章　明，鮑　燁，方敏彥*

（1.句容市園林管理中心，江蘇 句容 212400；2.江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 句容 212400）

溝葉結(jié)縷草突變體抗寒性評(píng)價(jià)研究

章明1，鮑燁2，方敏彥2*

（1.句容市園林管理中心，江蘇 句容 212400；2.江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 句容 212400）

以倫琴射線誘變處理的溝葉結(jié)縷草為材料，通過電導(dǎo)法配合Logisitic方程確定半致死溫度 （LT50），比較不同品系的抗寒性。結(jié)果表明，樣本材料葉片的半致死溫度范圍的變化為-6.97～9.72℃，其中最低的是A1（-9.72℃），最高的是CK（-6.97℃）。LT50從低到高即抗寒性由強(qiáng)到弱的順序是A1＞G6＞A2＞H3＞M 6 ＞E6＞C13＞D18＞CK。

結(jié)縷草突變體；抗寒性；電導(dǎo)法；半致死溫度

文獻(xiàn)著錄格式：章明，鮑燁，方敏彥.溝葉結(jié)縷草突變體抗寒性評(píng)價(jià)研究 ［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，56（12）：1976-1978.

結(jié)縷草屬植物屬于禾本科虎耳草亞科，在熱帶、亞熱帶和暖溫帶等地區(qū)有著廣泛的分布，其中溝葉結(jié)縷草因其具有成坪快、返青早、耐踐踏、低維護(hù)、耐瘠薄、抗鹽堿、抗病蟲害、再生性強(qiáng)、質(zhì)地優(yōu)良和抗高溫干旱等特性，被廣泛應(yīng)用于休閑游憩草坪、觀賞草坪、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)草坪和保土護(hù)坡草坪等生態(tài)環(huán)保功能型草坪的建植［1-3］。

溝葉結(jié)縷草是冷敏感的C4植物，喜溫暖濕潤的氣候，對(duì)低溫較為敏感，當(dāng)氣溫降低到10℃以下時(shí)，結(jié)縷草的生長變緩或停止，同時(shí)莖、葉開始枯萎發(fā)紫或變黃，極大降低了其觀賞價(jià)值。在暖溫帶地區(qū)，結(jié)縷草的綠期約為200 d，有時(shí)甚至無法安全越冬，更是限制了結(jié)縷草草坪使用價(jià)值的提高，并為結(jié)縷草的推廣和應(yīng)用造成較大困擾［4-6］。通過輻射誘變可獲得坪用性狀得到改良的溝葉結(jié)縷草突變體。通過對(duì)已獲得的溝葉結(jié)縷草突變體進(jìn)行篩選，獲得8種綠期較長的株系，對(duì)其抗寒性進(jìn)行評(píng)價(jià)，以期為溝葉結(jié)縷草抗寒性品種的選育奠定基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1材料

試驗(yàn)地位于江蘇省鎮(zhèn)江市句容市農(nóng)博園（119°26′E，32°02′N），處長江中下游，屬于北亞熱帶季風(fēng)氣候，光照時(shí)間長，年均氣溫16.1℃；雨水豐沛，年降水量1 058.8 mm；土壤質(zhì)地為沙壤土，耕性較好。

將經(jīng)倫琴射線照射誘變的溝葉結(jié)縷草樣本種植于統(tǒng)一的試驗(yàn)田中，使其自然生長一季，除只進(jìn)行必要的灌溉、雜草防除和病蟲防治等工作外，不需任何特殊管理即可。待翌春，選取返青早、密度大、生長快、質(zhì)地好等品質(zhì)的樣本共8種，溝葉結(jié)縷草突變體 （A1，A2，C13，D18，E6，G6，H3，M6）及溝葉結(jié)縷草 （CK）作為試驗(yàn)材料。

1.2方法

1.2.1樣品采集與低溫處理

在田間種植小區(qū)選取健康的返青葉片，先用清水沖洗干凈，再多次 （至少3次）用去離子水漂洗，并用潔凈濾紙吸干。然后將葉片剪短 （長2～5 cm），分成5份，每份約5 g，之后用潮濕紗布包好置于試管中，置于4℃冰箱過夜。最后在低溫循環(huán)儀中進(jìn)行低溫處理，溫度梯度為0℃，-5℃，-10℃， -15℃和-20℃，設(shè)每個(gè)溫度梯度勻速降溫1.0 h，冷凍處理1.5 h。

1.2.2樣品的再處理

經(jīng)低溫處理的材料，處理完成后在0℃冰箱里解凍12 h，然后選取3等份 （重復(fù)3個(gè)），每重復(fù)約1 g，剪成約0.5 cm的小段，置于潔凈試管中，再加入去離子水20 mL，最后放在恒溫振蕩器上室溫振蕩24 h。

