王 玲 王春雷 馬喜娟 宋 紅 馬立華

(東北林業(yè)大學，哈爾濱，150040) (黑龍江省森林植物園)

錦帶花(Weigela florida(Bunge)A.DC.)是東北地區(qū)優(yōu)良的園林綠化花灌木。紅王子錦帶(Weigela florida‘Red prince’)和金亮錦帶(Weigela florida‘Gold rush’)是兩個優(yōu)良的錦帶花園藝品種，花朵繁密，花色艷麗，金亮錦帶同時具有優(yōu)良的金葉特征，觀賞特性優(yōu)于錦帶花。但受其耐寒性限制，它們在哈爾濱地區(qū)引種越冬會出現(xiàn)不同程度的凍害，植株觀賞性受到很大影響。

為了解決紅王子錦帶和金亮錦帶在哈爾濱地區(qū)的抗寒越冬問題，黑龍江省森林植物園分別以紅王子錦帶和金亮錦帶為母本，以抗寒性強的鄉(xiāng)土種錦帶花(Weigela florida)和白錦帶花(Weigela florida f.alba)為父本進行雜交育種試驗，經(jīng)過多年雜交選育，培育出了抗逆性強、觀賞價值高的新品種貴妃錦帶(Weigela florida‘Royal’)和寶石錦帶(Weigela florida‘Ruby’)。貴妃錦帶花朵密集，花冠尖晶玉紅色，寶石錦帶葉片金黃色，花冠丹紫紅色，觀賞性極佳，且均表現(xiàn)出抗寒、抗旱、生長健壯，幾乎無病蟲害［1］。為了進一步確定這兩個新品種在高寒地區(qū)推廣應(yīng)用的可能性，本實驗對其抗寒性進行進一步研究，以寒地鄉(xiāng)土種錦帶花和引種的紅王子錦帶和金亮錦帶為對照。

關(guān)于植物的抗寒性研究，形態(tài)方面的越冬適應(yīng)觀察法是一種簡單直接的鑒定方法。在低溫逆境條件下，植物體內(nèi)會發(fā)生復雜的生理生化變化，相對電解質(zhì)滲出率、丙二醛(MDA)質(zhì)量摩爾濃度和可溶性糖質(zhì)量分數(shù)作為植物抗寒性鑒定的生理生化指標在許多文獻中已見報道［2-5］。

1 材料與方法

試材取自黑龍江省哈爾濱市森林植物園。哈爾濱市位于東經(jīng) 125°42'～130°10'、北緯 44°04'～46°40'，屬中溫帶大陸性季風氣候。最冷1月份，歷年氣溫-13.2℃～-24.8 ℃，極端低溫-41.1 ℃，最熱7月份，極端高溫38℃。全年平均降水量500 mm，無霜期130～140 d。

1.1 自然越冬植株的形態(tài)特征觀察

2010年1月份哈爾濱遭遇近幾年特殊寒冷的天氣，最低氣溫-36℃。本實驗于2009年4—7月、2010年4—7月，對植物園內(nèi)栽植的5～6年生貴妃錦帶、寶石錦帶、錦帶花、紅王子錦帶、金亮錦帶植株露地自然越冬后，定期觀察記錄其形態(tài)特征。主要觀察越冬植株是否有凍害現(xiàn)象、展葉期、現(xiàn)蕾期、初花期、盛花期以及花葉的觀賞特征(花期、花朵數(shù)量、花朵大小、花色、葉色等)。花朵數(shù)量：選擇生長勢基本一致的植株，取東、南、西、北四個方向，上、中、下三個部位，每個部位隨機選擇3個花序，分別觀察記錄其花朵數(shù)量;花冠直徑、花筒長：選擇生長勢基本一致的植株，取東、南、西、北四個方向，上、中、下三個部位，每個部位隨機選擇3朵花，分別測量記錄其花冠直徑、花筒長。

1.2 生理生化指標測定

2009年7月中旬進行5種錦帶花的嫩枝扦插繁殖，2009年11月對扦插苗進行適當?shù)脑蕉篮Ｗo，2010年4月中旬將扦插苗按照30 cm×30 cm移植于露地，正常養(yǎng)護管理。2010年11月份植株落葉后氣溫在0℃左右時，選擇生長勢基本一致的2 a扦插苗，取樹體不同部位粗度相近的1年生枝條，剪成20 cm左右的長度，用自來水沖洗數(shù)遍，再用蒸餾水沖洗3～4次，晾干水分后用保鮮膜包裹放于冰箱中4℃保存?zhèn)溆谩?/p>

