山茶花品种耐寒性研究

何威，何贵友，盛勇，廖鹏，时海峰



山茶花品种耐寒性研究

何威1，何贵友2，盛勇2，廖鹏2，时海峰2

（1. 河南省林业科学研究院，郑州 450008；2.光山县林业局，河南 信阳 465450）

通过测定大田种植的6个山茶花品种在自然降温过程中的相对电导率、丙二醛、脯氨酸、可溶性蛋白及可溶性糖含量等生理指标，研究其自然降温过程中的生理响应，并用隶属函数法进行抗寒性综合评价。抗寒性综合评价表明，6个山茶花品种抗寒性由强至弱依次为：大叶忍冬>四川红>花露占>七星红>小桃红>小叶忍冬。

山茶花品种；抗寒性；研究

山茶花又名茶花，属山茶科，常绿灌木或小乔木。茶花具有“唯有山茶殊耐久，独能深月占春风”的傲梅风骨，又有“花繁艳红，深夺晓霞”的凌牡丹之鲜艳，因此自古以来就是极富盛名的木本花卉，在唐宋两朝达到了登峰造极之境，直到17世纪引入欧洲后，造成轰动，也因此获得“世界名花”的美名。山茶花性喜冷湿气候，略耐寒，一般品种能耐-10℃的低温。

在我国主要分布在南方地区，生长的最北界是黄河以南。北方只能进行盆栽。随着山茶花在园林绿化中的广泛应用和花卉生产价值的认可，现已被引种到北方一些地区。河南省地处南北气候过渡带，气温年较差、日较差均较大，山地与平原间气候差异比较明显。河南省林科院从2010年从南方引进了6个山茶花品种，有关山茶花的育种栽培技术和抗寒生理，有人做了大量研究[1-5]，但对于本文所研究的6个山茶花品种耐寒性未见报道。对6个山茶花品种越冬期的抗寒生理生化特性进行了比较研究，为进一步筛选园林绿化抗寒品种，指导栽培管理提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

四川红、大叶忍冬、小叶忍冬、花露占、小桃红、七星红6个山茶花品种由河南省林科院从四川省林科院、浙江省林科院、湖北省林科院引进。每个品种100株。

1.2 测定方法

采样方法：从10月开始，每月15号对6个山茶花品种进行成熟健康叶片采集，如遇恶劣天气，采样时间顺延。

电导率、蛋白质、可溶性糖等测定：参照赵世杰《植物生理学实验指导》[6]和李合生《植物生理生化实验原理和技术》[7]进行。

隶属函数值计算公式：

=（-min）/（max-min）

式中：表示某一指标的抗寒隶属函数值；表示某一指标的测定值；min表示某一指标的测定值的最小值；max表示某一指标测定值的最大值。

2 结果与分析

2.1 自然降温过程中山茶花相对电导率的动态变化

在越冬期间，植物由于低温伤害引起膜透性增大，导致细胞内电解质外渗，通过测定植物叶片的电导率值可了解质膜伤害程度。从图1可以看出，6种山茶花叶片的质膜透性均发生了明显的变化，整体表现了逐渐上升的趋势。在10~12月期间，质膜透性的变化缓慢上升，在2月份急剧增加。在河南气温变化中1~2月份为平均气温最低的月份，山茶花在受到低温伤害时，原生质膜透性增加的幅度较大，细胞受到的伤害比较严重。其中大叶忍冬、花露占两个品种的增幅最大，达到了起始值的1倍多，说明这两个品种受低温伤害程度较大，抗寒能力弱。

图1 自然降温过程中相对电导率的变化

2.2 自然降温过程中山茶花叶片可溶性蛋白含量的变化

蛋白质是生命活动的体现者，植物不同其蛋白质的种类和数量也不同。植物体内的可溶性蛋白质大多是参与各种代谢的酶类，在受到低温胁迫时，它们会发生一定的变化，测定其含量是了解植物抗逆性的一个重要指标。由图2可知，随着时间的推进，寒冷的加剧，可溶性蛋白含量均呈现出一定的上升趋势，不同山茶花品种上升幅度不同。

图2 自然降温过程中可溶性蛋白含量的变化

随着时间的增加，气温的降低，在2月份七星红和小叶忍冬的可溶性蛋白出现了下降的趋势，而其他4个品种则依然呈现出上升的趋势，这表明每个品种对低温胁迫的适应性不同，随着温度的持续降低，花露占、四川红、大叶忍冬、小桃红等4个品种能通过可溶性蛋白质的增加，抵御外界的低温伤害，而七星红和小叶忍冬对持续低温胁迫的适应性逐渐减小。