1.2.3樣品電導(dǎo)率的測(cè)定

振蕩完成后取出，用DOS-307型電導(dǎo)儀測(cè)所有樣本的冰凍電導(dǎo)率，然后置于沸水浴中煮沸10 min，待其自然冷卻至室溫后再測(cè)煮沸電導(dǎo)率。相對(duì)電導(dǎo)率/%=冷凍電導(dǎo)率/煮沸電導(dǎo)率×100。

1.3數(shù)據(jù)處理

據(jù)朱根海等［7］研究結(jié)果，在低溫下細(xì)胞的溫度與相對(duì)電導(dǎo)率之間的關(guān)系呈 “S”型曲線，與Logistic方程y=K/（1+a e-bx）具有較好的擬合度，求所得的Logistic方程的二階導(dǎo)數(shù)，并令其等于零，就可獲得曲線的拐點(diǎn)：x=ln（1/a）/b，即為半致死溫度 （LT50）；低溫電解質(zhì)的遞增效應(yīng)在拐點(diǎn)處很大。利用莫惠棟［8］的方程回歸統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行相對(duì)電導(dǎo)率和溫度的Logistic回歸分析，計(jì)算出LT50并進(jìn)行擬合度的檢驗(yàn)；根據(jù)莫惠棟［8］的報(bào)道，如果y為累計(jì)頻率，則常數(shù)K為100。

2　結(jié)果與分析

2.1低溫下各結(jié)縷草樣本的相對(duì)電導(dǎo)率動(dòng)態(tài)變化規(guī)律

在低溫處理下，各樣本相對(duì)電導(dǎo)率 （相對(duì)電解質(zhì)滲透率）的變化差異明顯。隨著試驗(yàn)溫度的降低，所選的9個(gè)結(jié)縷草樣本的相對(duì)電導(dǎo)率都隨之升高，且其變化趨勢(shì)呈明顯的 “S”型曲線。以樣本C13和G6為例 （圖1），其相對(duì)電導(dǎo)率隨著試驗(yàn)溫度的降低而逐漸升高，從0～-15℃，相對(duì)電導(dǎo)率急劇升高，說明此溫度范圍是結(jié)縷草受到低溫傷害的敏感時(shí)期 （由于時(shí)間緊迫和試驗(yàn)條件限制，雖然所得溫度范圍較大，不夠精確，但未曾設(shè)計(jì)更小的溫度梯度再次試驗(yàn)以確定更準(zhǔn)確的最敏感時(shí)期），當(dāng)處理溫度持續(xù)降低時(shí)，細(xì)胞膜所受的損傷加劇，導(dǎo)致相對(duì)電導(dǎo)率持續(xù)升高，直至100%時(shí)，細(xì)胞膜被完全破壞。

圖1　結(jié)縷草葉片的相對(duì)電導(dǎo)率與溫度變化的關(guān)系

2.2各結(jié)縷草樣本的LT50比較

把所有樣本模擬低溫處理所得到的結(jié)果擬合Logistic方程，擬合度均達(dá)到顯著甚至極顯著的水平，故可依此計(jì)算出各樣本的LT50，進(jìn)行結(jié)縷草屬植物抗寒性的評(píng)價(jià)。

表1中的Logistic方程、LT50及擬合度都是根據(jù)各樣本在不同低溫處理?xiàng)l件下的相對(duì)電導(dǎo)率所求得的，其中樣品按LT50從低到高的順序排列。由表可知，供試樣品LT50的變化范圍是-6.97～-9.72℃，其中LT50最低的是A1（-9.72℃），最高的是CK （-6.97℃）。

表1　各品系樣本LT50及擬合度

依據(jù)表1中列出的LT50判斷，不同供試結(jié)縷草樣本的抗寒性強(qiáng)弱順序是A1＞G6＞A2＞H3＞M6 ＞E6＞C13＞D18＞CK。

3　小結(jié)與討論

細(xì)胞膜對(duì)維持生物體正常的生理化學(xué)過程起主要作用，是生物體與環(huán)境之間的界面。細(xì)胞膜是細(xì)胞對(duì)外界環(huán)境改變感應(yīng)最為敏感的部位［9］，也是受到低溫傷害最初的部位［10］。Dunn等［6］認(rèn)為，當(dāng)溫度降低使植物受到凍害時(shí)，首當(dāng)其沖發(fā)生特定物相變化的就是生物膜，會(huì)由液晶相轉(zhuǎn)變?yōu)槟z相，膜的透性也會(huì)相應(yīng)發(fā)生不同程度的變化，導(dǎo)致細(xì)胞中的電解質(zhì)外滲，從而引起導(dǎo)電性的變化，而要確定細(xì)胞膜透性的大小，就可根據(jù)其導(dǎo)電性的差異來判斷，據(jù)此推測(cè)出生物膜的受損程度，用以表明其對(duì)寒冷的抗性強(qiáng)弱程度。電解質(zhì)外滲法 （電導(dǎo)法）檢測(cè)植物抗寒性的原理就是用植物細(xì)胞的電解質(zhì)外滲程度的大小來反映植物細(xì)胞膜系統(tǒng)的低溫?fù)p傷程度，而植物細(xì)胞的電解質(zhì)外滲程度又可用相對(duì)電導(dǎo)率來表示。因此，想要反映出植物在低溫下是否能夠保持膜系統(tǒng)的完整性和穩(wěn)定性及其保持能力的大小，從而比較植物抗寒能力的強(qiáng)弱就需要以測(cè)得的相對(duì)電導(dǎo)率擬合Logistic方程求得LT50用以比較。

