四种野生苔草属植物的耐寒性评价

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为返青期,绿期即为返青期至枯黄期的时间;根据越 冬期间 50% 以上出现干枯症状的叶片数与总叶片 数的百分比计算枯叶率. 1������ 3 人工低温胁迫处理
参照许瑛等[11] 的低温胁迫处理方法并作适当 改动.2014 年 11 月,每个草种选取 5 株取样混合,3 个重复.选取长势一致的成熟叶片,用冰盒带回实验 室.叶片用自来水冲洗干净,去离子水漂洗 2 次,用 吸水纸吸干表面水分.每个草种按照 6 个处理分装 于取样袋中,设置 6 个低温处理梯度,分别为 0、-5、 -10、-15、-20、-25 ℃ ,在 EHS⁃100 型高低温湿热测 试箱(苏州智河环境试验设备有限公司) 中进行低 温处理 3 h.先将试验材料置于 8 ℃ 下预冷 12 h,然 后降温 10 min 至 0 ℃ ,于 0 ℃ 停留 3 h 取出第 1 组样 品,再从 0 ℃ 开始降温 10 min 至-5 ℃ ,在-5 ℃ 停留 3 h后取出第 2 组样品,依此类推,直至降温到-25 ℃ . 低温处理后,放入 4 ℃ 冰箱缓慢化冻 12 h,备用. 1������ 4 测定项目与方法 1������ 4������ 1 相对电导率和半致死温度 LT50 选择功能叶 的中间部分,用剪刀剪成约 3 cm 长的叶段备用. 每 处理设 3 个重复,每个重复取 0.5 g 放入离心管中, 加入去离子水 20 mL. 浸提 4 h 后用 DDS⁃12A 型数 显电导率仪( 上海虹益仪器仪表有限公司) 测定各 样品的初电导率 S1;然后,沸水浴 10 min 后冷却至 室温,平衡 10 min 后测定终电导率 S2,同时测定蒸 馏水 S0.计算相对电导率 REC = ( S1 -S0 ) / ( S2 -S0 ) × 100%,并利用 SPSS 软件根据 Logistic 曲线方程拟合 相对 电 导 率, 曲 线 的 拐 点 温 度 即 为 半 致 死 温 度 LT50 [12] .
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应 用 生 态 学 报 28 卷
好而作为优良草坪地被植物. 该属植物以其突出的 抗逆性、耐粗放管理等特点,在园林绿化中有较高的 开发利用价值[2-3] .
随着城市园林绿化对耐寒草本植物的需求不断 增加,植物的耐寒能力成为绿化设计中植物选择的 重要参考因素. 长江以北地区冬季的观赏景点受地 理位置和气候条件的限制常常缺乏绿色植物的点 缀,因此耐寒植物的研究与资源开发对园林植物的 合理应用和丰富城市园林景观有着重要的理论与实 践意义.近年来,有关苔草属植物的研究逐渐增多, 主要集中在种质资源的调查分布[4] 、收集与初步评 价[5] 、基础生物学与生态学研究[6] 、适应性及驯化 栽培园林应用[7] 等方面. 关于该属植物耐寒性的研 究较 少, 滕 中 华 等[8] 对 青 藏 高 原 黑 褐 苔 草 ( Carex atrofusca) 的可溶性糖、脯氨酸和抗氧化酶活性等物 质含量的季节性变化进行了研究;萧运峰等[9] 对东北 地区的青绿苔草(C. leucochlora) 进行了越冬观察,发 现其地下芽在冬季极端低温-26 ℃ 下能顺利越冬.
本研究以采自泰山的白颖苔草( C. rigescens) 、 披针叶苔草( C. lancifolia) 、青绿苔草( C. leucochlo⁃ ra) 和低矮苔草( C. humilis) 4 种野生苔草属植物为 试验材料,通过田间耐寒性观察和低温胁迫处理下 相关生理指标的测定,采用模糊隶属函数法对其耐 寒性进行综合评价,研究苔草属植物抗寒生理响应 及机理,为苔草耐寒种质的选育、园林推广以及向低 温地区的引种提供科学依据.
Abstract: Four wild Carex speices ( C. rigescens, C. lancifolia, C. leucochlora and C. humilis) col⁃ lected from Mount Taishan were used as experimental materials. The adaption across the winter and physiological characteristics resistant to cold stress were investigated, semi⁃lethal temperature ( LT50) was calculated and fuzzy subordination method was used to generally evaluate the Carex re⁃ sistant to cold stress. The results showed that 4 Carex species all survived in the winter safely and restored well to grow in the following spring. The green period of the species was between 260 d and 310 d, and percentage of the withered leaves was between 12% and 95%, the range of LT50 was from -18.65 ℃ to -11.74 ℃ . With intensifying cold stress, the contents of MDA, proline ( Pro) and soluble protein increased at first and then decreased, while the soluble sugar content increased with the treatment time. C. rigescens with poor cold tolerance showed the early accumulation of MDA, Pro and soluble sugar. The value of soluble protein peaked at the late stage of low tempe⁃ rature stress, and the Carex with stronger cold⁃resistance showed the smaller value. The SOD activi⁃ ty in the leaves of C. lancifolia was higher than that of the other three species in the beginning of treatments. The cold resistance of four Carex species was in order of C. lancifolia>C. leucochlora>C. humilis>C. rigescens.
