT50）的测定
首先用电导率仪法测定茎部细胞质膜相对透性[6]（略有改动）。

取20 m L蒸馏水置于大试管中，测电导率（E0）。

取0.5g 叶片，放入蒸馏水中，室温放置2 h，
测电导率（E1）。

之后煮沸10 m in，冷却至室温后测电导率（E2）。

3次重复。

计算相对电导率（E）。

计算公式：
将不同处理温度与相对电导率之间的关系用SAS统计软件进行非线性回归分析，
用Logistic方程拟合曲线：
求出拐点温度，作为半致死温度LT50。

1.4 数据分析处理
数据用Excel预处理，用SSPS11.5统计软件对各指标进行方差分析。

2.1 低温胁迫对细胞质膜相对透性的影响
2.1.1 低温胁迫对离体茎细胞质膜相对透性的影响不同种源香椿离体处理茎段组织
经过一系列低温后，其相对电导率的变化见表1。

从相对电导率的变化趋势来看，随处理温度的降低，各种源参试材料的相对电导率逐渐升高，规律较明显。

低温处理初期相对电导率上升平缓，然后在一定低温范围内相对电导率急剧升高，随后又趋于缓慢。

以河南西峡种源为例作图，离体茎段组织相对电导率与处理温度之间呈“S”形曲线变化（图1）。

拐点以前，相对电导
率不断增加，表明降温对细胞膜伤害率的递增效应不断增大，至拐点时最大；之后，相对电导率逐渐趋于平缓，表明降温对细胞膜伤害率的递增效应减小。

根据这一性质推测，处于拐点温度附近，降温对细胞膜的破坏效应最大[7]。

虽然各种源相对电导率的变化呈现较一致的趋势，但不难看出，在同一处理温度下，贵州黔西南和福建霞浦种源的相对电导率较高，而其余种源较低。

方差分析表明，低温胁迫下同一温度不同种源香椿离体茎段相对电导率差异极显著（P＜0.000 1）。

2.1.2 低温胁迫对盆栽苗茎部细胞质膜相对透性的影响人工气候室盆栽香椿苗经不同低温处理后，取其茎段测定相对电导率，结果见表2。

由表2可以看出，随着处理温度的下降，不同种源香椿细胞内相对电导率上升，但上升的幅度不同。

在常温和5℃冷锻炼时，各种源相对电导率皆较低。

0℃低温胁迫下各种源电导率上升，
但均未超过50％。

－5℃低温胁迫下，各种源相对电导率大幅上升，其中有3个
种源的相对电导率超过50％，贵州黔西南和福建霞浦2个种源的相对电导率增加
幅度最大，达60％左右。

在－10℃低温胁迫下，各种源相对电导率剧增，且皆大于50％，说明细胞膜受到了明显伤害。

方差分析表明，低温胁迫下同一温度不同
种源香椿盆栽苗茎部相对电导率差异极显著（P＜0.000 1）。

2.1.3 自然降温对大田自然越冬香椿苗茎细胞质膜相对透性的影响每月测定的不同种源香椿茎部的相对电导率见表3。

在自然越冬过程中，不同种源香椿相对电导率的变化幅度不同，随着冬季的来临而降低，与气温的变化密切相关。

各种源在
2007年1月中旬的相对电导率也因气温的下降而明显升高，其中贵州黔西南和福建霞浦2个种源尤其突出。

2月和3月中旬各种源因气温的回升稍有恢复，但恢
复的程度不同，8个北方种源恢复程度在15％～26％，贵州黔西南和福建霞浦2
个南方种源恢复较慢，小于10％。

方差分析表明，自然降温下不同种源香椿茎段
相对电导率差异极显著（P＜0.000 1）。

2.2 低温胁迫下不同种源香椿低温半致死温度的变化
对不同温度下香椿茎的相对电导率的变化用Logistic方程y=K/（1＋ae－b x）拟合，结果见表4。

从中可看出，各回归方程的拟合效果较好。

10个种源香椿茎段
的半致死温度不同，由低到高的顺序依次为山东济南、山东荷泽、河南西峡、陕西安康、江苏南京、四川广元、湖南洞口、湖北随州、贵州黔西南、福建霞浦。

但不难看出，福建霞浦、贵州黔西南等南方种源茎段的低温半致死温度较大，表现出较弱的抗寒性，而其他种源的低温半致死温度较小，抗寒性较强。

（1）研究结果表明，不同种源香椿经过一系列低温处理后，随着处理温度的下降，香椿细胞内相对电导率上升，相对电导率与处理温度之间呈“S”形曲线变化。

各种源香椿离体茎段及活体茎段的相对电导率的变化规律几乎一致，并与自然降温过程中的表现一致。

在自然越冬过程中，不同种源香椿的相对电导率随着冬季的来临而降低，与气温的变化密切相关。

3月中旬气温稍有回升，各种源也稍有恢复，恢复能力由大到小的顺序依次为山东荷泽、山东济南、河南西峡、陕西安康、湖北随州、湖南洞口、四川广元、江苏南京、贵州黔西南、福建霞浦，与不同低温处理下相对电导率的变化基本一致。

不同种源香椿相对电导率的变化趋势基本上符合温度越低对细胞膜造成的损伤越大，以及细胞膜的透性增大将导致细胞内电解质外渗增大这一电导法测定抗寒力的基本理论。

房义福等[5]研究11种常绿阔叶树种离体叶片组织电解质外渗率与处理温度之间的关系，结果呈急剧或缓慢上升的“S”形曲线。

本研究中相对电导率随温度
降低呈现的“S”形变化结果表明，香椿对低温胁迫有一定的适应性。

（2）一定梯度的低温处理后，10个种源香椿离体茎段经相对电导率的变化用Logistic方程拟合，各回归方程的拟合效果较好。

植物抗寒性鉴定方法很多，其中电导法因为方法简单直观而广泛为国内外研究者所应用，并获得了较为理想的结果[8～10]。

本研究中10个种源香椿的LT50比较结果与田间生长和人工气候室低温处理观察结果十分接近，说明相对电导率的变化配合Logistic方程求LT50的测定方法比较准确，可以作为香椿种源间抗寒能力评价的方法。

由方程拟合结果，10个种源的抗寒能力大小顺序为山东济南、山东荷泽、河南西峡、陕西安康、江苏南京、四川广元、湖南洞口、湖北随州、贵州黔西南、福建霞浦。

【相关文献】
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