電導率結合Logistic方程測定14個杜鵑品種的耐熱性

何麗斯　李暢　陳尚平　肖政　黃志剛　仲少華　蘇家樂

摘要：運用電導率結合Logistic方程對14個杜鵑品種進行耐熱性研究。結果表明，14個杜鵑品種離體葉片經溫度梯度處理后，細胞傷害率與處理溫度之間呈現“S”型曲線，通過顯著性檢驗，符合Logistic方程。根據公式得出14個品種的高溫半致死溫度（high lethal temperature 50，簡稱HLT50）在5072～5769 ℃之間。依據高溫半致死溫度，在這14個品種中，耐熱性較強的品種有胭脂蜜、瑤妃、白常春、曉霞；其次為西子妝、玉堂春、江南春早、常春4號、臥龍1號和粉紅泡泡；耐熱性較弱的是寶玉、春櫻、若姪子和小鶯。

關鍵詞：杜鵑花；耐熱性；高溫半致死溫度；Logistic方程；電導率；耐熱品種資源

中圖分類號： S6852101文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）21-0132-02

收稿日期：2016-08-04

基金項目：江蘇省農業科技自主創新資金編號：CX（14）2026]；蘇州市農業科技支撐項目（編號：SNG201405）；泰州市科技支撐計劃（編號：TN201507）。

作者簡介：何麗斯（1981—），女，廣東中山人，博士，副研究員，主要從事觀賞植物生物工程及生理方面的研究。Tel：（025）84390223；E-mail：alicehelisi@foxmailcom。

通信作者：蘇家樂，碩士，研究員，主要從事花卉苗木品種選育及栽培技術研究。E-mail：sujl66@aliyuncom。

近年來，由于全球氣溫持續升高，夏季高溫已經成為制約植物生長和發育的關鍵環境因子之一，而城市熱島效應使園林植物面臨更嚴峻的高溫逆境挑戰1]，因此篩選耐熱性強的園林植物種類是許多學者關注的重點內容之一。在植物耐熱性評價方法中，植物的高溫半致死溫度（high lethal temperature 50，簡稱HLT50）是非常有效的評價指標，研究結果表明，電導率結合Logistic方程計算得到高溫半致死溫度是一種常用且便捷的方法2-4]。本試驗通過測定14個杜鵑品種在溫度梯度處理下的離體葉片相對電導率，結合Logistic方程，確定其高溫半致死溫度，初步評價其耐熱性，為篩選合適的園林用杜鵑品種資源提供理論基礎和實踐依據。

1材料與方法

11試驗材料

本試驗選用14個杜鵑花品種，分別為西子妝、寶玉、玉堂春、小鶯、常春4號、江南春早、臥龍1號、粉紅泡泡、曉霞、瑤妃、若姪子、春櫻、白常春、胭脂蜜。試驗材料均為1年生的盆栽苗，選取一定部位生長、葉齡相似的健康葉片進行試驗。

12試驗方法

細胞傷害率的測定采用電導率（electric conductivity，簡稱EC）方法。用去離子水將葉片洗凈、擦干，避開主脈，用直徑為06 cm打孔器在葉片上取20個小圓片，置于50 mL試管中，加雙蒸水20 mL，室溫震蕩浸提2 h后，測定初始電導率EC0（用于消除本底干擾），然后分別置于30、35、40、45、50、55、60、65、70 ℃下水浴30 min，室溫冷卻后測定電導率EC1，最后沸水浴15 min，室溫冷卻后測定電導率EC2，各處理分別重復3次。按以下公式計算葉片的相對電導率，即細胞傷害率（%）：

細胞傷害率=（EC1―EC0）（EC2―EC0）×100%。

13Logistic方程參數的確定及高溫半致死溫度

處理溫度與細胞傷害率的關系可以用Logistic方程y=k（1+ae-bt）來擬合，其中y表示細胞傷害率，%；t表示處理溫度，℃；k表示細胞傷害的飽和容量；a、b為方程參數5]。為確定a、b值，可將Logistic方程進行線性處理，即ln（k-y）y]=lna-bt，令y′為轉化細胞傷害率（%），且y′= ln（k-y）y]，則處理溫度與細胞傷害率的Logistic方程可以轉變為處理溫度與轉化細胞傷害率（y′）的直線方程。由于本試驗的細胞傷害率消去了本底干擾，因而可令k值為1006]。在通過直線回歸求得a、b值及相關系數R2的基礎上，計算Logistic方程的拐點溫度T=lnab，此時拐點溫度T是高溫半致死溫度（HLT50）7]。

14數據處理與分析

應用SPSS 180與Excel 2003對數據進行處理、分析與作圖。

2結果與分析

21細胞傷害率與處理溫度的“S”形曲線關系

由圖1可知，14個杜鵑品種的葉片在不同溫度處理下，細胞膜遭到不同程度的破壞，并隨著溫度升高損傷越嚴重，細胞膜透性越大，最終導致細胞傷害率增大。14個杜鵑品種的葉片細胞傷害率表現出一致規律，緩慢增加-迅速增加-緩慢增加，呈現典型的“S”形曲線，只是不同的品種細胞傷害率增加的速率存在一定的差異。當處理溫度為50 ℃時，其中小鶯、常春4號和若姪子的細胞傷害率迅速上升；其他品種細胞傷害率則是在55～60 ℃高溫處理下急劇增加。65 ℃以后大部分杜鵑品種葉片的細胞傷害率緩慢增加，此時細胞嚴重受損，細胞傷害率在70%以上。

