分类：论文范文 发表时间：2019-10-19 10:25
摘 要：采用Logistic法研究了千佛手、虹之玉、新玉缀、八千代4种多肉植物的耐寒性。结果表明：在人工低温处理下，4种多肉植物的电导率呈“S”型曲线变化，根据Logistic方程计算出千佛手、虹之玉、新玉缀、八千代的半致死温度分别为-10.17、-15.29、-10.22、-12.45℃。通过冬季室外自然低温处理验证，4种多肉植物的耐寒性表现与Logistic法所得结果一致，抗寒能力由强到弱依次为虹之玉>八千代>新玉缀>千佛手。
关键词：景天科;多肉植物;耐寒性;Logistic 法
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多肉植物因其种类繁多、形态各异、适应性强、耐长途运输等特性深受植物爱好者的喜爱。景天科多肉植物适应性强，且形态美丽奇特，可用于营造特殊的植物景观[1-2]。目前景天科多肉植物在珠海、厦门、北京、昆明、上海、苏州、遵义等地的适应性研究报道较多[3-11]，筛选到了一些适合当地气候的多肉植物品种。关于多肉植物的研究也逐渐从品种的适应性转向组培快繁[12-14]、抗逆性[15-16]等方面。
温度是影响植物生长发育的重要因素，不适宜的温度极易影响植物的生理代谢。例如，过高或过低的温度均会造成细胞膜组织结构性损伤[17]，使其通透性增强，导致细胞中的电解质外渗[18-19]。因此，测定叶片在一定温度范围内的电解质渗漏情况可以了解细胞膜透性的稳定性，是一种评估植物耐热性的有效方法[20]。Rajashekar 等[21]利用 Logistic方程曲线描述了温度对植物细胞膜的伤害过程，并提出电解质渗出率为50%时的温度(曲线拐点)即为组织的半致死温度LT50。采用该方法可初步判断品种的耐热性[22-24]或耐寒性[25-26]。
长沙属亚热带季风气候，夏冬季长，春秋季短，多肉植物在长沙栽培管理的困难季节主要是夏冬两季。夏冬季影响植物生长的主要因素是温度。传统的植物适应性试验成本较高而且耗时较长，故研究拟通过Logistic法快速测定不同景天科多肉植物的耐寒性，初步判断各种景天科多肉植物在长沙露地栽培的可行性，并对结果进行试验验证，观察其越冬情况并对其生理指标进行测定，为进一步筛选适宜于长沙地区露地栽培的景天科多肉植物品种提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试的景天科多肉植物品种有千佛手Sedum sediforme、虹之玉Sedum rubrotinctum Clausen、新玉缀Sedum morganianum var.burrito和八千代Sedum corynephyllum，以其3年生扦插苗为试验材料。
1.2 试验方法
1.2.1 人工低温处理
人工低温处理参照徐婷婷[27]的方法，具体操作如下：采集多肉植物健康强壮的功能叶片，每个品种12片，去离子水漂洗3次，再用去离子水浸润的纱布包裹叶片后置于试管内，4℃冷藏过夜;次日用低温恒温槽进行低温胁迫处理，处理温度梯度设置为0、-3、-6、-9、-12、-15、-18℃，处理时间均为12 h;处理结束后取出试管于4℃冰箱内解冻，将低温处理的叶片用蒸馏水洗净，再用洁净滤纸吸干多余水分;将叶片切成0.5 cm长的小块，称取0.2 g装入试管中，加入20 mL蒸馏水，在摇床上振荡1 h，再在桌面上静置1 h，用玻璃棒轻轻搅拌，放置5 min后，用DDS-12数字电导仪测定叶片煮前电导率(C1)，每个处理3个重复;将试管口封住，在沸水中加热煮沸20 min，置于室温冷却后，再次测定电导率(C2)。计算每个处理的相对电导率(REC)=C1/C2×100%。
1.2.2 自然低温处理
室外自然生长状况观测于长沙温度较低的1月进行。将千佛手Sedum sediforme、虹之玉Sedum rubrotinctum Clausen、新玉缀Sedum morganianum var. burrito、八千代Sedum corynephyllum 3年生盆栽扦插苗置于室外，每个品种15株，从2018年1月8日起对自然低温胁迫后的多肉植物定期进行形态观察。
1.3 数据处理及分析
采用Excel 2016、IBM SPSS24.0等软件进行数据处理、Logistic拟合及差异性分析。 Logistic回归方程模型如下：;式中y表示细胞伤害率(%)，t表示处理温度(℃)，k表示细胞伤害的饱和容量，a、b 为方程参数。
