摘要通過(guò)測(cè)定蔥蘭、石蒜、晚香玉和蜘蛛蘭四種石蒜科植物葉片的形態(tài)指標(biāo)及若干生理指標(biāo)以及低溫模擬處理下的受凍情況，研究它們的耐寒性差異。結(jié)果表明，其抗寒性順序?yàn)椋菏[蘭＞石蒜＞晚香玉＞蜘蛛蘭。
關(guān)鍵詞石蒜科植物；抗寒性；形態(tài)指標(biāo)；生理指標(biāo)；低溫模擬
石蒜科植物具有花形多變、花色豐富、花葶健壯、花莖長(zhǎng)等特點(diǎn)，現(xiàn)已成為世界著名球根花卉，是重要的觀賞植物類(lèi)群，近年來(lái)，受到園林工程及花卉培育等相關(guān)部門(mén)或?qū)I(yè)人員的關(guān)注。但由于它們的抗寒性差別很大，許多具有很高觀賞價(jià)值的種類(lèi)不能在長(zhǎng)江流域及其以北地區(qū)安全越冬。因此，研究這些種類(lèi)間的抗寒性，對(duì)石蒜科植物的抗寒育種、抗寒栽培有重要意義。國(guó)內(nèi)外學(xué)者已從形態(tài)學(xué)、生理生態(tài)和染色體核型以及組織培養(yǎng)等方面對(duì)石蒜科植物做了大量研究，但關(guān)于葉片中的抗寒生理物質(zhì)變化規(guī)律及其抗寒性研究還少有報(bào)道。筆者就長(zhǎng)江流域有栽培的蔥蘭、石蒜、晚香玉和蜘蛛蘭四種石蒜科植物進(jìn)行了與抗寒性有關(guān)的形態(tài)指標(biāo)和生理生化指標(biāo)的測(cè)定分析，并用低溫模擬試驗(yàn)測(cè)定了它們的抗寒性，以判斷該四種植物的抗寒性大小，為這四種植物的引種栽培提供參考依據(jù)。
1材料與方法
1.1供試材料
蔥蘭(zephyranthes candida herb.)，石蒜（lycoris radiata traub.），晚香玉（polianthes tuberosa l.）、蜘蛛蘭（hymenocallis americana salisb.），栽植于長(zhǎng)江大學(xué)西校區(qū)植物園。四種石蒜科植物的生長(zhǎng)環(huán)境條件，如光照、水分、土壤肥力均較一致、生長(zhǎng)良好。
1.2試驗(yàn)方法
1.2.1抗寒形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)的測(cè)定。于2007年12月中旬，在植物園隨機(jī)采摘四種植物栽植片外圍植株第2層的正常葉片。采摘后即用潮濕紗布包裹，裝入密封的塑料袋中，帶回實(shí)驗(yàn)室。分別用自來(lái)水、蒸餾水沖洗，將洗凈的葉片用紗布或吸水紙擦干待用。
（1）葉片形態(tài)指標(biāo)的觀測(cè)。取葉片的中間段，對(duì)其做橫切片。用olympus pm-pbm-3型光學(xué)顯微鏡在10×10倍下進(jìn)行觀測(cè)。用目鏡測(cè)微尺測(cè)量葉片橫切面上柵欄組織、海綿組織及下部緊密組織的厚度，并計(jì)算細(xì)胞結(jié)構(gòu)緊密度（ctr）。每個(gè)種類(lèi)重復(fù)測(cè)定10次。
ctr（%）=(柵欄組織＋下部緊密組織)/葉片厚度×100
（2）抗寒生理指標(biāo)測(cè)定。測(cè)定了自由水和束縛水含量（以60%蔗糖液提?。?、脯氨酸含量、丙二醛（mda）含量和過(guò)氧化物酶（pod）活性。
1.2.2低溫模擬凍害試驗(yàn)。葉片準(zhǔn)備：于2007年12月17日下午按上述采樣方法采摘葉片，擦干后放在冰箱中冷藏24h。將準(zhǔn)備好的葉片先用剪刀去頭去尾，再剪成長(zhǎng)2cm長(zhǎng)的段，混勻。隨機(jī)把片段置于培養(yǎng)皿中加蓋擺勻，每培養(yǎng)皿5片平鋪開(kāi)，每種植物每個(gè)低溫處理5個(gè)培養(yǎng)皿。然后進(jìn)行人工模擬凍害處理。設(shè)定的低溫有0℃、-5℃、-7℃、-9℃等（溫度變動(dòng)值為±1℃）。將各培養(yǎng)皿隨機(jī)放入低溫恒溫箱（型號(hào)：海爾宇航變頻冰箱，彩晶王子bcd-209bc za）中，逐漸降溫，當(dāng)達(dá)到所要求的冷凍溫度后維持1h。每個(gè)溫度段結(jié)束后將該階段處理的培養(yǎng)皿取出。按表1統(tǒng)計(jì)凍害情況，計(jì)算凍害指數(shù)。
凍害指數(shù)（%）=[（∑各級(jí)凍害片數(shù)×相應(yīng)代表級(jí)值）/（調(diào)查總片數(shù)×受害最高級(jí)代表值）]×100
2結(jié)果與分析
2.1葉片細(xì)胞結(jié)構(gòu)的比較
