周红昕 于新海 李濛 吴海英
(吉林省生物研究所,吉林 长春 130000)
近年来,社会经济不断发展,人民文化生活水平显著提高,推动了我国园艺事业的进一步发展,作为十分优秀的观赏类植物,蔷薇属植物越来越受人们喜爱和重视。但在我国的东北、新疆等地,由于冬季气温寒冷,以致蔷薇属植物的引种问题还未攻克,绝大部分的蔷薇属植物在寒冷的冬季无法自然成活。基于此,评估和监测野生蔷薇类的抗寒性可以指导人们对这类植物的合理引种,并为抗寒育种和栽培管理工作提供理论借鉴[1]。
瑞典植物学家林奈在1737年最先定名蔷薇属。经过统计,迄今为止共发现并命名的地球上的蔷薇属植物共有200多种,分布极其广泛。而在亚洲等地的分布占其绝大部分。其中以中国为主要分布区域,其中四川、湖北等地为主要发源地。目前我国共有蔷薇属植物约95种,约占蔷薇属植物总数的47.5%[2]。
研究植物的非生物胁迫可以帮助科学家们了解植物是如何抵御外界环境胁迫及通过哪些关键途径来进行调节。其中作为高等植物体内一种广泛存在的渗透调节物质脯氨酸,其在植物代谢过程中适应各种不同胁迫条件和在植物的生长发育方面具有多重保护作用。
此外,形态解剖手段是了解植物内部的形态结构的常用方法,可直接观察到植物适应长期的生存环境形成的并可稳定遗传的重要特征,为了适应不同的生存环境,其内部形态结构也相应的发生改变,反之,通过了解植物的不同形态结构也可推测出该植物一些特定的适应性特性[3]。
在植物体内含有大量的游离状态的脯氨酸,它们与植物蛋白质的形成有直接关系,在不同条件的环境协迫下,其含量会发生很大变化,结果表明:常温下脯氨酸的含量与蔷薇类植物的越冬性无关,而在给定的不同低温条件下,其脯氨酸含量在不同程度上均发生变化。3℃处理后,植物体内的脯氨酸含量增高,变化的幅度与品种的抗寒性呈正相关;而0℃下脯氨酸的含量变化程度较小。
白山区域的野生蔷薇植物与不耐寒月季进行对比,得出不同抗寒性蔷薇属植物的水分含量不同,在相同鲜重的情况下,4种野生蔷薇植物的含水量和含自由水量比不抗寒普通月季低,而束缚水含量和束缚水/自由水的值则高于不抗寒的普通品种月季;从而得出4种野生蔷薇植物体内所含水分中束缚水的含量占有比例要比普通的不耐寒的月季品种高出很多。
普通不耐寒月季与长白山区域野生蔷薇相比,真光合呼吸作用也存在不同。其光合强度与品种的抗寒性呈正相关;而净光合强度和呼吸强度似乎存在一种互补关系。一般来说,抗寒品种比不抗寒品种具有较高的光合呼吸速率,例如3℃低温处理后,各品种的呼吸强度普遍增高,普通不耐寒月季的真光合和净光合强度也普遍增高,此时,抗寒品种的呼吸强度和真光合强度高于不抗寒的品种[4]。由此可以了解到,这4种野生蔷薇在较低温度条件下其代谢效率也很高。
通过以形态解剖的手段将长白山4种野生蔷薇与普通不耐寒的月季品种的切片进行检测观察对比发现,4种野生蔷薇具有丰富的栅栏组织,它能使茎叶更紧实,在受到低温胁迫时,它对植物的叶片内部细胞也具有较好的保护作用。与此同时,它也是光合作用的主要场所。通过对比得出,蔷薇属植物茎叶中,海绵细胞越大越不耐寒冷,抗寒性也就越差[5]。
若能培育出具有抗寒性较好的不同品种的月季,将会大大增加月季花在花卉市场的优势,同时也会增加月季花在城市绿化中的应用,从而弥补抗寒月季的这一空白。长白山野生刺玫就是很好的研究素材,其抗病抗寒性较强,能够自然越冬,并且同属蔷薇属植物,与月季花有很好的亲缘性。了解长白山区域的野生刺玫的抗寒性和抗旱机理,为将来丰富耐寒月季品种奠定了丰富的理论基础。
1 熊燕,曲彦婷,韩辉,等.月季品种资源调查与评价[J].林业科技,2017(1)
2 邓菊庆,蹇洪英,李淑斌,等.五种野生蔷薇属植物抗寒力的综合评价[J].西南师范大学学报(自然科学版),2012(4)
3 杨帆,隋云吉,杨逢玉,等.新疆蔷薇属植物的抗寒性研究[J].北方园艺,2013(8)
4 赵红霞,王晶,丁晓六,等.蔷薇属植物与现代月季品种杂交亲和性研究[J].西北植物学报,2015(4)
5 杨涛,宋丹,张晓莹,等.部分蔷薇属植物远缘杂交亲和性评价[J].东北农业大学学报,2015(2)