4个百子莲品种的抗寒性鉴定

汪成忠 ， 王 磊， 成海钟

(1.苏州农业职业技术学院, 江苏 苏州215008； 2.河南科技大学 林学院, 河南 洛阳 471003)



4个百子莲品种的抗寒性鉴定

汪成忠1， 王 磊2， 成海钟1

(1.苏州农业职业技术学院, 江苏 苏州215008； 2.河南科技大学 林学院, 河南 洛阳 471003)

为给百子莲的引种、推广提供理论和实践依据，以百子莲属(Agapanthus)中的白花、龙之花、海德伯恩杂交和白花4个品种的叶片和根为试验材料，通过测定降温处理过程中百子莲叶片和根的相对电导率，结合Logistic方程计算的半致死温度(LT50)，评价4个百子莲品种在不同降温时期的抗寒性。结果表明：随着低温胁迫的加强，叶片和根的电解质渗出率呈不规则的S形上升；白花抗寒性最强，其叶片和根的LT50分别为-10.97℃和23.18℃，大花的抗寒性最差，其叶片和根的LT50分别为-4.29℃和-18.38℃。抗寒性依次为叶片，白花>龙之花>大花；根，白花>龙之花>海德伯恩杂交>大花。与田间调查基本吻合。

百子莲； 抗寒性； 半致死温度(LT50)； 相对电导率

百子莲属植物原产南非，是一种非常优秀的园林花卉，其种类丰富，叶形秀丽，花朵姿态优美，花期持续时间长，广泛地应用于公园、庭院，亦可作为盆花和切花栽培。百子莲属植物在我国的种植范围广，南方可以露地种植，其自然花期为4-8月份；北方在温棚种植，花期可持续到冬季。王会[1]、许春娇[2]、王磊[3]、张荻[4]、卓丽环[5]、张琰[6]等对百子莲的栽培技术、新品种选育、开花生理和组培等技术进行了深入研究，取得一系列的科研成果，但在百子莲品种的抗寒性方面未进行深入研究，也未见有关文献报道。百子莲原产南非温暖地区，江浙沪地区的低温特别是极端温度是限制其越冬的主要因素。为给百子莲的引种、推广提供理论和实践依据，笔者对百子莲低温胁迫下电解质外渗率(REC)的变化规律和百子莲的半致死温度(LT50)进行研究。

1 材料与方法

1.1 供试材料

大花百子莲(A.Praecoxssp.Orientalis Big Blue)、龙之花百子莲(A.comptoniissp. longtubus)、白花百子莲(A.Praecoxssp. Orientalis White)和海德伯恩杂交百子莲(A.HeadbourneHybrids)，均为苏州农业职业技术学院相城科技园提供的4年生品种。其中，海德伯恩杂交百子莲是落叶品种，其余均为常绿品种。

1.2 越冬适应性观察

2013年1月下旬对苏州市相城区黄埭镇相城科技园内受冻的田间植物进行越冬适应性观测，每个品种选取10株。根据叶片冻害情况，参照李刚等[7]的方法制定适宜本试验冻害情况的评价标准(表1)，结合冻害指数判定植株抗寒性的强弱，冻害指数(CI)=∑(各冻害级数×该级叶片数)/调查总叶片数。

1.3 相对电导率测定及低温半致死温度(LT50)的确定

2013年1月下旬，在相城科技园内选取生长健壮的植株各5丛(每丛5株)连土挖起，在0℃低温冰箱中预冷24 h，然后以2℃/h速度降温，各温度维持24 h，即在0℃、-2℃，-4℃、-6℃、-10℃、-12℃、-14℃、-16℃和-18℃低温下处理24 h后，选取整齐一致的叶片和根参照李合生等[8]的试验方法，测定相对电导率。

表1 百子莲的冻害评价标准

将处理过的叶片剪成0.5 cm×0.5 cm的小块，准确称取1 g于50 mL的带盖试管中，每个处理重复3次，加20 mL去离子水，加盖密封24 h，在室温9.8℃下测定溶液电导率，之后将封口的试管置于100℃的水浴锅中煮沸30 min，取出冷却至室温(9.8℃)，再次测定溶液的电导率。相对电导率=(煮沸前的电导率值/煮沸后的电导率值)×100%，应用电导法配以Logistic方程Y，利用拐点方程确定各样品的半致死温度(LT50)[9]。

2 结果与分析

2.1 4个百子莲品种的冻害指数

露地观察，所有供试品种在最冷月(1月下旬)均有不同程度的冻害。白花伴有轻度冻害，大部分叶片约1/3面积出现褐渍状冻害，冻害指数为1.63；龙之花表现为中度冻害，叶片约1/2面积出现褐渍状，冻害指数为2.14；而大花莲则地上部分出现褐渍状冻害，冻害指数为3.56。

