不同种类彩叶植物植株生理特性差异

宋科，周强，杨静慧,通信作者，苗博瑛，李雕，刘艳军



不同种类彩叶植物植株生理特性差异

宋科1，周强1，杨静慧1,通信作者，苗博瑛2，李雕1，刘艳军1

（1. 天津农学院 园艺园林学院，天津 300384；2. 天津市农科院 果树所，天津 300384）

为筛选适宜在天津地区生长的彩叶植物，以6种彩叶植物为研究对象，分析了6项抗逆生理指标的差异。结果显示：红叶臭椿的可溶性糖含量（0.195％）最高，紫叶李（0.11％）最低；金叶榆的可溶性蛋白含量（13.07 mg/g）最高，紫叶矮樱（7.135 mg/g）最低；红叶碧桃的游离脯氨酸含量（51.954 μg/g）最高，紫叶矮樱（37.900 μg/g）最低；金叶榆的过氧化物酶（POD）活性（52.38 U/（g·min））最高，紫叶矮樱（15.012 U/（g·min））最低；金叶槐的（SOD）活性（0.499 U/g）最高，紫叶李（0.341 U/g）最低；紫叶矮樱的丙二醛含量（0.027 μmol/g）最高，金叶榆（0.003 μmol/g）最低。隶属函数综合分析得出，6种彩叶植物适应性可分为4类，最适宜的为金叶榆和金叶槐；其次为红叶碧桃、红叶臭椿；第3类为紫叶李；第4类为紫叶矮樱。

品种；彩叶；生理；适应性

彩叶植物因其丰富的叶色被广泛运用于景观园林的色彩体系中，以提高其景观层次，弥补城市园林绿化色彩单调的不足。目前，国内对于彩叶植物在景观园林方面的应用做了大量研究[1-3]，但在国内彩叶植物资源方面缺乏系统地整理、归类与开发利用，彩叶植物生理生化上的研究处于起步阶段。此外，对彩叶植物的引种以及适应性筛选、选种等方面的研究长期停留在少数几个品种上[4-6]，导致国内彩叶树的应用进展较为缓慢。欧美等发达国家则在原有彩叶植物资源的开发和利用基础上，利用美学、生态学、植物生理学、遗传育种学、栽培学等知识及现代化理论和实践的手段开展了彩叶植物的研发工作，进而培育出具有更高观赏价值、适应性更强的彩叶树种[7]。

在我国，引种者过多地关注彩叶植物的色彩表现，导致在彩叶植物引种与培育过程中，忽略了苗木原产地与引种地的环境差异，以及苗木因遗传上的不稳定等带来的苗木生长问题[8]，致使在引种与栽植的后期，由于彩叶植物对引种地生境条件的不适应，造成其色彩效果表现差、生长不良、甚至枯死，导致园林景观的营造失败。

因此，为了更合理地运用彩叶植物，以天津市种植的金叶槐、金叶榆、紫叶李、紫叶矮樱、红叶碧桃、红叶臭椿等6种彩叶植物为试验对象，通过对其可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛等生理指标的测定，了解各彩叶植物在天津地区的适应性，为其在天津的合理配置和栽植提供指导意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验地概况

选择天津市武清区陈咀镇天津市公路苗木繁殖中心苗圃为样地，样地土壤含盐量为0.125%～0.152%，pH值为7.5～7.7，容重为1.22～1.47 g/cm3，为非盐碱地。每种植物每处理选择1 000 m2为一次重复，设3次重复。

1.1.2 样株的选择

选择天津市广泛绿化种植的金叶槐、金叶榆、紫叶李、紫叶矮樱、红叶碧桃、红叶臭椿等6～8年生、生长中庸、健壮的植株，通过“S”型取样方法确定供试植株，每块样地确定15个样株，为15个重复。株行距见表1。

表1 样地面积和栽植方式

不同彩叶树的生长指标综合分析采用隶属函数[9]进行分析。

隶属函数计算公式：

U＝X-Xmin/Xmax-Xmin（正相关） （1）

U＝1-（X-Xmin/Xmax-Xmin）（负相关）（2）

式中，U表示种类指标的生长隶属函数值，X表示种类指标的测定值，Xmax和Xmin分别表示测定指标的最大值和最小值。植株生长指标与植株适应性呈正相关的用（1）式，呈负相关的用（2）式。

