馬錦林，張日清，葉 航 ，何小燕

（1.中南林業(yè)科技大學(xué)，湖南 長沙 410004；2.廣西林業(yè)科學(xué)研究院，廣西 南寧 530002）

油茶Camelliaspp.原產(chǎn)和主栽于中國，是山茶屬植物中種子含油率較高，且有一定栽培經(jīng)營面積的樹種的統(tǒng)稱，為世界四大木本油料植物之一。其主要產(chǎn)品茶油，不飽和脂肪酸含量超過80%，有“東方橄欖油”的美譽(yù)[1-4]。目前，已發(fā)現(xiàn)的山茶屬植物共有238個(gè)種，種子含油率較高的有50多個(gè)，香花油茶C. osmanthaYe CX,Ma JL et Ye H為2012年在南寧發(fā)現(xiàn)的油茶新物種，不僅果量多、出籽率高、早熟，且樹型美觀、花帶香氣，可同時(shí)作為油料作物樹種和觀賞樹種[5]。南寧地處北回歸線以南，屬于油茶栽培的南部邊緣地區(qū)，本文中通過電導(dǎo)率法結(jié)合Logistic方程對(duì)香花油茶的耐寒、耐熱性進(jìn)行研究，旨在為其它地區(qū)引種香花油茶提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用香花油茶植株于2007年定植于廣西南寧，2012年1月測定林分平均株高3.54 m，生長健壯。定植地點(diǎn)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，極端最低溫、最高溫分別為-2.1 ℃和40.4 ℃，1月平均溫度為11.8 ℃，7、8月平均溫度為28.2 ℃。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 耐寒性研究

2012年1月在廣西南寧進(jìn)行試驗(yàn)，選取香花油茶成熟葉片，洗凈后避開主脈和邊緣剪成0.5 cm2的小葉片，稱量0.5 g放入系有重物的乳膠指套中，密封后分別放入0、-2、-4、-6、-8、-10、-12、-14和-16 ℃的低溫酒精中處理1 h。使用Yamato公司生產(chǎn)的BD-26制冷機(jī)對(duì)酒精進(jìn)行制冷，溫度變化在0.5 ℃內(nèi)。將低溫處理后的葉片取出，放入試管中，加入25 mL去離子水后在干燥器中用真空泵抽氣8 min，使葉片下沉于水中。將試管取出后在25 ℃室溫下放置2 h，期間不斷晃動(dòng)試管，用HI-9033型電導(dǎo)率儀測定低溫處理后的葉片電導(dǎo)率值R（μs/cm2）。之后在100 ℃沸水浴中放置15 min，取出冷卻后在室溫下測定組織被殺死后的電導(dǎo)率值R0，每組試驗(yàn)重復(fù)3次。以25 ℃室溫下植物葉片的電導(dǎo)率作為對(duì)照（CK）[6-7]。

1.2.2 耐熱性研究

2012年6月在廣西南寧進(jìn)行試驗(yàn)，按上述方法剪成0.5 cm2的小葉片后放入試管中，加入25 mL去離子水后在干燥器中用真空泵抽氣8 min。將試管取出，分別在30、35、40、45、50、55、60、65和70 ℃的水浴中放置20 min，取出后在室溫下冷卻2 h，期間不斷晃動(dòng)試管，用HI-9033型電導(dǎo)率儀測定電導(dǎo)率值R（μs/cm）。之后在100 ℃沸水浴中放置15 min，取出冷卻后在室溫下測定組織被殺死后的電導(dǎo)率值R0，每組試驗(yàn)重復(fù)3次。同樣以25 ℃室溫下植物葉片的電導(dǎo)率作為對(duì)照（CK）[6,8]。

相對(duì)電解質(zhì)滲出率即細(xì)胞傷害率的計(jì)算參照張憲政[6]等的方法：

細(xì)胞傷害率＝(R－RCK)/(R0－RCK)×100%。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

用SPSS 17.0擬合處理溫度與細(xì)胞傷害率的Logistic方程。Logistic回歸方程表達(dá)式為：y＝k／(1＋ae-bx)。方程中，y為細(xì)胞傷害率，x為處理溫度；a、b、k為方程參數(shù)。通過回歸分析，確定方程的拐點(diǎn)溫度（LT50）即油茶的低溫和高溫半致死溫度[7-8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫和高溫脅迫對(duì)香花油茶葉片細(xì)胞傷害率的影響

植物細(xì)胞膜具有調(diào)節(jié)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞、維持細(xì)胞穩(wěn)定的作用，是細(xì)胞的重要屏障。低溫和高溫等逆境條件影響并破壞細(xì)胞膜體系后，膜透性將會(huì)增大，從而促進(jìn)了電解質(zhì)的滲出。隨著細(xì)胞電解質(zhì)滲出的增多，電導(dǎo)率增大，通過測定低溫和高溫逆境條件下的電導(dǎo)率可對(duì)植物的耐寒耐熱性進(jìn)行評(píng)價(jià)[7-9]。

