李仕裕，木 楠，2，袁曉初，郭亞男，3，于海玲，張永夏，王發(fā)國

(1.中國科學院華南植物園，廣東 廣州 510650； 2.廣東神州木蘭園林有限公司，廣東 廣州 510642； 3.仲愷農業(yè)工程學院，廣東 廣州 510225；4.深圳大學生命科學學院、深圳市微生物基因工程重點實驗室，廣東 深圳 518060)

5種木本花卉對高低溫的耐受性

李仕裕1，木 楠1，2，袁曉初1，郭亞男1，3，于海玲1，張永夏4，王發(fā)國1

(1.中國科學院華南植物園，廣東 廣州 510650； 2.廣東神州木蘭園林有限公司，廣東 廣州 510642； 3.仲愷農業(yè)工程學院，廣東 廣州 510225；4.深圳大學生命科學學院、深圳市微生物基因工程重點實驗室，廣東 深圳 518060)

以石斑木(Rhaphiolepisindica)、臀果木(Pygeumtopengii)、桃葉石楠(Photiniaprunifolia)、香蒲桃(Syzygiumodoratum)、肖蒲桃(Syzygiumacuminatissimum)等5種木本花卉1年生幼苗的葉片為試驗材料，進行不同梯度高溫和低溫脅迫，測定葉片浸出液的電導率，并利用Logistic方程建立回歸模型，計算高溫和低溫半致死溫度。結果表明：在高溫脅迫過程中，5種木本花卉的相對電導率均隨溫度的上升而持續(xù)上升，耐熱性大小順序依次為：香蒲桃>石斑木>肖蒲桃>桃葉石楠>臀果木，高溫半致死溫度在42.81～48.66 ℃之間；在低溫脅迫過程中，5種木本花卉的相對電導率均隨溫度的降低而持續(xù)上升，耐寒性大小順序依次為：臀果木>石斑木>肖蒲桃>桃葉石楠>香蒲桃，其低溫半致死溫度在-8.54～-6.07 ℃之間。5種新優(yōu)木本花卉均具有較強的抗熱性和抗寒性，在廣州地區(qū)可以安全露地越夏和越冬，可在節(jié)約型園林建設中適當?shù)倪x擇和配置。

木本花卉；耐熱性；耐寒性；電導率；Logistic方程

鄉(xiāng)土木本花卉具有適應性強、種群豐富、特性各異、凸顯文化、彰顯特色、管理簡單、易栽易繁等特點，在節(jié)約型園林和生態(tài)宜居環(huán)境建設中深受喜愛[1]。由于城市綠地立地條件與樹種的原生生境有較大的區(qū)別，而適地適樹是生態(tài)園林種植設計的基本原則，因此對新優(yōu)木本花卉進行適應性研究應先行于推廣應用。近年來，極端高溫和極端低溫給園林綠化樹種帶來極大的生理傷害甚至死亡[2-3]。應用電導法測定樹種抗逆性具有快速、簡易、準確性高等特點，可以同時對大量樣品進行測定，且所測得數(shù)據(jù)與田間觀察結果吻合度較高，已得到廣泛應用[4-7]。5種華南地區(qū)鄉(xiāng)土木本花卉石斑木(Rhaphiolepisindica)、臀果木(Pygeumtopengii)、桃葉石楠(Photiniaprunifolia)、香蒲桃(Syzygiumodoratum)、肖蒲桃(S.acuminatissimum)在群落、引種、繁殖、栽培等方面研究略有報道[8-11]，但適應性方面少有研究，耐熱性和耐寒性仍未見報道。通過電導率法及Logistic方程測試這5種木本花卉幼苗對溫度的耐受性，為引種栽培及園林應用推廣提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料選取

試驗材料均取自中國科學院華南植物園科研區(qū)大棚內，樹種栽植環(huán)境基本保持一致，避免了因其它生態(tài)因子如氣溫、光照及水分等的不同引起不同物種之間指標的差異。選擇長勢基本一致的1年生5種木本花卉植株，每種90株，每株取4片葉。分別選取無病蟲害、生長正常的成熟葉片，并且所取部位與方向一致，一般從樹冠的東、南、西、北4個方向取枝條，然后被選枝條從頂端往下順數(shù)第7片葉。將所取的功能葉片裝入貼好標簽的密封袋內并迅速放入裝有冰袋的冷藏泡沫盒，帶回實驗室。