2.2 不同低温处理对4个百子莲品种相对电导率的影响

2.2.1 叶片 大花、白花和龙之花3种百子莲的相对电导率均呈慢-快-慢的变化规律，即不规则的S型曲线(图1)。大花百子莲在-4～-6℃时，相对电导率变化较大，表明其细胞膜伤害较大；龙之花在-6～-8℃，相对电导率变化较大，之后就缓慢攀升；而大花在-8～-10℃，相对电导率变化较大。根据叶片相对电导率叶片的总体变化趋势可知，百子莲属3个品种的相对电导率变化趋势基本相同，即拐点以前,外渗率不断增加，表明降温对细胞膜伤害率的递增效应不断增大，到拐点时最大；拐点之后，外渗率逐渐下降，表明降温对细胞膜伤害率的递增效应减小。

图1 低温处理百子莲叶片的相对电导率

Fig.1 Relative conductivity of agapanthus leaves at cold treatment

2.2.2 根 4个百子莲属植物根的相对电导率随着温度的降低而逐渐增大，均呈缓慢上升的S型(图2)。拐点以前，外渗率不断增加，表明降温对细胞膜伤害率的递增效应不断增大。各温度处理下，白花的相对电导率均小于其他3个品种，表明白花抗寒性最强。

图2 低温处理百子莲根的相对电导率

Fig.2 Relative conductivity of agapanthus root at cold treatment

2.3 不同低温处理对4个百子莲品种半致死温度的影响

2.3.1 叶片 由表2可知，白花、龙之花和大花的叶片半致死温度分别为-10.97℃、-7.18℃和-4.29℃，抗寒性差异达显著水平,白花百叶片的抗寒性最强，大花的抗寒性最弱，依据LT50对3个品种叶片的抗寒性进行排序，依次为白花>龙之花>大花，与越冬适应性和相对电导率反映的结果相符。

2.3.2 根 由表2可知，各品种REC的相关系数均达到0.9以上，说明经低温胁迫后4个品种根的REC遵循Logistic方程的变化规律且与LT50具有显著的相关性，拟合结果准确、可靠。由拟合结果可知，白花根的LT50为-23.18℃，抗寒性最强；大花抗寒性最弱，LT50为-18.38℃。依据LT50对该4个品种根的抗寒性进行排序，依次为白花>龙之花>海德伯恩杂交>大花。

表2 4个百子莲品种叶片和根的半致死温度

注：**、* 分别表示拟合度达到极显著(P<0.01)和显著水平(P<0.05)，下同。

Note：**, * denote the fit was extremely significant (P<0.01) and significant (P<0.05), the same below

3 结论与讨论

3.1 结论

百子莲各品种叶片在越冬时均表现出不同冻害，白花叶片约有1/3面积出现褐渍状冻害，冻害指数为1.63；龙之花叶片有1/2面积出现褐渍状，冻害指数为2.14；而大花地上部分出现褐渍状冻害，冻害指数为3.56。百子莲叶片的抗寒性强弱为白花>龙之花>大花。

大花、白花和龙之花的叶片和根的相对电导率均呈慢-快-慢的变化规律，即不规则的S型曲线。应用电导法配以Logistic方程Y，利用拐点方程确定各样品的半致死温度(LT50)，白花、龙之花和大花百子莲叶片的半致死温度分别为-10.97℃，-7.18℃和-4.29℃，依据LT50对该3个品种叶片的抗寒性进行排序，依次为白花>龙之花>大花与越冬适应性和相对电导率反映的结果相符；白花、龙之花、海德伯恩杂交和大花根的LT50分别为-23.18℃、-20.17℃、-19.58℃和-18.38℃，依据LT50对该4个品种根的抗寒性进行排序，由强至弱依次为白花>龙之花>海德伯恩杂交>大花。根系的抗寒性明显优于叶片。

3.2 讨论

植物在一定环境条件下，通过调节体内生理生化反应提高自身的抗寒适应性[10-12]。利用测定电导率的方法测定植物抗寒性具有科学性，因其主要反映了植物细胞原生质膜[13]的稳定性。植物抗寒性的降低是其受低温冷害后，原生质膜透性增强，电解质外渗加大，糖、氨基酸、有机物、简单的氮化物和其他溶解质外渗，即电导率增大的结果[14]。百子莲根系的抗寒性明显优于叶片的抗寒性，主要因为土壤具有保温的特性，使原生质膜透性降低，从而增强根系的抗寒性。

