溝葉結縷草突變體抗寒性評價研究

章　明，鮑　燁，方敏彥*

（1.句容市園林管理中心，江蘇 句容 212400；2.江蘇農林職業技術學院，江蘇 句容 212400）

溝葉結縷草突變體抗寒性評價研究

章明1，鮑燁2，方敏彥2*

（1.句容市園林管理中心，江蘇 句容 212400；2.江蘇農林職業技術學院，江蘇 句容 212400）

以倫琴射線誘變處理的溝葉結縷草為材料，通過電導法配合Logisitic方程確定半致死溫度 （LT50），比較不同品系的抗寒性。結果表明，樣本材料葉片的半致死溫度范圍的變化為-6.97～9.72℃，其中最低的是A1（-9.72℃），最高的是CK（-6.97℃）。LT50從低到高即抗寒性由強到弱的順序是A1＞G6＞A2＞H3＞M 6 ＞E6＞C13＞D18＞CK。

結縷草突變體；抗寒性；電導法；半致死溫度

文獻著錄格式：章明，鮑燁，方敏彥.溝葉結縷草突變體抗寒性評價研究 ［J］.浙江農業科學，2015，56（12）：1976-1978.

結縷草屬植物屬于禾本科虎耳草亞科，在熱帶、亞熱帶和暖溫帶等地區有著廣泛的分布，其中溝葉結縷草因其具有成坪快、返青早、耐踐踏、低維護、耐瘠薄、抗鹽堿、抗病蟲害、再生性強、質地優良和抗高溫干旱等特性，被廣泛應用于休閑游憩草坪、觀賞草坪、運動場草坪和保土護坡草坪等生態環保功能型草坪的建植［1-3］。

溝葉結縷草是冷敏感的C4植物，喜溫暖濕潤的氣候，對低溫較為敏感，當氣溫降低到10℃以下時，結縷草的生長變緩或停止，同時莖、葉開始枯萎發紫或變黃，極大降低了其觀賞價值。在暖溫帶地區，結縷草的綠期約為200 d，有時甚至無法安全越冬，更是限制了結縷草草坪使用價值的提高，并為結縷草的推廣和應用造成較大困擾［4-6］。通過輻射誘變可獲得坪用性狀得到改良的溝葉結縷草突變體。通過對已獲得的溝葉結縷草突變體進行篩選，獲得8種綠期較長的株系，對其抗寒性進行評價，以期為溝葉結縷草抗寒性品種的選育奠定基礎。

1　材料與方法

1.1材料

試驗地位于江蘇省鎮江市句容市農博園（119°26′E，32°02′N），處長江中下游，屬于北亞熱帶季風氣候，光照時間長，年均氣溫16.1℃；雨水豐沛，年降水量1 058.8 mm；土壤質地為沙壤土，耕性較好。

將經倫琴射線照射誘變的溝葉結縷草樣本種植于統一的試驗田中，使其自然生長一季，除只進行必要的灌溉、雜草防除和病蟲防治等工作外，不需任何特殊管理即可。待翌春，選取返青早、密度大、生長快、質地好等品質的樣本共8種，溝葉結縷草突變體 （A1，A2，C13，D18，E6，G6，H3，M6）及溝葉結縷草 （CK）作為試驗材料。

1.2方法

1.2.1樣品采集與低溫處理

在田間種植小區選取健康的返青葉片，先用清水沖洗干凈，再多次 （至少3次）用去離子水漂洗，并用潔凈濾紙吸干。然后將葉片剪短 （長2～5 cm），分成5份，每份約5 g，之后用潮濕紗布包好置于試管中，置于4℃冰箱過夜。最后在低溫循環儀中進行低溫處理，溫度梯度為0℃，-5℃，-10℃， -15℃和-20℃，設每個溫度梯度勻速降溫1.0 h，冷凍處理1.5 h。

1.2.2樣品的再處理

經低溫處理的材料，處理完成后在0℃冰箱里解凍12 h，然后選取3等份 （重復3個），每重復約1 g，剪成約0.5 cm的小段，置于潔凈試管中，再加入去離子水20 mL，最后放在恒溫振蕩器上室溫振蕩24 h。

1.2.3樣品電導率的測定

振蕩完成后取出，用DOS-307型電導儀測所有樣本的冰凍電導率，然后置于沸水浴中煮沸10 min，待其自然冷卻至室溫后再測煮沸電導率。相對電導率/%=冷凍電導率/煮沸電導率×100。

1.3數據處理

據朱根海等［7］研究結果，在低溫下細胞的溫度與相對電導率之間的關系呈 “S”型曲線，與Logistic方程y=K/（1+a e-bx）具有較好的擬合度，求所得的Logistic方程的二階導數，并令其等于零，就可獲得曲線的拐點：x=ln（1/a）/b，即為半致死溫度 （LT50）；低溫電解質的遞增效應在拐點處很大。利用莫惠棟［8］的方程回歸統計法進行相對電導率和溫度的Logistic回歸分析，計算出LT50并進行擬合度的檢驗；根據莫惠棟［8］的報道，如果y為累計頻率，則常數K為100。

2　結果與分析

2.1低溫下各結縷草樣本的相對電導率動態變化規律

在低溫處理下，各樣本相對電導率 （相對電解質滲透率）的變化差異明顯。隨著試驗溫度的降低，所選的9個結縷草樣本的相對電導率都隨之升高，且其變化趨勢呈明顯的 “S”型曲線。以樣本C13和G6為例 （圖1），其相對電導率隨著試驗溫度的降低而逐漸升高，從0～-15℃，相對電導率急劇升高，說明此溫度范圍是結縷草受到低溫傷害的敏感時期 （由于時間緊迫和試驗條件限制，雖然所得溫度范圍較大，不夠精確，但未曾設計更小的溫度梯度再次試驗以確定更準確的最敏感時期），當處理溫度持續降低時，細胞膜所受的損傷加劇，導致相對電導率持續升高，直至100%時，細胞膜被完全破壞。

