电导率结合Logistic方程测定14个杜鹃品种的耐热性

2017-12-13 01:33何丽斯李畅陈尚平肖政黄志刚仲少华苏家乐
江苏农业科学 2017年21期
关键词:耐热性杜鹃花电导率

何丽斯 李畅 陈尚平 肖政 黄志刚 仲少华 苏家乐

摘要:运用电导率结合Logistic方程对14个杜鹃品种进行耐热性研究。结果表明,14个杜鹃品种离体叶片经温度梯度处理后,细胞伤害率与处理温度之间呈现“S”型曲线,通过显著性检验,符合Logistic方程。根據公式得出14个品种的高温半致死温度(high lethal temperature 50,简称HLT50)在5072~5769 ℃之间。依据高温半致死温度,在这14个品种中,耐热性较强的品种有胭脂蜜、瑶妃、白常春、晓霞;其次为西子妆、玉堂春、江南春早、常春4号、卧龙1号和粉红泡泡;耐热性较弱的是宝玉、春樱、若姪子和小莺。

关键词:杜鹃花;耐热性;高温半致死温度;Logistic方程;电导率;耐热品种资源

中图分类号: S6852101文献标志码: A

文章编号:1002-1302(2017)21-0132-02

收稿日期:2016-08-04

基金项目:江苏省农业科技自主创新资金编号:CX(14)2026];苏州市农业科技支撑项目(编号:SNG201405);泰州市科技支撑计划(编号:TN201507)。

作者简介:何丽斯(1981—),女,广东中山人,博士,副研究员,主要从事观赏植物生物工程及生理方面的研究。Tel:(025)84390223;E-mail:alicehelisi@foxmailcom。

通信作者:苏家乐,硕士,研究员,主要从事花卉苗木品种选育及栽培技术研究。E-mail:sujl66@aliyuncom。

近年来,由于全球气温持续升高,夏季高温已经成为制约植物生长和发育的关键环境因子之一,而城市热岛效应使园林植物面临更严峻的高温逆境挑战1],因此筛选耐热性强的园林植物种类是许多学者关注的重点内容之一。在植物耐热性评价方法中,植物的高温半致死温度(high lethal temperature 50,简称HLT50)是非常有效的评价指标,研究结果表明,电导率结合Logistic方程计算得到高温半致死温度是一种常用且便捷的方法2-4]。本试验通过测定14个杜鹃品种在温度梯度处理下的离体叶片相对电导率,结合Logistic方程,确定其高温半致死温度,初步评价其耐热性,为筛选合适的园林用杜鹃品种资源提供理论基础和实践依据。

1材料与方法

11试验材料

本试验选用14个杜鹃花品种,分别为西子妆、宝玉、玉堂春、小莺、常春4号、江南春早、卧龙1号、粉红泡泡、晓霞、瑶妃、若姪子、春樱、白常春、胭脂蜜。试验材料均为1年生的盆栽苗,选取一定部位生长、叶龄相似的健康叶片进行试验。

12试验方法

细胞伤害率的测定采用电导率(electric conductivity,简称EC)方法。用去离子水将叶片洗净、擦干,避开主脉,用直径为06 cm打孔器在叶片上取20个小圆片,置于50 mL试管中,加双蒸水20 mL,室温震荡浸提2 h后,测定初始电导率EC0(用于消除本底干扰),然后分别置于30、35、40、45、50、55、60、65、70 ℃下水浴30 min,室温冷却后测定电导率EC1,最后沸水浴15 min,室温冷却后测定电导率EC2,各处理分别重复3次。按以下公式计算叶片的相对电导率,即细胞伤害率(%):

细胞伤害率=(EC1―EC0)(EC2―EC0)×100%。

13Logistic方程参数的确定及高温半致死温度

处理温度与细胞伤害率的关系可以用Logistic方程y=k(1+ae-bt)来拟合,其中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5]。为确定a、b值,可将Logistic方程进行线性处理,即ln(k-y)y]=lna-bt,令y′为转化细胞伤害率(%),且y′= ln(k-y)y],则处理温度与细胞伤害率的Logistic方程可以转变为处理温度与转化细胞伤害率(y′)的直线方程。由于本试验的细胞伤害率消去了本底干扰,因而可令k值为1006]。在通过直线回归求得a、b值及相关系数R2的基础上,计算Logistic方程的拐点温度T=lnab,此时拐点温度T是高温半致死温度(HLT50)7]。

14数据处理与分析

应用SPSS 180与Excel 2003对数据进行处理、分析与作图。

2结果与分析

21细胞伤害率与处理温度的“S”形曲线关系

由图1可知,14个杜鹃品种的叶片在不同温度处理下,细胞膜遭到不同程度的破坏,并随着温度升高损伤越严重,细胞膜透性越大,最终导致细胞伤害率增大。14个杜鹃品种的叶片细胞伤害率表现出一致规律,缓慢增加-迅速增加-缓慢增加,呈现典型的“S”形曲线,只是不同的品种细胞伤害率增加的速率存在一定的差异。当处理温度为50 ℃时,其中小莺、常春4号和若姪子的细胞伤害率迅速上升;其他品种细胞伤害率则是在55~60 ℃高温处理下急剧增加。65 ℃以后大部分杜鹃品种叶片的细胞伤害率缓慢增加,此时细胞严重受损,细胞伤害率在70%以上。

22 Logistic方程参数及高温半致死温度的确定

图2为转化细胞伤害率(y′)与处理温度(t)的关系,通过直线回归求得a、b、R2,并由Logistic方程求得拐点T=lnab,此时T值即为高温半致死温度(表1)。由表1可知,14个杜鹃品种的高温半致死温度范围在50~58 ℃之间。高温半致死温度是判断植物耐热性强弱的重要指标之一,高温半致死温度越高,则植物的耐热性越强,反之亦然。其中,胭脂蜜、瑶妃、白常春、晓霞的耐热性较强,HLT50在56~58 ℃之间;其次是西子妆、玉堂春、江南春早、常春4号、卧龙1号、粉红泡泡,HLT50(℃)在54~56 ℃之间;宝玉、春樱、若姪子和小莺较弱,HLT50(℃)在50~54 ℃之间。endprint

3结论与讨论

夏季高温是胁迫植物生长发育的关键环境因子之一。在高温胁迫下,植物细胞原生质膜遭到破坏,细胞膜透性增大,从而使细胞内电解质外渗,导致植物细胞伤害率增大8]。在温度梯度处理下,植物细胞伤害率曲线一般呈现“S”形,结合Logistic方程求出“S”形曲线的拐点温度T=(lna)b,能较准确地估计出植物的高温半致死温度(HLT50),可作为反映植物耐热性的一个重要指标9],是一种灵敏、快捷的估测植物耐热性的方法10]。该方法已经广泛应用在四季秋海棠11]、万CM(25]寿菊12]、茶花13]等多种观赏植物的研究中。应用电导率结合Logistic方程初步评价植物的耐热性是简单快捷的方法,但是对杜鹃耐热性评价的研究还不普遍,所见文献不多。本试验结果表明,14个杜鹃品种离体叶片在不同梯度高温处理下,细胞伤害率与处理温度执行呈现“S”形曲线,通过显著性检验,符合Logistic方程。由于试验结果是在离体条件下测定的,高温半致死温度不一定能确切反映杜鹃花的耐热性,但至少可以反映出各个品种之间相对的耐热性差异,能为这些品种的园林应用提供参考意见14]。

参考文献:

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