束際林等認(rèn)為茶樹(shù)葉肉組織發(fā)達(dá)，分化程度高，柵欄組織的厚度大，層次多，排列緊密，細(xì)胞較小為抗寒性強(qiáng)的葉片解剖結(jié)構(gòu)特征。據(jù)簡(jiǎn)令成等對(duì)不同種類(lèi)柑桔葉片的細(xì)胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較研究，組織結(jié)構(gòu)的緊密度——緊密組織的指數(shù)(柵欄組織和下部緊密組織厚度與葉片厚度的比值)與柑桔種類(lèi)的抗寒性成顯著正相關(guān)。佘文琴等對(duì)荔枝葉片細(xì)胞結(jié)構(gòu)緊密度與抗寒性的關(guān)系研究后認(rèn)為，測(cè)定葉片細(xì)胞緊密度(ctr)是反映柵欄組織、海綿組織和下部緊密組織三者之間的關(guān)系，比單一的物質(zhì)或單一結(jié)構(gòu)的數(shù)量變化作指標(biāo)準(zhǔn)確，觀察簡(jiǎn)便。由表2可以看出，蔥蘭、石蒜、晚香玉葉片細(xì)胞緊密度差異較小，而都顯著大于蜘蛛蘭。
2.2葉片抗寒生理指標(biāo)的比較
2.2.1四種石蒜科植物葉片含水量的比較。植物組織中的水分以自由水與束縛水兩種不同的狀態(tài)存在，自由水和束縛水的相對(duì)含量可以作為植物組織代謝活動(dòng)及抗逆性強(qiáng)弱的重要指標(biāo)。通常認(rèn)為束縛水含量比例越大，植物越抗寒。金研銘等對(duì)牡丹的研究也得出，束縛水與自由水比值能夠很好鑒別不同品種的抗寒性。束縛水與自由水比值低時(shí)，植物組織或器官的代謝活動(dòng)旺盛，生長(zhǎng)也較快，抗逆性較弱；反之，則生長(zhǎng)較緩慢，但抗性較強(qiáng)。由表3可知，束縛水與自由水比例的大小順序?yàn)椋菏[蘭＞石蒜＞晚香玉和蜘蛛蘭,其中蔥蘭與其他三種間存在極顯著差異；石蒜與晚香玉存在顯著差異，與蜘蛛蘭存在極顯著差異；而晚香玉與蜘蛛蘭差異不明顯。
2.2.2四種石蒜科植物葉片中脯氨酸含量的比較。在逆境條件下，植物體內(nèi)脯氨酸的含量顯著增加，植物體內(nèi)脯氨酸含量在一定程度上反映了植物的抗逆性，脯氨酸含量高低亦可作為抗寒性的生理指標(biāo)。脯氨酸含量越高，說(shuō)明植株抗寒性越強(qiáng)；反之，則越弱。由表3看出，蔥蘭、石蒜的脯氨酸含量極顯著地高于蜘蛛蘭，而與晚香玉間差異不顯著；晚香玉與蜘蛛蘭間差異也不顯著。
2.2.3四種石蒜科植物葉片中丙二醛（mda）含量的比較。延長(zhǎng)低溫時(shí)間或加強(qiáng)低溫脅迫程度，自由基產(chǎn)生和清除反應(yīng)之間平衡遭到破壞，酶活性、抗氧化劑(vc)含量下降，使防御機(jī)制破壞，致使膜脂過(guò)氧化作用加劇,膜脂過(guò)氧化物丙二醛(mda)積累。對(duì)杏花器官耐寒性研究表明：mda含量隨溫度降低而增加，與質(zhì)膜透性上升時(shí)的起點(diǎn)、拐點(diǎn)溫度相吻合，并發(fā)現(xiàn)抗寒性強(qiáng)的品種低溫脅迫下mda含量低于抗寒性弱的品種。這說(shuō)明膜脂過(guò)氧化最主要的產(chǎn)物mda的含量與抗寒性呈負(fù)相關(guān)。由表3可得出，蜘蛛蘭和晚香玉mda含量極顯著地高于石蒜和蔥蘭；而石蒜與蔥蘭、蜘蛛蘭與晚香玉間差異不顯著。
2.2.4四種石蒜科植物葉片過(guò)氧化物酶（pod）活性的比較。王淑杰等在氧化酶活性與葡萄抗寒性關(guān)系的研究中對(duì)抗寒性不同的4個(gè)葡萄品種的pod活性進(jìn)行分析指出：不同抗寒性的葡萄品種中pod活性有差異，抗寒性強(qiáng)的品種氧化酶活性高，且隨著溫度的下降變化緩慢；抗寒性差的酶活性低，且隨著溫度的下降變化激烈。由表3可知，蔥蘭與其他三種植物均呈極顯著差異；石蒜與蜘蛛蘭也存在極顯著差異，而與晚香玉間呈顯著差異；晚香玉與蜘蛛蘭間差異不顯著。
2.3四種石蒜科植物在模擬低溫下的抗寒性比較
利用低溫模擬試驗(yàn)，能夠較直觀地比較四種石蒜科植物的抗寒性大小。本試驗(yàn)對(duì)4個(gè)溫度（0±1℃、-5℃、-7℃、-9℃）下四種植物的凍害指數(shù)進(jìn)行了觀察統(tǒng)計(jì)（見(jiàn)表4）。可知，蜘蛛蘭在0℃左右時(shí)就已經(jīng)受到凍害，而其他植物為0，與其他植物間差異顯著。當(dāng)溫度下降到-7℃時(shí)晚香玉的凍害指數(shù)也顯著地高于石蒜和蔥蘭，石蒜與蔥蘭的凍害指數(shù)在-9℃時(shí)差異仍不顯著。由此可推斷這四種植物的抗凍能力大小為：蔥蘭和石蒜＞晚香玉＞蜘蛛蘭。
3結(jié)論
通過(guò)對(duì)四種石蒜科植物的形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)的測(cè)量分析，以及進(jìn)行低溫模擬試驗(yàn)可以基本判斷它們的抗寒性大小，其抗寒性大小順序?yàn)椋菏[蘭＞石蒜＞晚香玉＞蜘蛛蘭。
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