高温胁迫对月季叶片电阻抗参数的影响

刘 柳，赵梦雨，刘曙光，齐若衣，刘旭阳，刘凯敏，孟 昱

（河北农业大学园林与旅游学院，河北保定 071000）

近年来，利用电阻抗图谱技术（Electrical Impedance Spectroscopy,EIS）在低温胁迫下植物生理变化取得了很好的试验结果[1-5]，有关应用EIS 的方法研究高温胁迫对月季叶片的影响未见报道。通过研究高温条件下月季叶片EIS 参数的变化，探究高温对月季叶片EIS 参数的影响，为EIS 技术在植物生理研究中的应用提供了重要的理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验于2018 年3～7 月进行。1 年生月季品种加里瓦达取自河北省保定市顺平县花卉市场。

1.2 试验方法

1.2.1 月季的盆栽试验及高温胁迫的方法。2018 年3月15 日移栽30 株至河北农业大学园艺学院植物抗性生理实验室（光照：3000Lx，昼夜温度：25℃/15℃，湿度：80%，昼夜时长：15h/9h）缓苗45d，缓苗期间正常管理。苗木栽植于上径16cm、下径13cm、高17.5cm 的塑料盆中,每盆1 株。栽培基质土壤︰珍珠岩︰细沙=2︰2︰1。

试验设置2 组处理：①对照处理（CK）：昼夜温度设置为25℃/15℃；①高温处理：昼夜温度设置为40℃/30℃。于2018 年5 月2 日进行高温处理，每个处理15盆。于高温处理第3d、6d、9d 取样并测定EIS 变化。

1.2.2 月季叶片电阻抗参数的测定。每个处理中随机选取4 片叶进行电阻抗参数的测定，参照孟昱等[6]方法测定月季叶片的EIS，将上述测定的EIS 用LEVM8.06 软件拟合得出胞外电阻率、胞内电阻率、弛豫时间和弛豫时间分布系数。

1.3 统计分析

用SPSS 13.0 软件计算均值、标准误差以及差异显著性测验。

2 结果分析

2.1 高温胁迫对月季叶片胞外和胞内电阻率的影响

由图1 可见，随着高温胁迫时间的增加，胞外电阻率呈上升趋势，在处理到第3d、6d 和9d 时，胞外电阻率与CK 相比分别显著降低（P＜0.01）了81.66%、80.63%和80.37%；而胞内电阻率呈下降趋势，与胞外电阻率变化趋势相反，但在高温胁迫期间，与CK 相比差异不显著（P＜0.05）。

图1 高温胁迫对加里瓦达叶胞外和胞内电阻率的影响

2.2 高温胁迫对月季叶片弛豫时间和弛豫时间分布系数的影响

由图2 可见，随着高温胁迫时间的增加，弛豫时间呈先下降后上升趋势；在处理到第6d和9d，与CK 相比，显著降低（P ＜0.05）了92.28% 和88.36%。而弛豫时间分布系数变化幅度不明显，与CK相比差异不显著（P＜0.05）。

图2 高温胁迫对加里瓦达叶弛豫时间和弛豫时间分布系数的影响

3 总结与讨论

高温胁迫期间月季叶片EIS 参数均发生了不同程度变化，表明在此期间叶片细胞内含物和细胞膜透性也发生了相应的改变，植物受到高温胁迫会使叶片细胞膜受到伤害[7]，使细胞内溶质渗出，引起胞内电阻率的降低，而胞外电阻率则增加，这与zhang 等[8]研究结果相同。弛豫时间变化与细胞内离质体和共质体中离子的迁移率有一定的关系，而弛豫时间分布系数变化与细胞内细胞质的体积及叶绿素的大小引起细胞各向异性有着密切的联系[9]。本试验表明高温胁迫下月季叶片弛豫时间发生显著的变化，而高温胁迫下叶的弛豫时间分布系数变化不显著。这与向地英等[10]研究结果相似。因此，可以反映高温胁迫下月季叶片中离质体和共质体中离子的迁移率的改变，并且说明叶的细胞内细胞质体的体积和叶绿体的大小没有发生明显的改变。然而郭盈添[11]研究表明长时间高温胁迫会使植物叶绿体结构发生明显破损。本试验造成叶内叶绿体大小没有变化，可能是由于短时间高温胁迫不会使月季叶片内的叶绿体受到伤害。而刘易超等[12]研究表明，菊花（Chrysanthemum morifolium）随着温度升高,茎叶的胞内电阻率、胞外电阻率、弛豫时间呈现先增加,后急剧下降的趋势,而弛豫时间分布系数变化趋势为不规则下降，与本试验研究结果不同，这是由于不同植物之间生理结构存在差异所致。

因此，本试验中高温胁迫下月季叶片的EIS 参数均呈现一定的变化规律，能够有效通过EIS 信息反映出来高温胁迫后月季叶片内细胞的组织结构和生理信息的改变，由此可见，EIS 技术可以为选育耐高温月季品种的研究中提供了理论依据和技术支持。