[DOC] 园林植物抗寒性鉴定指标的分析

[DOC] 园林植物抗寒性鉴定指标的分析 园林植物抗寒性鉴定指标的分析 黑龙江农业科学2012(2):6O,62 HeilongjiangAgriculturalSciences园艺i园i林 园林植物抗寒性鉴定指标的分析 张兆英,宋立立 (沧州师范学院,河北沧州061001) 摘要:抗寒性鉴定是园林植物抗寒研究中的重要工作之一,选择客观的鉴定是鉴定园林植物抗寒性强弱 的关键.为准确,快捷鉴定园林植物的抗寒能力以及抗寒物种及品种的筛选提供参考,阐述并比较分析了园 林植物抗寒性测定的主要方法,包括形态学观测,含水量测定,原生质膜透性测定,保护酶系统测定和渗透调 节物质测定. 关键词:园林植物;抗寒性;鉴定指标 中图分类号:$688文献标识码:A文章编号:1002—2767(2012)02—0060—03 随着社会的不断发展,城市园林绿化的要求 越来越高,只依靠当地的乡土树种已经远远不能 达到绿化的要求.近年来,引进外来树种,培育新 品种以及驯化野生种已成为园林工作者的首要任 务.其中,低温伤害是影响这一工作顺利进行的 主要因素之一. 园林植物抗寒性是园林植物对低温环境变化 长期适应而形成的一种遗传特性.近年来人们采 用各种方法对园林植物抗寒性进行了大量研究, 提出了一些关于园林植物抗寒性鉴定的指标. 1形态学观测与园林植物抗寒性 形态学观测法主要是指树种在越冬过程中落 叶时间,落叶量及植物叶片等部位发生褐变,干枯 等现象.树种的抗寒性不同,其形态学表现也不 相同. 王永格等l1通过对小果卫矛越冬形态学的观 测及与大叶黄杨,北海道黄杨,胶东卫矛,小叶黄 杨和女贞相比较,发现小果卫矛叶片抗寒性高于 大叶黄杨和女贞,枝条抗寒性高于女贞.金华 等{通过对北京引种栽植的7种常绿阔叶植物的 越冬形态学观测发现:温室中盆栽的植物表现良 好,露地越冬植物均出现叶片褐化现象,且干枯现 象严重. 2植物组织内含水量与园林植物抗寒性 植物体内的水分常以自由水和束缚水两种状 态存在,其中束缚水/自由水的大小反映了植物抗 收稿日期:201卜09—13 第一作者简介:张兆英(1975一),女,河北省青县人,硕士,讲 师,从事同林植栽培及种子生理研究.E—mail:zzyOl1l@ l26.corn. 60 寒性的高低.比值大时,植物代谢缓慢,抗寒性 强;比值小时,植物代谢旺盛,抗寒性弱. 张志法等]在冬季自然低温下对金叶莸和金 山绣线菊扦插苗根部组织含水量测定发现:金叶 莸的束缚水含量,束缚水/自由水的比值都高于金 山绣线菊,这说明金叶莸比金山绣线菊具有更强 的抗寒力.吴娜等研究了卫矛科3种常绿阔叶 植物在保定越冬期间叶组织水分的变化.结果表 明:随着温度的降低,叶组织含水量表现出下降趋 势,束缚水/自由水逐渐增大.董丽等l_5研究了北 京露地园林中常绿阔叶植物在越冬期间叶组织水 分的变化情况,也得到同样的结果. 3生物膜与园林植物抗寒性 细胞膜系统是低温冷害作用的首要部位j. 园林植物遭受低温胁迫时,会引起膜脂过氧化作 用,从而造成细胞膜的透性增加,细胞膜的半透性 被破坏会引起细胞内一系列的生理生化代谢紊 乱,从而造成整个细胞死亡.所以通过鉴定细胞 膜破坏的程度可以确定园林植物的抗寒性. 3.1电导率 电导率是研究植物细胞膜破坏程度最简单和 最直接的方法.王娟等j通过对5个紫薇品种电 导率的测定结果可以看出,在不同温度的低温处 理之后,5个紫薇品种的电导率值随着处理温度 的下降而升高的幅度各异,从而反映出不同品种 之间抗寒性的差异.刘晓芳等研究表明:在低 温胁迫下,随着处理温度的下降已休眠的紫叶白 蜡和紫叶稠李植株上的一年生枝条的电导率呈现 出不断上升的趋势.方小平等”对贵州4种木 兰科植物幼苗的抗寒性进行了研究,结果表明:随 2期张兆英等:园林植物抗寒性鏊定指标的分析 着温度的降低相对电导率逐渐增大. 3.2半致死温度 半致死温度(LT.)即低温半致死温度是指 在该温度时,植物达到半致死状态,当温度继续低 于该温度时,植物所受的伤害将不可恢复甚至死 亡.朱根海等认为应用电导法配合Logistic方程 求出”S”形曲线的拐点温度能较准确地估计出植 物组织的低温半致死温度L1. 刘艺等通过采用电导法配合Logistic方程, 计算出西鹃,小蜡,南洋杉的半致死温度分别为 一 8.61,一7.12,一6.03?[123.樊平等根据植物 的半致死时间将紫叶小檗,迎春,绣线菊,荚迷,大 叶黄杨,女贞等13种园林植物根据其抗寒性强弱 分为三类]. 3.3丙二醛含量 丙二醛(MDA)是膜质过氧化的产物,它的存 在会引起蛋白质,核酸等生命大分子的交联聚合, 且具有细胞毒性.MDA含量的高低在一定程度 上可表示园林植物膜质过氧化程度的高低.许多 研究表明,随着低温胁迫的加强,MDA含量升 高,细胞膜透性增大.MDA含量与细胞膜透性 呈正相关,而与植物的抗寒性呈负相关. 亓白岩等[14=对8种含笑属植物丙二醛含量 的比较研究表明:MDA含量随温度降低而增加, 并发现抗寒性强的品种在低温胁迫下MDA含量 低于抗寒性弱的品种.江东华等通过研究中 华金叶榆等3种彩叶乔木抗寒性,发现3种树种 中MDA含量也呈现出同样的变化规律. 4保护酶系统与园林植物抗寒性 保护酶系统主要包括超氧化物歧化酶(SOD), 过氧化氢酶(CAT),过氧化物酶(POD)等.