2.3 自然降温过程中山茶花可溶性糖含量的变化

植物组织中的糖种类很多，在低温胁迫下作为小分子物质参与渗透调节，可溶性糖是它们中的代表，从图3中可以看出，随着月份的增加，温度逐渐降低，山茶花中的可溶性糖含量均呈现升高的趋势，但各品种变幅差异较大。在10~11月份时，温度变化不大，可溶性糖含量缓慢上升，11~12月份，温度急剧降低，可溶性糖含量急剧增加，从而降低冰点，提高细胞液的浓度，增强抗寒力，随后1~2月份，体内的可溶性糖含量变化趋于平稳或略有下降，可能因为随着低温加剧，叶片细胞叶绿素分解加剧，光合作用机制受抑制，可溶性糖合成受到较大影响。可见在山茶花6个品种中，四川红、七星红、花露占抗寒性较强。

图3 自然降温过程中可溶性糖含量的变化

2.4 自然降温对山茶花叶片中脯氨酸含量的影响

脯氨酸作为一种良好的渗透调节物质，其作用是保持细胞与环境渗透平衡，防止水分散失。它能与细胞内的一些化合物形成聚合物，具有一定的保水作用，从而抵御水分流失，增强抗寒性。

图4 自然降温过程中脯氨酸含量的变化

图4所示，在越冬期间，各品种叶片脯氨酸含量均呈升高趋势，但变幅差异较大。气温变化初期，6个品种叶片脯氨酸含量缓慢增加，随着温度逐渐降低，各品种叶片脯氨酸含量急剧增加，其中四川红、大叶忍冬及花露占脯氨酸积累量较多，抗寒性较强。

2.5 自然降温对山茶花叶片中丙二醛含量的影响

MDA是植物细胞膜脂过氧化物之一， MDA含量与植物抗寒性密切相关，即MDA含量大量增加时，表明体内细胞受到较严重的破坏。图5所见，6个品种叶片丙二醛含量随着温度的降低呈现出逐渐增加的趋势，在气温下降初期，变化较为缓慢，随着温度的降低，丙二醛含量急剧增加。

3 各品种抗寒性综合评价

植物抗寒性受多种因素影响，仅用单一理化指标评价山茶花的抗寒性存在片面性，难以全面准确地反映山茶花资源的抗寒性强弱， 因此， 必须用多个指标进行综合评价。

根据隶属函数法得到的6个品种综合耐寒性排序（表1），且考虑综合评价值之间差距大小等因素，抗寒性由强至弱依次为：大叶忍冬>四川红>花露占>七星红>小桃红>小叶忍冬。

图5 自然降温过程中丙二醛的变化

表1 测定期6个山茶花品种抗寒性综合评价值

4 讨论

反映植物受到低温胁迫伤害的生理生态指标比较多，大量研究表明[8-10]，电导率、可溶性蛋白质含量、脯氨酸含量和MDA 含量及可溶性蛋白受低温胁迫影响明显，用于评价山茶花抗寒性能力具有不可替代的作用。

植物的抗寒性的评价不仅与各项生理指标有关，还与各生理指标对抗寒性的影响程度有关，植物的抗性受多种因素影响，孤立地用某一指标很难反映植物抗寒的实质，也不利于揭示植物抗寒的本质。隶属函数分析提供了在多指标测定的基础上对材料进行综合评价的方法，将它应用于抗性品种的选择，更具科学性和可靠性。由于各指标不但有各自的单方面作用，而更重要的具有多指标间的相互作用，只有对这些指标的交互作用深入综合分析， 才能提高抗寒性鉴定的准确性和可靠性。

[1]黄美珍. 山茶花引种栽培技术[J]. 甘肃林业科技，2003，28（2）：68-70.

[2]庄瑞林. 山茶的耐寒性问题[J]. 经济林研究，1993，11（2）：79-80.

[3] 孙仲序，刘静，邱治霖，等. 山东省茶树耐寒变异特性的研究[J]. 茶叶科学，2003，23（1）：61-65.

[4]陈瑞锋. 茶树寒害及其耐寒性[J]. 中国茶叶，1985（2）：34-35.

[5]王永红，李纪元，田敏，等. 低温胁迫对山茶物种 2个抗寒性生理指标的影响[J]. 林业科学研究，2006，19（1）：121-124.

[6]威廉 L•阿克曼. 美国东北部山茶耐寒性研究[J]. 经济林研究，1986，4（1）：90-94.

[7]赵世杰. 植物生理学实验指导[M]. 北京：中国农业科技出版社，1998.

[8]李合生. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京：高等教育出版社，2000.

[9] 黄华涛，刘祖生，庄晚芳. 茶树耐寒生理的研究：酶和细胞膜透性与茶树耐寒性[J]. 茶树科学，1986，6（1）：41-48.

[10]曹琴，孔维府，温鹏飞. 植物耐寒及其基因表达研究进展[J]. 生态学报，2004，24（4）：806-811.

2014-12-23

S 685.14

A

1003-2630（2014）04-0011-03

（责任编辑：王文彬）