年生草本,分布范围广,种类繁多. 全世界约有 2000 种苔草属植物,我国约有 500 种,其中山东省有 27 种,3 变 种, 是 我 国 植 物 区 系 组 成 的 主 要 大 属 之 一[1] .该属植物不仅是重要的牧草资源和环保植物, 也是观赏草中较为重要的一员,其中不少种类因其 返青早、色泽好、生长期长、适应性强、美化环境效果
Key words: Carex; cold resistance; semi⁃lethal temperature; physiological response.
苔草属( Carex) 植物为莎草科 ( Cyperaceae) 多
本文由山东省自然科学基金项目( ZR2011CM048) 和山东省现代农 业产业技 术 体 系 创 新 团 队 经 费 ( SDAIT⁃06⁃07) 资 助 This work was supported by the Natural Science Foundation of Shandong Province ( ZR2011CM048) , and the Fund of Shandong Province Modern Agricul⁃ tural Technology System Innovation Team ( SDAIT⁃06⁃07) . 2016⁃07⁃11 Received, 2016⁃11⁃02 Accepted. ∗通讯作者 Corresponding author. E⁃mail: wangwenli169@ 163.com
四种野生苔草属植物的耐寒性评价
叶艳然 王文莉∗ 郑成淑 付德静 刘慧雯
( 山东农业大学园艺科学与工程学院 / 作物生物学国家重点实验室, 山东泰安 271018)
摘 要 以采自泰山的白颖苔草、披针叶苔草、青绿苔草和低矮苔草为材料,观察越冬期间田 间适应性并测定低温胁迫下抗寒相关的生理指标,计算半致死温度( LT50 ) ,利用模糊隶属函 数法对耐寒性进行综合评价.结果表明: 4 种野生苔草属植物均能安全越冬,且翌春恢复生长 良好,年绿期达到 260 ~ 310 d,越冬期间枯叶率为 12% ~ 95%;LT50 为-18.65 ~ -11.74 ℃ .随着 低温胁迫的加剧,4 种苔草的丙二醛( MDA) 含量、游离脯氨酸( Pro) 和可溶性蛋白含量总体呈 先上升后下降的趋势,可溶性糖含量呈上升趋势. 除披针叶苔草表 现 为 整 体 呈 下 降 趋 势 外,其 他 3 种苔草的超氧化物歧化酶( SOD) 活性均呈先上升后下降的趋势.耐寒性相对较弱的白颖 苔草较早地积累 MDA、Pro 和可溶性糖.可溶性蛋白含量在低温处理后期达到最大值,且苔草 的耐寒性越强其峰值越小.在低温处理初期披针叶苔草 SOD 活性显著高于其他 3 种苔草.4 种 苔草属植物的耐寒性强弱为:披针叶苔草>青绿苔草>低矮苔草>白颖苔草.
应 用 生 态 学 报 2017 年 1 月 第 28 卷 第 1 期 http: / / www.cjae.net Chinese Journal of Applied Ecology, Jan. 2017, 28(1) : 89-95 DOI: 10.13287 / j.1001-9332.201701.035
1 材料与方法
1������ 1 试验材料与试验地概况 试验于 2014 年 4 月—2015 年 5 月进行.供试材
料为采自泰山的 4 种野生苔草属植物:白颖苔草、披 针叶苔草、青绿苔草和低矮苔草的多年生植株( 高 度约 10 cm) .2014 年 4 月栽植于山东农业大学园艺 试验站 圃 地 ( 36° 10′ N, 117° 09′ E) . 每 种 种 植 50 株,株行距为 30 cm×30 cm,每株丛 5 ~ 8 小株,进行 常规栽培管理.试验地处于温带大陆性季风气候区, 四季分明:冬季寒冷干燥,夏季炎热பைடு நூலகம்雨. 年最低温 度在 2 月,平均气温为-2.8 ℃ ,试验观测期(2014 年 10 月—2015 年 3 月) <0 ℃ 的天数达到 95 d,<-5 ℃ 的天数达到 43 d,最低气温-15.4 ℃ .试验观测期间 田间的旬平均温度变化见图 1. 1������ 2 越冬期田间观测
参照李秀玲等[10] 的方法,枯黄叶片的覆盖度达 到 50% 即为枯黄期,返青时绿叶覆盖度达到50 % 即
图 1 试验期间田间旬气温变化 Fig.1 Changes of ten⁃day air temperature during the experi⁃ ment period.
Ⅰ: 最高气温 Maximum air temperature; Ⅱ: 最低气 温 Minimum air temperature; Ⅲ: 平均气温 Average air temperature.
关键词 苔草属; 耐寒性; 半致死温度; 生理响应
Evaluation of cold resistance of four wild Carex speices. YE Yan⁃ran, WANG Wen⁃li∗, ZHENG Cheng⁃shu, FU De⁃jing, LIU Hui⁃wen ( College of Horticulture Science and Engineering, Shandong Agricultural University / State Key Laboratory of Crop Biology, Tai’ an 271018, Shan⁃ dong, China) .
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