1.2 试验方法

1.2.1 叶片采样方法

选择生长较一致的6～8年生彩叶植物为样株，选取第一主枝中部外层生长成熟、健康的叶片，采样量为100片/处理。

1.2.2 采样时间

于2015年10月秋季彩叶植物休眠后采样。

1.3 生理指标测定

可溶性糖含量测定采用蒽酮试剂法测定；可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝G-250法测定；游离脯氨酸含量采用酸性茚三酮比色法测定；POD（过氧化物酶）活性采用愈创木酚法测定；SOD（超氧化物歧化酶）活性采用氮蓝四啡（NBT）光还原法测定；丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法测定[10]。

2 结果与分析

2.1 不同彩叶植物可溶性糖含量

如图1所示，6种彩叶植物之间可溶性糖含量差异显著，其中红叶臭椿可溶性糖含量（0.195%）最高，其次是红叶碧桃（0.184%），其他由高到低依次是：金叶榆（0.163%）、金叶槐（0.155%）、紫叶矮樱（0.133%）、紫叶李（0.110%）。

图1 不同彩叶植物可溶性糖含量

2.2 不同彩叶植物可溶性蛋白含量

如图2所示，金叶榆（13.070 mg/g）和金叶槐（12.900 mg/g）之间蛋白质含量差异不显著，但显著高于其他4种彩叶植物。其他4种彩叶植物可溶性蛋白含量依次为：红叶臭椿（11.292 mg/g）、红叶碧桃（9.693 mg/g）、紫叶李（9.634 mg/g）、紫叶矮樱（7.135 mg/g）。

图2 不同彩叶植物可溶性蛋白含量

2.3 不同彩叶植物游离脯氨酸含量

如图3所示，6种彩叶植物游离脯氨酸含量差异显著。其中，红叶碧桃（51.954 μg/g）最高，其余5种彩叶植物的脯氨酸含量依次是红叶臭椿（44.389 μg/g）、金叶榆（42.657 μg/g）、金叶槐（40.616 μg/g）、紫叶李（38.345 μg/g）、紫叶矮樱（37.900 μg/g）。

图3 不同彩叶植物游离脯氨酸含量

2.4 不同彩叶植物POD活性

如图4所示，金叶榆（52.380U/（g·min））和金叶槐（47.869 U/（g·min））POD活性显著高于其他彩叶植物。其次是红叶碧桃（31.056U/（g·min））、紫叶李（26.657 U/（g·min））和红叶臭椿（26.487U/（g·min））。紫叶矮樱（15.012 U/（g·min））显著低于其他5种彩叶植物。

图4 不同彩叶植物POD活性

2.5 不同彩叶植物SOD活性

如图5所示，6种彩叶植物中金叶槐的SOD活性（0.499 U/g）显著高于其他5种彩叶植物，其他5种彩叶植物SOD活性由高到低依次为：红叶碧桃（0.479 U/g）、红叶臭椿（0.444 U/g）、金叶榆（0.398U/g）、紫叶矮樱（0.350U/g）和紫叶李（0.341 U/g），紫叶矮樱和紫叶李之间差异不显著，但显著低于其他4种彩叶植物。

图5 不同彩叶植物SOD活性

2.6 不同彩叶植物丙二醛含量

如图6所示，紫叶矮樱（0.027 μmol/g）丙二醛含量显著高于其他彩叶植物，其次是红叶碧桃（0.02 μmol/g）。紫叶李（0.013 μmol/g）和红叶臭椿（0.013 μmol/g）之间差异不显著，表现中等。金叶榆（0.003 μmol/g）的丙二醛含量最低。

2.7 不同彩叶植物生理指标隶属函数分析

利用隶属函数综合分析了6种彩叶植物耐盐情况，结果见表2。由于可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、游离脯氨酸含量、POD活性、SOD活性与彩叶植物耐盐性呈正相关，所以隶属函数按（1）式计算。丙二醛含量与彩叶植物耐盐性呈负相关，按（2）式计算。综合生理指标分析，在武清区生长的6种彩叶植物适应性可分为4类，最适宜的为金叶榆与金叶槐；红叶碧桃和红叶臭椿为第2类；第3类为紫叶李；第4类为紫叶矮樱。