22 Logistic方程參數及高溫半致死溫度的確定

圖2為轉化細胞傷害率（y′）與處理溫度（t）的關系，通過直線回歸求得a、b、R2，并由Logistic方程求得拐點T=lnab，此時T值即為高溫半致死溫度（表1）。由表1可知，14個杜鵑品種的高溫半致死溫度范圍在50～58 ℃之間。高溫半致死溫度是判斷植物耐熱性強弱的重要指標之一，高溫半致死溫度越高，則植物的耐熱性越強，反之亦然。其中，胭脂蜜、瑤妃、白常春、曉霞的耐熱性較強，HLT50在56～58 ℃之間；其次是西子妝、玉堂春、江南春早、常春4號、臥龍1號、粉紅泡泡，HLT50（℃）在54～56 ℃之間；寶玉、春櫻、若姪子和小鶯較弱，HLT50（℃）在50～54 ℃之間。endprint

3結論與討論

夏季高溫是脅迫植物生長發育的關鍵環境因子之一。在高溫脅迫下，植物細胞原生質膜遭到破壞，細胞膜透性增大，從而使細胞內電解質外滲，導致植物細胞傷害率增大8]。在溫度梯度處理下，植物細胞傷害率曲線一般呈現“S”形，結合Logistic方程求出“S”形曲線的拐點溫度T=（lna）b，能較準確地估計出植物的高溫半致死溫度（HLT50），可作為反映植物耐熱性的一個重要指標9]，是一種靈敏、快捷的估測植物耐熱性的方法10]。該方法已經廣泛應用在四季秋海棠11]、萬CM（25]壽菊12]、茶花13]等多種觀賞植物的研究中。應用電導率結合Logistic方程初步評價植物的耐熱性是簡單快捷的方法，但是對杜鵑耐熱性評價的研究還不普遍，所見文獻不多。本試驗結果表明，14個杜鵑品種離體葉片在不同梯度高溫處理下，細胞傷害率與處理溫度執行呈現“S”形曲線，通過顯著性檢驗，符合Logistic方程。由于試驗結果是在離體條件下測定的，高溫半致死溫度不一定能確切反映杜鵑花的耐熱性，但至少可以反映出各個品種之間相對的耐熱性差異，能為這些品種的園林應用提供參考意見14]。

參考文獻：

1]ZK（#]蔣昌華，胡永紅，秦俊 高溫脅迫對月季品種部分生理指標的影響研究J] 種子，2008，27（6）：31-34，38

2]Nagarajan S，Bansal K C Measurement of cellular membrane thermostability to evaluate foliage heat tolerance of potatoJ] Potato Research，1986，29（1）：163-167

3]Chen W L，Yang W J，Lo H F，et al Physiology，anatomy，and cell membrane thermostability selection of leafy radish （Raphanus sativus var oleiformis Pers） with different tolerance under heat stressJ] Scientia Horticulturae，2014，179：367-375

4]陳燕，劉東煥，陳進勇，等 6種觀果植物的耐熱性研究J] 中國農學通報，2015，31（16）：32-36

5]張文娟，李連國，田東方 應用Logistic方程測定景天植物的耐熱性J] 內蒙古農業大學學報（自然科學版），2013，34（3）：46-48

6]宋云鵬，劉凱歌，龔繁榮 不同生菜品種苗期耐熱性的綜合評價J] 浙江農業學報，2015，27（2）：176-181

7]黃伊凡，戴國禮，慕自新 電導法結合Logistic方程鑒定不同枸杞種質的耐熱性研究J] 西北農業學報，2016，25（7）：1017-1023

8]Wahid A，Gelani S，Ashraf M，et al Heat tolerance in plants：an overviewJ] Environmental and Experimental Botany，2007，61（3）：199-223

9]張月雅，劉明磊，顏小梅，等 4種蕨類植物耐熱性測定J] 吉林農業大學學報，2015，37（3）：313-316

10]ZK（#]李秀玲，劉君，宋海鵬，等 應用 Logistic方程測定 13種觀賞草的耐熱性研究J] 江蘇農業科學，2010（3）：184-186

11]ZK（#]常仁杰 高溫脅迫下兩種葉色四季秋海棠的生理生化響應研究D] 臨安：浙江農林大學，2013：15-20

12]田治國 萬壽菊屬植物耐熱性與抗旱性的評價及生長生理特性的研究D] 楊凌：西北農林科技大學，2012：21

13]張亞利，李健，奉樹成 5個茶花新品種的耐熱性分析J] 江西農業學報，2014，26（1）：32-34

14]廖金，周泓，劉冰 夏季城市綠地中不同遮陽條件下杜鵑葉溫變化及其生理響應J] 北方園藝，2013（7）：74-77endprint