圖1　結縷草葉片的相對電導率與溫度變化的關系

2.2各結縷草樣本的LT50比較

把所有樣本模擬低溫處理所得到的結果擬合Logistic方程，擬合度均達到顯著甚至極顯著的水平，故可依此計算出各樣本的LT50，進行結縷草屬植物抗寒性的評價。

表1中的Logistic方程、LT50及擬合度都是根據各樣本在不同低溫處理條件下的相對電導率所求得的，其中樣品按LT50從低到高的順序排列。由表可知，供試樣品LT50的變化范圍是-6.97～-9.72℃，其中LT50最低的是A1（-9.72℃），最高的是CK （-6.97℃）。

表1　各品系樣本LT50及擬合度

依據表1中列出的LT50判斷，不同供試結縷草樣本的抗寒性強弱順序是A1＞G6＞A2＞H3＞M6 ＞E6＞C13＞D18＞CK。

3　小結與討論

細胞膜對維持生物體正常的生理化學過程起主要作用，是生物體與環境之間的界面。細胞膜是細胞對外界環境改變感應最為敏感的部位［9］，也是受到低溫傷害最初的部位［10］。Dunn等［6］認為，當溫度降低使植物受到凍害時，首當其沖發生特定物相變化的就是生物膜，會由液晶相轉變為凝膠相，膜的透性也會相應發生不同程度的變化，導致細胞中的電解質外滲，從而引起導電性的變化，而要確定細胞膜透性的大小，就可根據其導電性的差異來判斷，據此推測出生物膜的受損程度，用以表明其對寒冷的抗性強弱程度。電解質外滲法 （電導法）檢測植物抗寒性的原理就是用植物細胞的電解質外滲程度的大小來反映植物細胞膜系統的低溫損傷程度，而植物細胞的電解質外滲程度又可用相對電導率來表示。因此，想要反映出植物在低溫下是否能夠保持膜系統的完整性和穩定性及其保持能力的大小，從而比較植物抗寒能力的強弱就需要以測得的相對電導率擬合Logistic方程求得LT50用以比較。

從結縷草屬植物中選育抗寒性強的優良草坪新品種有著良好的遺傳基礎，因為結縷草屬植物不同種間雜交可育，亦可進行誘變育種，并根據遺傳條件的不同，結縷草屬植物的抗寒性存在明顯差異［11-12］。同時，測定相對電導率的試驗結果差異明顯，隨著溫度的降低，9個結縷草樣品的相對電導率均呈現 “S”型曲線。抗寒性的試驗結果則顯示，由所測葉片的相對電導率擬合Logistic方程而求得的LT50的變化范圍是-6.97℃～9.72℃，說明試驗選取的9個結縷草品種的葉片抗寒性均較強。另外，9個結縷草樣本葉片的抗寒性強弱順序與葉片返青的先后順序及成坪速度等情況基本一致，其抗寒性從強到弱，即葉片的LT50由低到高的順序是A1＞G6＞A2＞H3＞M6＞E6＞C13＞D18＞CK。可見篩選的溝葉結縷草突變體的抗寒性都明顯提高。

［1］ 中國植物志編委會.中國植物志 ［M］.北京：科學出版社，1990：125-131.

［2］ 劉振虎，盧欣石，葛軍.利用層次分析法綜合評價9個草坪品種的耐鹽性 ［J］.草地學報，2002，10（3）：207-211.

［3］ Goudswaard P C.The genus Zoysia（Gram ineae）in Malesia ［J］.Blumea，1980，26（1）：169-175.

［4］ 王瑞玲，張學勇，王兆明.結縷草的生物學特性及其草坪建植技術 ［J］.現代農業科技，2008（23）：63.

［5］ 趙艷，孫吉雄，王兆龍.不同抗旱性結縷草品種在土壤干旱及復水過程中的生理差異 ［J］.草原與草坪，2006 （6）：46-49.

［6］ Dunn J H，Bughrara S S，Warmund M R.Low temperature tolerance of Zoysiagrasses［J］.Hortscience，1999，34（1）：96-99.

［7］ 朱根海，朱培仁.小麥抗凍性的季節變化及溫度對脫鍛煉的效應 ［J］.南京農學院學報，1984（2）：9-16.

［8］ 莫惠棟.Logistic方程及其應用［J］.江蘇農學院學報，1983，4（2）：53-57.

［9］ 王洪春.植物抗逆性與生物膜結構功能研究進展 ［J］.植物生理學通訊，1985（1）：60-66.

［10］ Levitt J.Responses of plants to environmental stresses［M］// Levitt J.Chilling，freezing，and high temperature stress.New Y ork：Academic Press，1980：67-90.

［11］ 李亞，謝曉金，宣繼萍，等.中國結縷草屬 （Zoysia spp.）植物抗寒性評價［J］.草地學報，2003，11（3）：240-245.

［12］ 宣繼萍，高鶴，劉建秀.結縷草品種 （系）的抗寒性鑒定［J］.江蘇農業學報，2004，20（1）：44-46.

（責任編輯：張瑞麟）

S 686

A

0528-9017（2015）12-1976-03

10.16178/j.issn.0528-9017.20151220

2015-10-05

奧林高爾夫教育與研究基金 （AL2014004）

章 明 （1980-），男，工程師，主要從事園林植物配置與栽培研究工作。E-mail：15433921@qq.com。

方敏彥，副研究員，博士，主要從事園林植物栽培和育種研究工作。E-mail：fangyanhome@163.com。