低溫處理：將備用枝條置于超低溫冰箱，處理溫度梯度為：-20、-25、-30、-35、-40 ℃。降溫速度 4℃/h，達到目的處理溫度后維持12 h，取出枝條4℃條件下解凍12 h。以冰箱4℃保存的枝條為對照。

相對電導率測定及半致死溫度(LT50)的確定：將枝條剪成0.5 cm的小段，準確稱取0.5 g于50 mL的小燒杯中(每個處理重復3次)，加20 mL去離子水，用真空抽氣機抽氣30 min，靜置2 h之后，在25℃室溫下測定溶液電導率，測完后將小燒杯用塑料膜封口于100℃水浴鍋中煮沸30 min，取出冷卻至室溫后，再次測定溶液的電導率。相對電導率=(煮沸前電導率值/煮沸后電導率值)×100%。應(yīng)用電導法配以Logistic方程Y=K/(1+a e-bx)，利用方程拐點求得各樣品的半致死溫度(LT50)［6］。

丙二醛質(zhì)量摩爾濃度測定采用硫代巴比妥酸法［7］。

可溶性糖質(zhì)量分數(shù)測定采用蒽酮比色法［7］。

2 結(jié)果與分析

2.1 5種錦帶花室外自然越冬后的形態(tài)特征

通過對田間植株自然越冬后的形態(tài)特征觀察，紅王子錦帶和金亮錦帶在哈爾濱越冬均有不同程度的凍害現(xiàn)象，普通年份有凍稍現(xiàn)象，2010年這樣特殊寒冷的年份，植株地上部分全部凍死，但根部仍存活，來年可萌發(fā)長出新的枝條。兩個新品種和錦帶花的抗寒性較強，沒有凍害現(xiàn)象，經(jīng)受-36℃的低溫自然越冬而生長良好，展葉期為4月中下旬，花期為5月初到6月末，長達50 d左右，相比紅王子錦帶和金亮錦帶的展葉期和花期提前10～15 d(表1)。貴妃錦帶的花玫紅色，花朵繁密，2～8朵組成聚傘花序，花冠直徑達3.58 cm，花筒長約4.18 cm。寶石錦帶除了具有繁盛艷麗的花朵，其金黃的葉色極具觀賞價值。兩個新品種相比引種的母本紅王子錦帶和金亮錦帶，其植株生長更繁茂，花量更多花朵更大(表2)。

表1 5種錦帶花的物候期對比

表2 5種錦帶花的花葉形態(tài)特征對比

2.2 生理生化指標測定

2.2.1 不同低溫處理5種錦帶花枝條相對電導率變化與LT50的確定

低溫脅迫使植物細胞質(zhì)膜透性變大或喪失，從而導致細胞內(nèi)K+等電解質(zhì)外滲，電解質(zhì)滲出率大的植物種類受低溫傷害嚴重，抗寒性較弱［5］。從表3可以看出，5種錦帶花枝條的相對電導率隨處理溫度的降低呈上升趨勢，-20℃處理時與對照變化不大，-20～-40℃處理時迅速增加。紅王子錦帶和金亮錦帶在-30～-35℃相對電導率增加幅度較大，貴妃錦帶、寶石錦帶和錦帶花在-35～-40℃相對電導率增加較大。總體上相對電導率由低到高的順序為錦帶花、兩個新品種、紅王子錦帶、金亮錦帶。方差分析顯示，不同低溫處理條件下，5種錦帶花枝條的相對電導率變化存在顯著差異(F=9.57，P＜0.05)。由此推測錦帶花的抗寒性最強，其次是兩個新品種，紅王子錦帶和金亮錦帶的抗寒性較弱(圖1)。

表3 不同溫度處理下5種錦帶花枝條相對電導率

表4 5種錦帶花枝條的半致死溫度

應(yīng)用電導法配合Logistic方程計算植物組織的半致死溫度，其準確度較高，在木蘭［2］、山杏［5］、茶梅［8］、復葉槭［9］等多種木本植物上應(yīng)用均取得良好結(jié)果。試驗得到5種錦帶花枝條的半致死溫度分別-40.24、-39.6、-41.59、-32.08、-30.46 ℃，配合方程相關(guān)系數(shù)的F檢驗，除錦帶花，其它均達到顯著水平，表明方程的擬合度較好。