当植 物遭受寒害时,植物体内会产生大量的超氧阴离 子自由基,这些物质会对细胞产生毒害作用,SOD 的存在,能催化超氧阴离子自由基的歧化作用,形 成分子氧和过氧化氢,过氧化氢又被POD氧化分 解.保护酶系统的作用使细胞中自由基维持在一 个低水平. 通常这些保护酶活性也随着低温逆境加深而 增加,抗寒性越强的植物,增加的水平越高,所以 可以通过测定植物体内保护酶活性高低来验证植 物的抗寒性. 王静等l_1.]通过对不同品种玉兰花瓣在低温 胁迫下抗寒性研究表明,随着温度的降低,每个品 种的SOD和POD酶活性大致表现为先上升后下 降的趋势,抗寒性越强的品种下降的速度越慢,同 时在整个处理过程中抗寒性越强的品种酶活性均 高于抗寒性较弱的品种.王倩等[1]在研究9种 景天植物在越冬期间生理生化指标的变化时发 现,其叶片中SoD,CAT酶活性也表现出同样的 变化规律. 5渗透调节物质与园林植物抗寒性 5.1可溶性糖含量 可溶性糖作为渗透保护物质,可提高细胞液 的浓度,增加细胞持水力及组织中非结冰水,从而 降低细胞质的冰点,是园林植物抵御低温的重要 保护性物质.当植物体受到低温胁迫时,体内的 可溶性糖含量就会增加来保护植物体不受到伤 害,抗寒性越强的品种可溶性糖含量增加得越多. 这一现象普遍存在于各种园林植物中.蔡仕 珍等研究结果表明:自然降温过程中花叶细辛 叶片可溶性糖含量有所增加.姜春歌等L19]在研 究中发现,4种木犀科植物在人为低温胁迫下,其 可溶性糖含量总体也呈增加趋势. 5.2脯氨酸含量 脯氨酸是水溶性最大的氨基酸,具有很强的 水合能力,其水溶液具有很高的水势.脯氨酸在 植物的渗透调节中起重要作用,而且即使在含水 量很低的细胞内,脯氨酸溶液仍能提供足够的自 由水,以维持正常的生命活动.正常情况下,植物 体内脯氨酸含量并不高,但遭受低温胁迫时体内 的脯氨酸含量往往增加,它在一定程度上反映植 物受害的程度,以及植物对低温胁迫的忍耐及抵 抗能力. 大量研究结果表明,游离脯氨酸的含量与园 林植物的抗寒性呈正相关.张吉立等-.]研究表 明:紫叶矮樱的游离脯氨酸含量随着温度降低而 升高,脯氨酸含量始终高于其它3个树种.樊平 等Ll研究发现:在寒冷条件下,13种植物的游离 脯氨酸含量比正常生长条件高得多,增长最多的 品种是大叶黄杨和北海道黄杨. 6可溶性蛋白与园林植物抗寒性 可溶性蛋白是植物细胞内另一个重要的渗透 调节物质,可以增强植物的抗寒能力,在相同低温 胁迫条件下,可溶性蛋白含量越高,植物体的抗寒 性也就越高. 61 黑龙江农业科学2期 刘光立等?通过低温胁迫对黄金香柳抗寒[IO3方小平,李昌艳,胡光平, 等.贵州4种木兰科植物幼苗的 性研究可知,黄金香柳叶片中的可溶性蛋白质含抗寒性研究[J]?林业 科学研究,2010,23(6):862—86? 量随着处理温度的降低呈上升趋势.庄国庆2]口蛆植 19 物 86 组 (3 织 ).. 研究发现,来自不同种源地的6种桉树经过低温 胁迫处理,其蛋白质含量比对照都有所增加.[12]刘艺,杨远庆,胡晓谅,等.3种园林植物耐寒性的研究[J]. 参考文献:安徽农业科学,2010,38(9):4875—4876,4898. 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ColdTolerantIdentificati0nIndexAnalysisfor LandscapePlants 62 ZHANGZhao-ying,SONGLi—li (CangzhouNormalUniversity,Cangzhou,Hebei061001) Abstract:Thecoldresistanceidentificationisoneoftheimportantworksinthelandscapeplantshardinessre— search.Choosingtheobjectiveidentificationmethodisthekeytoidentifythecoldhardinessoflandscape plants.Themainmethodstodeterminethecoldresistanceforlandscapeplantswerecomparedandanalyzed,in— cludingmorphologicalobservation,moisturedetermination,plasmamembranepermeabilitydetermination,pro— tectiveenzymesystemdeterminationandosmoticadjustmentsubstancesdetermination.Itcouldproviderefer— enceforidentifyingthecoldresistanceoflandscapeplantsandtheselectingofthecoldresistantspeciesandva— rietiesaccuratelyandquickly. Keywords:landscapeplant;coldtolerantability;identificationindex