表2 不同彩叶植物生理指标隶属函数

3 讨论

研究发现，变异植株的适应性可与其原种保持一致，甚至强于原种[11-12]，表明原种植物可在遗传方面影响变异植物对环境的适应性，此结论与本研究结果一致。金叶榆、金叶槐、红叶臭椿等彩叶植物作为天津市‘榆、槐、椿’等乡土树种的变种，其生长过程由于受到乡土树种遗传上的影响，而具有较强的抗逆生理特性。红叶碧桃由于采用了耐性强的山桃作为砧木嫁接繁殖，获得了较好的抗逆生理特性[13]。因此金叶榆、金叶槐、红叶臭椿、红叶碧桃等彩叶植物较适于天津地区生长。紫叶李原产亚洲西南部，分布于华北及其以南地区，中亚、天山、伊朗、小亚细亚、巴尔干半岛均有广泛分布[14]，紫叶李的类型很多，品种比较杂。因此，可筛选适应性强的类型在天津栽培。紫叶矮樱是紫叶李和矮樱杂交种，从美国引进。矮樱（f.）喜欢微酸性的砂壤土。因此，紫叶矮樱不适宜北方中性和碱性的土壤，表现出各项生理特性较差。然而，植物的栽培适应性包括遗传、生理生化、形态结构、解剖结构等差异，本文仅研究了6种彩叶植物的生理特性差异，其他方面还有待进一步探究。

4 结论

6种彩叶植物在其抗逆生理特性上存在显著差异，其中抗性最强的是金叶榆和金叶槐，其次是红叶碧桃和红叶臭椿。表明金叶榆、金叶槐、红叶碧桃、红叶臭椿可作为天津市大规模种植的彩叶植物，紫叶李可根据当地土壤情况适当栽培，紫叶矮樱不适合天津地区露地栽培。

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责任编辑：杨霞

Differences of physiological characteristics among different species of color-leaf plants

SONG Ke1, ZHOU Qiang1, YANG Jing-hui1,Corresponding Author, MIAO Bo-ying2, LI Diao1, LIU Yan-jun1

（1. College of Horticulture and Landscape, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China; 2. Institure of Pomology, Tianjin Academy of Agricultural Sciences, Tianjin 300384, China）

In order to screen suitable color-leaf plants to grow in Tianjin, the 6 kinds of color-leaf plants were regarded as the research objects, includingcv. Golden Stemcv.JinyeandVar. et al. The differences of 6 cultivar's anti-stress physiological indexes were analyzed. The results showed that（0.195%） had the highest soluble sugar, the lowest one wasf（0.11%）; thecv.Jinye（13.07 mg/g） had the highest soluble protein, and the lowest one was×N.E.Hansen ex Koehne（7.135 mg/g）; thef（51.954 μg/g）had the highest free proline, and the lowest one was×N.E.Hansen ex Koehne（37.9 μg/g）; thecv.Jinye（52.38 U/（g·min））had the highest peroxidase activity（POD）, and the lowest one was×N.E.Hansen ex Koehne（15.012 U/（g·min））; thecv. Golden Stem（0.499 U/g）had the highest superoxide dismutase, the lowest one wasf.（0.341 U/g）; the×N.E.Hansen ex Koehne（0.027 μmol/g）had the highest malondialdehyde, the lowest one wascv.Jinye（0.003 μmol/g）. According to comprehensive analysis of the index membership function, the adaptability of 6 kinds of color-leaf plants could be divided into four categories. One of the best categories includedcv. Jinyeandcv. Golden Stem; the second category werefandVar; the third category wasf; the last category was×N.E.Hansen ex Koehne

cultivar; color-leaf; physiologica; adaptability

1008-5394（2018）03-0016-04

10.19640/j.cnki.jtau.2018.03.003

S687

A

2018-03-05

天津市科委项目（16YFZCNC00750）；天津市重大农业技术推广项目（NGTGZD-2017-05）；大学生创新项目（201710061061）；天津农学院基因工程课程建设项目（2017YKC001）；天津市林果现代农业产业技术体系创新团队项目（ITTFPRS2018002）

宋科（1993-），男，硕士在读，主要从事园艺植物栽培生理研究。E-mail：13608047254@163.com。

杨静慧（1961-），女，教授，博士，主要从事园艺植物栽培和生理生化研究。E-mail：jinghuiyang2@aliyun.com。