不同低溫處理對(duì)油茶葉片細(xì)胞傷害率的影響如圖1所示。在0～-16 ℃范圍內(nèi)，香花油茶葉片細(xì)胞傷害率隨溫度的降低而升高，細(xì)胞傷害率與處理溫度之間均呈典型“S”型曲線。當(dāng)溫度高于-6 ℃時(shí)，細(xì)胞傷害率增長緩慢，但在-6～-12 ℃時(shí)，細(xì)胞傷害率隨溫度降低急劇上升，隨后細(xì)胞傷害率隨溫度降低緩慢增長。不同高溫處理對(duì)葉片細(xì)胞傷害率的影響也呈現(xiàn)典型“S”型曲線（如圖2所示），當(dāng)溫度低于45 ℃時(shí)，葉片細(xì)胞傷害率隨溫度上升緩慢增長，但在45～60 ℃之間增長迅速，隨后細(xì)胞傷害率隨溫度降低緩慢增長。在-6～-14 ℃、45～60 ℃時(shí)細(xì)胞傷害率迅速上升的過程表明在此溫度范圍葉片受低溫和高溫的傷害最敏感，并可初步判斷香花油茶葉片膜系統(tǒng)不可逆破壞的低溫和高溫臨界溫度分別在-6～-12 ℃和45～60 ℃之間。

圖1 低溫下香花油茶葉片細(xì)胞傷害率Fig.1 Rate of leaf cell injury in C. osmantha under low temperature

2.2 香花油茶Logistic方程參數(shù)及低溫和高溫半致死溫度的確定

用SPSS 17.0軟件對(duì)不同溫度處理后的相對(duì)電解質(zhì)滲出率進(jìn)行非線性回歸分析，將結(jié)果進(jìn)行Logistic方程擬合，得出方程各參數(shù)。令方程的二階導(dǎo)數(shù)等于零，得到的曲線拐點(diǎn)t＝ (lna)/b即為半致死溫度LT50，拐點(diǎn)傷害率W＝k/2，最大細(xì)胞傷害增長率為bW/2。方程各參數(shù)見表1。

圖2 高溫下香花油茶葉片細(xì)胞傷害率Fig.2 Rate of leaf cell injury in C. osmantha under high temperature

由表1可知，香花油茶低溫和高溫半致死溫度范圍均在處理范圍內(nèi)，且Logistic方程擬合的相關(guān)系數(shù)均在0.95以上，方程擬合度達(dá)顯著水平。香花油茶的低溫半致死溫度為-8.2 ℃，低于定植點(diǎn)南寧的極端低溫-2.1 ℃，高溫半致死溫度為51.4 ℃，高于南寧的極端高溫40.4 ℃，表明香花油茶在南寧不易受到低溫和高溫的影響。香花油茶低溫和高溫最大細(xì)胞傷害增長率分別為8.839%和6.614%，說明在低溫下葉片膜系統(tǒng)不可逆破壞的臨界溫度下細(xì)胞傷害率增加的程度較為劇烈。

表1 香花油茶Logistic方程擬合參數(shù)及其增長參數(shù)Table 1 Fitted parameters and increment parameters of C. osmantha Logistic equation

3 結(jié)論與討論

植物對(duì)不良環(huán)境的耐受性是決定其引種栽培成功與否的關(guān)鍵因素之一[10]，而對(duì)不良環(huán)境的抵抗能力因物種和生境條件而異。在實(shí)際的鑒定中，根據(jù)不同的植物材料，量化的指標(biāo)也有所不同，如有用發(fā)芽率來表明種子對(duì)逆境的耐受性[11]，細(xì)胞懸浮液用蛋白質(zhì)的含量來測定[12]，有的則用目測的方法來統(tǒng)計(jì)調(diào)查植株在逆境條件下的存活率[13]。植物對(duì)低、高溫的適應(yīng)性與膜系統(tǒng)的穩(wěn)定性密切相關(guān)，低于低溫處理下的“S”型曲線拐點(diǎn)溫度以及高于高溫處理下的“S”型曲線拐點(diǎn)溫度時(shí)，細(xì)胞的膜脂組分、膜結(jié)構(gòu)、膜透性以及膜保護(hù)酶系統(tǒng)都會(huì)發(fā)生變化，均會(huì)引起質(zhì)膜結(jié)構(gòu)不可逆的破壞[14]，因此，通過電導(dǎo)率法測定細(xì)胞電解質(zhì)的外滲率?？煞从持参镌谀婢硹l件下受傷害的程度以及對(duì)低、高溫的耐受性。目前，利用電導(dǎo)率法研究植物對(duì)逆境的耐受性已在紅豆杉[10]、李[15]、蘋果[16]、甜櫻桃[17]、桉樹[18]、銀杏[19]、月季[20]等樹種廣泛應(yīng)用，對(duì)油茶的高溫適應(yīng)性也有相關(guān)報(bào)道，但有關(guān)油茶耐寒性的研究鮮見報(bào)道。