1.2 研究方法

在實驗室內，將樣品用自來水沖洗數(shù)遍，再用蒸餾水沖洗3次，用濾紙和紗布擦干葉面。于室內進行離體高溫、低溫脅迫。

葉片浸出液提取方法：將樣品剪成5 mm×5 mm左右的小葉片，每處理用電子天平稱取0.3 g，放入25 mL帶塞試管中，注入20 mL蒸餾水，供脅迫處理。脅迫處理后，取出于室溫下平衡1 h，期間要多次搖晃試管，搖勻后得到初始葉片浸出液，用于測定初始電導率(k1)。而后，將樣品試管置于水浴鍋中煮沸25 min，取出冷卻至室溫，平衡1 h，期間要多次搖晃試管，搖勻后得到煮沸后葉片浸出液，用于測定終電導率(k2)。采用DDS—11A型直讀電導儀測定電導率，相對電導率計算公式：E(%)=k1/k2×100%。

1.2.1 高溫脅迫處理 每種植物取葉片180片分別混勻分成8組，每組重復3次，放入5 ℃冰箱保鮮。裝好樣品的試管分別置于25、30、35、40、45、50、55、60 ℃等8個溫度梯度(25 ℃為對照)的恒溫水浴鍋中靜置2 h，提取初始葉片浸出液，測定初始電導率(k1)；再提取煮沸后葉片浸出液，測其終電導率(k2)。

1.2.2 低溫脅迫處理 將每種植物剩下的180片葉片混勻分為5組，每組重復3次，置于密封袋中，迅速放入變頻冰箱，所有樣品于5 ℃停留3 h后，取出第1組樣品；其余樣品再降溫至0 ℃停留3 h后，取出第2組樣品，置于5 ℃的冰箱內回溫恢復3 h；依此類推，分別降溫至-5、-10、-15 ℃。其中5 ℃為對照溫度。然后提取初始葉片浸出液，測定初始電導率(k1)；再提取煮沸后葉片浸出液，測其終電導率(k2)。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

試驗數(shù)據(jù)用Excel 2013和SPSS 17.0軟件進行整理與分析。

2 結果與分析

2.1 處理溫度與相對電導率的關系

低溫、高溫是改變生物膜結構和破壞其功能的重要脅迫因子，極端溫度脅迫改變了膜脂組成，破壞了內質網(wǎng)、高爾基體和線粒體等內膜系統(tǒng)結構的完整性，膜上離子載體發(fā)生改變，最終導致膜的選擇透過性喪失和電解質滲漏。因此，可以通過葉片相對電導率來評價植物細胞膜的傷害程度[13-14]。

5種木本花卉葉片在不同高溫條件下的相對電導率見圖1。隨著溫度的升高，5種木本花卉葉片的相對電導率變化趨勢較一致，呈現(xiàn)出“S”型曲線，即隨著溫度的升高，相對電導率皆表現(xiàn)出先緩慢上升，達到一定溫度后急劇上升，溫度上升較高時幾乎趨于平穩(wěn)，表明用Logistic方程求拐點半致死溫度是可信的。當溫度從25 ℃上升到30 ℃時，5種木本花卉葉片的相對電導率緩慢上升，升幅最大的為臀果木，升幅為16.54%；升幅最小的為肖蒲桃，升幅僅為0.99%；其他樹種的升幅在2.71%～4.58%之間，說明臀果木對高溫脅迫的反應最靈敏，而肖蒲桃最不靈敏。當溫度由30 ℃升到35 ℃時，相對電導率總體上升幅度逐漸加大，葉片表現(xiàn)出對高溫脅迫的較大反應。當溫度由35 ℃升到45 ℃時，相對電導率總體上升幅度仍不斷加大，此時桃葉石楠和肖蒲桃相對電導率約50%，表明以上高溫的脅迫中，所有的樹種均仍能適應。當溫度從45 ℃上升到50 ℃時，相對電導率急劇上升，升幅最大的為桃葉石楠，升幅為27.93%，細胞傷害程度加劇。當溫度從50 ℃上升到55 ℃時，所有樹種的相對電導率均超過50%，細胞傷害不可逆。當溫度從55 ℃上升到60 ℃時，所有相對電導率幾乎接近了最高值100%，表明此時細胞傷害最嚴重。

5種木本花卉葉片在不同低溫條件下的相對電導率見圖2，由圖2可知：隨著溫度的降低，5種木本花卉葉片的相對電導率變化趨勢較一致，呈現(xiàn)出“S”型曲線，即隨著溫度的降低，相對電導率皆表現(xiàn)出先緩慢上升，達到一定溫度后急劇上升，溫度降到較低時幾乎趨于平穩(wěn)，表明不同低溫處理均可以用Logistic方程計算低溫半致死溫度。當溫度從5 ℃降到0 ℃時，5種木本花卉葉片的相對電導率都緩慢上升，升幅最大的為肖蒲桃，升幅為10.93%，其他樹種的升幅在3.23%～7.57%之間。當溫度由0 ℃降到-5 ℃時，5種木本花卉葉片的相對電導率不斷上升，其中，石斑木升幅最大，為23.40%；香蒲桃、肖蒲桃的升幅分別為16.65%、13.98%；而臀果木和桃葉石楠升幅較小，分別為3.00%、0.95%。表明以上低溫的脅迫中，所有的樹種均仍能適應。但溫度由-5 ℃下降到-10 ℃時，所有樹種的相對電導率均表現(xiàn)出急劇升高，超過50%，表明此時細胞傷害已經不可逆。且溫度由-10 ℃降到-15 ℃時，相對電導率幾乎接近了最高值100%，表明此時細胞傷害已達最嚴重。