2 结果与分析
2.1 不同温度下4种多肉植物相对电导率的变化
由图1可以看出，4种景天科多肉植物在人工低温处理下，电导率随着温度的降低缓慢增加，当温度下降至-12℃时突然急剧增加，之后增长趋势又趋于平缓;在-12℃时，千佛手、虹之玉、新玉缀、八千代的电导率大幅度上升，分别是-9℃时的2.02、1.70、1.71、1.74倍，说明4种多肉植物对此温度反应敏感，出现了细胞内电解质大量外渗的情况;在-15℃时，千佛手、虹之玉、新玉缀、八千代4种植物的电导率也出现了较大的涨幅，分别比-12℃时增加81.3%、54.4%、76.6%、68.9%;当温度低至-18℃时，多肉植物叶片的相对电导率比-15℃时有所下降。由此可见，4种多肉植物叶片相对电导率随着温度的降低呈“S”型曲线，符合Logistic方程。方差分析结果显示，不同温度处理下同一多肉植物叶片细胞的伤害率之间差异达到极显著水平(F=257.798，P<0.01)，不同植物间叶片细胞对低温的响应也表现出极显著差异(F=24.314，P<0.01)，但整体趋势保持一致。
2.2 Logistic法测定4种景天科多肉植物叶片电导率的半致死温度
细胞电解质外渗率达到50%时的胁迫温度为植物半致死温度，用Logistic方程中拐点来确定植物组织的低温半致死温度。如表1所示，千佛手、虹之玉、新玉缀、八千代4种多肉植物的半致死温度分别为-10.17、-15.29、-10.22、-12.45℃;植物的抗寒性与半致死温度呈负相关，半致死温度越低，植物耐寒性越强，由此初步推断4种多肉植物的抗寒性由高到低排列次序为虹之玉>八千代>新玉缀>千佛手。
2.3 冬季自然低温条件下4种景天科植物形态观测
由表2可知，1月25日至28日出现了降温降雪过程，之后连续13 d日最低温度均在0℃以下，其中26~29日完全0℃以下低温持续了96 h，选择这段时间观察多肉植物的形态变化，从而研究自然低温对多肉植物的影响。
从自然低温后多肉植物的形态变化情况来看，供试的4种多肉植物对低温的抗性由强到弱依次表现为虹之玉>八千代>新玉缀>千佛手。此结果与Logistic方法得出的结果一致，说明Logistic方法在判断多肉植物的耐寒性强弱时结果准确可靠，且方法简便快速。但是值得注意的是，千佛手和新玉缀在未达到Logistic方法得出的半致死温度时就出现了植株死亡的现象，可能与低温的持续时间、环境的相对湿度以及植物自身的因素有关。
3 小 结
采用Logistic法对4种多肉植物的耐寒性进行初步判断，所获得的结果通过自然低温处理进行验证，2种方法所得4种多肉耐寒性强弱结果一致。这说明通过Logistic方法能够快速判断不同品种多肉植物的耐寒性，但是试验中发现新玉缀和千佛手在未达到半致死温度时就出现了胁迫反应，这可能与累积低温、环境相对湿度及自身因素有关。此次自然低温试验中，0℃以下连续低温持续了96 h，远远高出了试验设计。尽管如此，八千代和虹之玉对持续低温仍有很强的抗性，可能是其半木质化程度相对高些的缘故。
为了能更加快速准确预测多肉植物的抗寒性，可将环境相对湿度、胁迫时长与Logistic方法相结合来进行共同评价。
参考文献：
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[2] 胡莹冰. 景天科多肉植物应用调查研究[D]. 长沙：中南林业科技大学，2013.
[3] 陈彩霞，裴 兵，翁殊斐. 广东珠海40种景天科多肉植物的适应性评价[J]. 亚热带植物科学，2018，47(3)：241-245.
[4] 王成聪，陈恒彬，李乌金，等. 厦门地区露地栽培多肉植物的种类
筛选及其园林应用研究[J]. 亚热带植物科学，2009，38(4)：69-73.
[5] 康霁宇. 北京地区多肉植物的室外景观设计应用[J]. 美术大观，2018(9)：92-93.
[6] 冯 黎. 北京地区部分景天属植物抗旱性及园林应用研究[D]. 北京：北京林业大学，2015.
[7] 王丽花，瞿素萍，杨秀梅，等. 景天科多肉植物在昆明地区引种试验[J]. 江苏农业科学，2017，45(15)：106-109.
[8] 姜明丽，杨 敏，王丹丹，等. 二十种多肉植物在昆明地区露地栽培适应性初步评价[J].南方农业，2018，12(13)：65-69，74.
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