2.2.2不同低溫處理5種錦帶花枝條的MDA質(zhì)量摩爾濃度變化

低溫脅迫引發(fā)植物細胞發(fā)生膜脂過氧化反應(yīng)，丙二醛(MDA)是膜脂過氧化的主要產(chǎn)物之一，MDA質(zhì)量摩爾濃度越高，表明植物組織受低溫的傷害越嚴重［10］。從表5可以看出，5種錦帶花枝條的MDA質(zhì)量摩爾濃度隨處理溫度的降低總體上呈升高趨勢，其中錦帶花枝條的MDA質(zhì)量摩爾濃度變化較平穩(wěn)，且一直處于較低的水平，紅王子錦帶和金亮錦帶枝條的MDA質(zhì)量摩爾濃度較高，兩個新品種居中。貴妃錦帶、寶石錦帶、錦帶花、紅王子錦帶和金亮錦帶枝條MDA質(zhì)量摩爾濃度最高值分別為40.49、40.3、35.32、53.35、52.15 nmol/g。方差分析顯示，不同低溫處理條件下，5種錦帶花枝條中的MDA質(zhì)量摩爾濃度存在極顯著差異(F=18.2，P＜0.01)。由此推測錦帶花的抗寒性最強，其次是兩個新品種，紅王子錦帶和金亮錦帶的抗寒性較弱。

表5 不同低溫處理下5種錦帶花枝條的MDA質(zhì)量摩爾濃度

2.2.3 不同低溫處理5種錦帶花枝條的可溶性糖質(zhì)量分數(shù)變化

可溶性糖是冷害和凍害條件下植物細胞內(nèi)的重要保護物質(zhì)，其含量與多數(shù)植物的抗寒性成正相關(guān)［2-4］。從表6中可以看出，不同低溫處理條件下，總體上5種錦帶花枝條的可溶性糖質(zhì)量分數(shù)由高到低的順序為錦帶花、貴妃錦帶、寶石錦帶、紅王子錦帶、金亮錦帶，其峰值分別為 78.48%、75.45%、69.35%、63.39%、59.44%。隨著處理溫度降低，兩個新品種和錦帶花的可溶性糖質(zhì)量分數(shù)呈升高趨勢，其最高值出現(xiàn)在-35～-40℃;紅王子錦帶和金亮錦帶的可溶性糖質(zhì)量分數(shù)在-35℃之前呈升高趨勢，在-40℃出現(xiàn)明顯下降，可能是由于過低的溫度使轉(zhuǎn)化酶活性下降，其最高值出現(xiàn)在-30～-35℃。方差分析顯示，不同低溫處理條件下，5種錦帶花枝條內(nèi)的可溶性糖質(zhì)量分數(shù)存在顯著差異(F=7.88，P＜0.05)。由此推測抗寒性強弱順序為錦帶花、貴妃錦帶、寶石錦帶、紅王子錦帶、金亮錦帶，這與半致死溫度以及MDA質(zhì)量摩爾濃度測定的結(jié)果一致。

表6 不同低溫處理5種錦帶花枝條的可溶性糖質(zhì)量分數(shù)

3 討論

植物的抗寒機理非常復雜，需要綜合多個指標鑒定其抗寒性。本試驗通過測定相對電導率、MDA質(zhì)量摩爾濃度和可溶性糖質(zhì)量分數(shù)3個生理生化指標，結(jié)合室外自然越冬植株的形態(tài)特征觀察，可以推測雜交后的貴妃錦帶和寶石錦帶的抗寒性相比母本紅王子錦帶和金亮錦帶明顯提高，接近寒地鄉(xiāng)土種錦帶花。并且，兩個新品種的觀賞特性在哈爾濱地區(qū)的表現(xiàn)比引種的紅王子錦帶和金亮錦帶更加良好。通過雜交育種，將不耐寒的種類與耐寒種類雜交來提高園林花木的抗寒性是一種非常有效的方法，在梅花［11］、月季［12］等木本花卉上也已取得良好成果。

植物的抗寒表現(xiàn)除受遺傳因素的決定外還受樹體自身的生長狀況、當?shù)鼐唧w的氣候條件、管理水平、病蟲害等因素的影響，新品種在以后的推廣應(yīng)用中，其抗寒性和觀賞特性需要結(jié)合當?shù)馗鞣矫婢唧w因素共同考慮。

圖1 4種錦帶花品種越冬比較

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