從結(jié)縷草屬植物中選育抗寒性強(qiáng)的優(yōu)良草坪新品種有著良好的遺傳基礎(chǔ)，因?yàn)榻Y(jié)縷草屬植物不同種間雜交可育，亦可進(jìn)行誘變育種，并根據(jù)遺傳條件的不同，結(jié)縷草屬植物的抗寒性存在明顯差異［11-12］。同時(shí)，測(cè)定相對(duì)電導(dǎo)率的試驗(yàn)結(jié)果差異明顯，隨著溫度的降低，9個(gè)結(jié)縷草樣品的相對(duì)電導(dǎo)率均呈現(xiàn) “S”型曲線?？购缘脑囼?yàn)結(jié)果則顯示，由所測(cè)葉片的相對(duì)電導(dǎo)率擬合Logistic方程而求得的LT50的變化范圍是-6.97℃～9.72℃，說明試驗(yàn)選取的9個(gè)結(jié)縷草品種的葉片抗寒性均較強(qiáng)。另外，9個(gè)結(jié)縷草樣本葉片的抗寒性強(qiáng)弱順序與葉片返青的先后順序及成坪速度等情況基本一致，其抗寒性從強(qiáng)到弱，即葉片的LT50由低到高的順序是A1＞G6＞A2＞H3＞M6＞E6＞C13＞D18＞CK?？梢姾Y選的溝葉結(jié)縷草突變體的抗寒性都明顯提高。

［1］ 中國植物志編委會(huì).中國植物志 ［M］.北京：科學(xué)出版社，1990：125-131.

［2］ 劉振虎，盧欣石，葛軍.利用層次分析法綜合評(píng)價(jià)9個(gè)草坪品種的耐鹽性 ［J］.草地學(xué)報(bào)，2002，10（3）：207-211.

［3］ Goudswaard P C.The genus Zoysia（Gram ineae）in Malesia ［J］.Blumea，1980，26（1）：169-175.

［4］ 王瑞玲，張學(xué)勇，王兆明.結(jié)縷草的生物學(xué)特性及其草坪建植技術(shù) ［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2008（23）：63.

［5］ 趙艷，孫吉雄，王兆龍.不同抗旱性結(jié)縷草品種在土壤干旱及復(fù)水過程中的生理差異 ［J］.草原與草坪，2006 （6）：46-49.

［6］ Dunn J H，Bughrara S S，Warmund M R.Low temperature tolerance of Zoysiagrasses［J］.Hortscience，1999，34（1）：96-99.

［7］ 朱根海，朱培仁.小麥抗凍性的季節(jié)變化及溫度對(duì)脫鍛煉的效應(yīng) ［J］.南京農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，1984（2）：9-16.

［8］ 莫惠棟.Logistic方程及其應(yīng)用［J］.江蘇農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，1983，4（2）：53-57.

［9］ 王洪春.植物抗逆性與生物膜結(jié)構(gòu)功能研究進(jìn)展 ［J］.植物生理學(xué)通訊，1985（1）：60-66.

［10］ Levitt J.Responses of plants to environmental stresses［M］// Levitt J.Chilling，freezing，and high temperature stress.New Y ork：Academic Press，1980：67-90.

［11］ 李亞，謝曉金，宣繼萍，等.中國結(jié)縷草屬 （Zoysia spp.）植物抗寒性評(píng)價(jià)［J］.草地學(xué)報(bào)，2003，11（3）：240-245.

［12］ 宣繼萍，高鶴，劉建秀.結(jié)縷草品種 （系）的抗寒性鑒定［J］.江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2004，20（1）：44-46.

（責(zé)任編輯：張瑞麟）

S 686

A

0528-9017（2015）12-1976-03

10.16178/j.issn.0528-9017.20151220

2015-10-05

奧林高爾夫教育與研究基金 （AL2014004）

章 明 （1980-），男，工程師，主要從事園林植物配置與栽培研究工作。E-mail：15433921@qq.com。

方敏彥，副研究員，博士，主要從事園林植物栽培和育種研究工作。E-mail：fangyanhome@163.com。