2011年7月測定的普通油茶岑軟系列的4個(gè)無性系均在53 ℃以上[8]，而本文中測定香花油茶的高溫半致死溫度為51.4 ℃，但植物對(duì)低溫和高溫的耐受性易受環(huán)境的誘導(dǎo)而增強(qiáng)[21]，本文中測定香花油茶高溫半致死溫度為6月，而南寧最高溫出現(xiàn)在7、8月，因此試驗(yàn)數(shù)據(jù)并不能說明香花油茶對(duì)高溫的耐性比普通油茶差。測定低溫半致死溫度為-8.9 ℃，可以為香花油茶向北引種提供理論依據(jù)。由于植物的生長與水分、土壤等生態(tài)環(huán)境息息相關(guān)，單一的溫度處理不能完全反映植物的適應(yīng)性，進(jìn)行引種還有待于結(jié)合引種試驗(yàn)進(jìn)一步進(jìn)行適應(yīng)性研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]莊瑞林. 中國油茶[M]. 第2版. 北京: 中國林業(yè)出版社,2008.

[2]Riqing Z,Zhilei D,Xu Z,et al. advances in genetic improvement of teaoil camellia [J]. Acta Hort,2008,769:33－42.

[3]張日清,何小燕,葉 航,等. 油茶葉片SPAD 值差異的初步研究[J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2011,31(3): 30－33.

[4]蔣桂雄,馬錦林,李開祥,等. 廣西油茶比較效益探析[J]. 經(jīng)濟(jì)林研究,2011,29(1): 149－152.

[5]馬錦林,葉 航,葉創(chuàng)興. 香花油茶——山茶屬短柱茶組一新種[J]. 廣西植物,2012,32(6): 750－752.

[6]張憲政,譚桂茹,黃元極,等. 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M]. 沈陽: 遼寧科技出版社,1989: 333－337.

[7]劉 藝,楊遠(yuǎn)慶,胡曉諒. 3種園林植物耐寒性的研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(9): 4875－4876,4898.

[8]夏瑩瑩,葉 航,馬錦林,等. 4個(gè)油茶品種的半致死溫度與耐熱性研究[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2012,28(4): 58－61.

[9]牛立新,賀普超. 用電導(dǎo)法不同計(jì)量單位鑒定葡萄抗寒性的研究[J]. 果樹科學(xué),1989,6(3): 159－164.

[10]趙昌瓊,蘆站根,龐永珍,等. 曼地亞紅豆杉的半致死溫度與對(duì)低溫的適應(yīng)性[J]. 重慶大學(xué)學(xué)報(bào),2003,26(6): 86－88.

[11]梁 莉,談 鋒. 四川大頭茶低溫半致死溫度與對(duì)低溫的適應(yīng)性[J]. 西南師范大學(xué)學(xué)報(bào),1997,22(4): 463－465.

[12]Jugawara Y,Sakai A. Cold acclimation of callus culture of Jerusolem Artichoke[C]// P H Li,A Sakai. Plant cold hardiness and freezing stress. Northumberland,United Kingdom: Barter Books Ltd,1978:197－213.

[13]Yelenosky G. Accumulation of free proline in citrus leaves during cold hardening and young trees in controlled temperature vegiments [J]. plant physiol,1979,64: 425－427.

[14]和紅云,田麗萍,薛 琳. 植物抗寒性生理生化研究進(jìn)展[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué),2007,13(2): 10－13.

[15]劉威生,張加延,唐士勇,等. 李屬種質(zhì)資源的抗寒性鑒定[J]. 北方果樹,1999,1(2): 6－8.

[16]高愛農(nóng),姜淑榮,趙錫溫,等. 蘋果品種抗寒性測定方法的研究[J]. 果樹學(xué)報(bào),2000,17(1): 17－21.

[17]劉珅坤,劉慶忠,陳 鋒,等. 甜櫻桃砧木吉塞拉5抗寒性鑒定[J]. 落葉果樹,2005,(4): 1－3.

[18]劉 健,項(xiàng)東云,陳建波,等. 應(yīng)用Logistic方程確定三種桉樹的低溫半致死溫度[J]. 廣西林業(yè)科學(xué),2009,38(2):75－78.

[19]谷文眾,王義強(qiáng),序 燁. 人工氣候箱條件下銀杏的耐寒抗熱生理機(jī)制[J]. 經(jīng)濟(jì)林研究,2005,23(2): 24－26.

[20]李 健,蔣昌華,鄭艷君. 高溫脅迫下10 個(gè)月季品種的耐熱性[J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2010,30(12): 88－91.

[21]周文杰. 北美紅豆杉低溫半致死溫度與對(duì)低溫的適應(yīng)性[J].衡水師專學(xué)報(bào),2002,4(3): 57－59.