利用電導法測定雀舌黃楊和大葉黃楊的耐寒性

馬俊青++盧紹輝++袁國軍

摘要：用電導法對雀舌黃楊和大葉黃楊進行耐寒性測定。葉片經梯度低溫處理后，隨著溫度降低，葉片中的電解質滲透率在逐漸升高，呈“S”曲線變化。通過Logistic方程計算半致死溫度，得出雀舌黃楊的半致死溫度在-23.92 ℃，大葉黃楊的半致死溫度在-16.82 ℃，雀舌黃楊的耐寒性強于大葉黃楊。

關鍵詞：雀舌黃楊；大葉黃楊；耐寒性；半致死溫度

中圖分類號： S718.43文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）05-0209-02

在城市道路綠化帶及公園中隨處可見由灌木組成的綠籬，本研究的雀舌黃楊和大葉黃楊是2種應用廣泛的灌木，在北方城市綠化中隨處可見。雀舌黃楊為常綠矮小灌木，成叢狀，分枝多且密集。大葉黃楊為常綠灌木或小喬木，枝葉密生，樹冠呈球狀，耐修剪。當河南鄭州冬季落葉喬木只剩光禿的樹枝時，這2種黃楊由于有耐低溫的特性為城市道路及公園點綴綠色。為討論這2種灌木的耐低溫能力，本研究采用電導法測定了2種灌木的電導率，比較它們的耐寒能力，為北方地區耐寒綠籬的選擇提供參考。

1材料與方法

1.1供試材料

材料取自河南鄭州紫荊山公園多年生雀舌黃楊和大葉黃楊嫁接苗，采樣時間是2011年12月，每個樹種分別選取3棵樹，每棵樹采葉樣100g。采后放入4 ℃培養箱中保存。

1.1.1冷凍處理將待測葉片用去離子水清洗3次。將葉片混勻后按0、-5、-10、-15、-20、-25 ℃這7個溫度梯度，裝入自封袋中，每個梯度3個重復。然后放入超低溫冰箱中，進行冷凍處理。以4 ℃處理作為對照，到達設定溫度時保持24 h，取出后再放入4 ℃培養箱中解凍24 h[1]。

1.1.2電導率測定將解凍完成的葉片取出用去離子水清洗1次，然后將葉片去除主脈剪成碎片，放入50 mL試管中，每個試管加入20 mL去離子水，封口后放入搖床振蕩24 h。用電導儀測電導率（C1）。然后將試管封口置于水浴鍋中煮沸20 min，靜置放涼后測煮沸電導率（C2）。每組重復3次。將4 ℃電導率作為對照（CK）。

1.1.3測定抗寒性

REL=（C1-CK）/（C2-CK）×100%。（1）

式中：REL為細胞傷害率；C1為煮前電導率；C2為煮后電導率。

Logistic方程的拐點溫度即組織半致死溫度值（LT50 ），可以用其估算植物的抗寒性。

Logistic方程的表達式為：

y=k/（1+ae-bt）。（2）

式中：y為細胞傷害率；t為冷凍溫度；k為受凍害時REL的最大值；a、b為方程參數。

2結果與分析

2.1細胞傷害率與溫度的關系

由圖1可見，雀舌黃楊和大葉黃楊的細胞傷害率隨著溫度降低呈升高趨勢。這表明隨著溫度降低，葉片中的電解質滲透率在逐漸升高，呈“S”形曲線變化。在0～-15 ℃時細胞傷害率緩慢上升，在-15～-20 ℃時細胞傷害率急劇升高，-20～-25 ℃時細胞傷害率趨于平緩上升。

2.2用Logistic方程計算半致死溫度

將數據進行線性化處理，Logistic方程y=k/（1+ae-bt），令y1=ln[（k-y）/y]，轉化為細胞傷害率（y）與處理溫度（t）的直線方程。通過直線回歸方法求得a、b值和決定系數r2[2] 。用Excel進行回歸分析，用Logistic曲線擬合求出拐點溫度，即半致死溫度（LT50）[1]。

從表1、圖2可以看出，雀舌黃楊的半致死溫度為 -23.92 ℃，低于大葉黃楊。大葉黃楊回歸方程為y=-3.165 7x-3.257 1，決定系數r2=0.903 3；雀舌黃楊回歸方程為y=-2.353 1x-6.29 3，決定系數為r2=0.830 4。2種黃楊作回歸方程的r2值均在0.8以上，均表現出細胞傷害率（y）與處理溫度（t）之間存在顯著的直線相關關系。并且雀舌黃楊隨著處理溫度的降低細胞傷害率較大葉黃楊的小，雀舌黃楊比大葉黃楊更具有耐寒性。

3討論

有研究表明當植物受到逆境，細胞膜破裂，胞質的胞液外滲，此時測得相對電導率會增高，因此相對電導率REL是反映植物細胞膜系統的一個生理生化指標[3]。而電導法測植物耐寒性也是近年來運用較為廣泛的一種方法，該估測方法具有快捷、靈敏的特性[4-5]，并且被多個試驗驗證具有可靠性。

隨著溫度的降低，2種黃楊的細胞傷害率均在增加，在細胞傷害率達到50%時，細胞傷害不可逆轉，植物受凍害不可恢復。雀舌黃楊在-23.92 ℃時，細胞傷害率達到50%，大葉黃楊在-16.82 ℃時，細胞傷害率達到50%。表2是北方省會城市極端低溫的溫度及出現時間，以表2為參考來確定雀舌黃楊和大葉黃楊適宜栽培的區域。在北方省會城市，編號1～6號城市均不適合雀舌黃楊和大葉黃楊的栽培，適宜雀舌黃楊栽培的北方地區的省會城市為編號7～17號，適宜大葉黃楊栽培的北方城市編號為13～17號。

參考文獻：

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[3]陳愛葵，韓瑞宏，李東洋，等. 植物葉片相對電導率測定方法比較研究[J]. 廣東教育學院學報，2010，30（5）：88-91.

[4]Wu M T，Wallner S J. Heat stress responses in cultured plant cells：development and comparison of viability tests[J]. Plant Physiology，1983，72（3）：817-820.

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