试验采用植株带土整株进行人工低温处理，与实际低温变化具有一定的相似性，所以结果值得推敲。植物的抗寒性虽然主要取决于遗传性状，但它受到多种环境因子和生物因子的综合作用，其抗寒性也必然受到温度以外的其他因子的影响。因此，室内模拟自然研究与田间观察相结合，将会更好地反映生产实际情况，能更好的指导生产。根据试验得出的抗寒性结论，结合江浙沪地区的极端气温及极端温度的持续时间，海德伯恩杂交和白花品种可在江苏、浙江和上海等地进行露地栽培；龙之花品种可在江苏、浙江和上海等大部分地区进行露地栽培，但在江苏北部冬季需要防寒处理才能安全越冬；大花在江苏中南部、浙江和上海地区冬季必须有防寒措施才能安全越冬。

[1] 王 会，辛雅芬，张 荻，等．多效唑对百子莲花葶矮化效应的研究[J].上海交通大学学报:农业科学版，2013(3)：1-8.

[2] 许春娇，卓丽环．温度调控使百子莲花期提前[J]．园林，2013(3):4-75.

[3] 王 磊，卓丽环，李瑞发．百子莲无土栽培营养液配方的研究[J]．浙江农业学报，2012，24(2)：238-242.

[4] 张 荻，申晓辉，卓丽环．百子莲(Agapanthuspraecoxssp. Orientalis)开花生理特征的研究[J]．上海交通大学学报:农业科学版，2011(3)：6-13.

[5] 卓丽环，李 博，张 琰，等．植物生长延缓剂对百子莲开花的影响[J].安徽农业科学，2010，38(15)：3707-3709.

[6] 张 琰，黄孝慈．航天诱变百子莲种子对其SP1代的影响[J]．安徽农学通报，2009(6)：15-17，100.

[7] 李 刚，姜卫兵，翁忙玲，等．木兰科6种常绿树幼苗抗寒性的初步研究[J]．园艺学报，2007，34(3)：783-786.

[8] 朱根海，刘祖棋，朱培仁．应用Logistic方程确定植物组织低温半致死温度的研究[J]．南京农业大学学报，1986(3)：11-15.

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

[10] 毛志滨，谢晓金，汤庚国．7种冬青树种耐低温能力比较[J]．南京林业大学学报：自然科学版，2006，30(1)：440-443.

[11] 董 丽，黄亦工，贾麦娥．北京园林主要常绿阔叶植物抗冻性及其测定方法[J]．北京林业大学学报，2002，24(3)：33-36.

[12] Dexter S T, Tottingh amW E, Graber L F. Preliminary results inmeasuring the hard iness of plants[J].Plant Physio,1930,5(2)：215-223.

[13] 杨青林，王艳芝，季志强，等．电导率法测定玉米种子活力试验初报[J]．内蒙古农业科技，2011(4)：33.

[14] 梁锁兴，田海滨，侯东梅，等．电导率法测定榛子枝条抗寒性[J]．山西农业科学2013，41(6)：554-556.

(责任编辑： 孙小岚)

Cold Resistance Identification of FourAgapanthusVarieties

WANG Chengzhong1, WANG Lei2, CHENG Haizhong1

(1.SuzhouPolytechnicInstituteofAgriculture,Suzhou,Jiangsu215008; 2.ForestySchool,HenanUniversityofScienceandTechnology,Luoyang,Henan471003,China)

Leaves and roots from four varieties (White, longtubus, Headbourne Hybrids and Big Blue) belonged to Agriculture were used for test material to provide a theoretical and practical reference for introduction and generalization of agapanthus. By measuring the relative conductivity of leaves and roots in cooling process, combined with LT50calculated by logistic equation, the cold resistance of four agapanthus varieties was evaluated in different cooling stage. Results: With strengthening low temperature stress, the electrolyte leakage rates of leaves and roots was of an irregular "S" shaped rise; White was of the strongest cold resistance, LT50of leaves and roots were respectively -10.97℃ and 23.18℃, while Big Blue was of the worst cold resistance, with LT50of -4.29℃ and -18.38℃ respectively.The cold resistance order of leaves was White> longtubus> Big Blue; For roots was White> longtubus>Headbourne Hybrids>Big Blue. Basically consistent with the field investigation.

agapanthus； cold resistance； LT50； relative conductivity

2014-11-11； 2015-04-20修回

苏州农业职业技术学院院级自然科学课题“百子莲引种苏州栽培及适应性研究” (NS1001，NS1104)

汪成忠(1982-)，男，讲师，从事园林植物生理、生态方面的研究。E-mail:snwcz@qq.com

1001-3601(2015)05-0236-0058-03

S682.1+9

A