2.2 Logistic方程擬合及半致死溫度的確定

Logistic方程：y=k/(1+ae-bx)，為了確定a，b的值，將方程進行線性化處理，Ln[(k-y)/y]=Lna-bx，令y1=ln[(k-y)/y]，則轉化為相對電導率(y)與處理溫度(x)的直線方程。通過直線回歸的方法求得a、b值及相關系數(shù)R[12]。求Logistic方程的二階導數(shù)，并令其等于零，則可獲得曲線的拐點x=lna/b，此時的x值即為半致死溫度(LT50)。在本試驗中，由于測量和計算時去掉了蒸餾水的本底干擾，所以細胞傷害率的飽和容量k值為100。

用SPSS 17.0軟件進行數(shù)據(jù)處理，5種木本花卉的高溫半致死溫度(LT50)見表1。由表1可知，5種木本花卉的高溫半致死溫度(LT50)在42.81～48.66 ℃之間，相關系數(shù)R為0.9271～0.9940，均達顯著水平，說明不同溫度梯度的高溫脅迫下5種供試木本花卉的相對電導率變化符合Logistic方程變化規(guī)律，與高溫半致死溫度呈很強的線性關系，擬合結果比較精確。因此本次5種木本花卉耐熱性研究中，Logistic方程擬合結果可靠、準確。根據(jù)高溫半致死溫度高低進行耐熱性強弱排序，耐熱性大小順序依次為香蒲桃>石斑木>肖蒲桃>桃葉石楠>臀果木。高溫半致死溫度LT50分別為48.66、48.47、46.04、43.58、42.81 ℃。

5種木本花卉的低溫半致死溫度(LT50)結果見表2。由表2可看出，5種木本花卉的低溫半致死溫度(LT50)在-8.54～-6.07 ℃之間，相關系數(shù)R為0.8993～0.9892，達顯著水平，說明不同低溫脅迫下相對電導率的變化符合Logistic方程變化規(guī)律，與低溫半致死溫度呈較強的線性關系，擬合結果比較精確。因此本次5種木本花卉耐寒性研究中，Logistic方程擬合結果較可靠。根據(jù)低溫半致死溫度高低進行耐寒性強弱排序，耐寒性大小順序依次為臀果木>石斑木>肖蒲桃>桃葉石楠>香蒲桃。低溫半致死溫度LT50分別為-8.54、-7.85、-6.85、-6.26、-6.07 ℃。

表2 5種植物葉片相對電導率、Logistic方程及低溫半致死溫度(LT50)

3 結論與討論

在脅迫溫度區(qū)間內，不同樹種葉片相對電導率的變化趨勢基本一致，呈現(xiàn)出較為明顯的“S”形，Logistic方程的應用和擬合結果具有較高的準確性，能初步確定供試的5種木本花卉的耐熱性和耐寒性，確定了其對溫度適應的上限和下限，且與苗圃地及野外實際觀察結果吻合，為其大規(guī)模的引種馴化、園林推廣應用提供依據(jù)。

結合廣州近3 a的氣象記錄，最高氣溫為37 ℃，供試的5種植物(香蒲桃、石斑木、肖蒲桃、桃葉石楠、臀果木)高溫半致死溫度為48.66、48.47、46.04、43.58、42.81 ℃，均高于氣象記錄的最高溫度，說明這5種木本花卉應用于廣州地區(qū)可以安全越夏；最低氣溫為-2 ℃，供試的5種植物(臀果木、石斑木、肖蒲桃、桃葉石楠、香蒲桃)低溫半致死溫度為-8.54、-7.85、-6.85、-6.26、-6.07 ℃，均低于氣象記錄的最低溫度，可以安全越冬。這與苗圃實地的形態(tài)觀察結果保持一致。根據(jù)易綺斐等[15]文獻資料，廣州從化市極端高溫為38.1 ℃，均低于供試的5種高溫半致死溫度，但從化的極端低溫為-7 ℃，均低于桃葉石楠、香蒲桃、肖蒲桃這3種植物的低溫半致死溫度，因此，為了減少嚴重的凍害對植物造成巨大傷害，建議在從化較冷地冬天盡量不要露地栽植桃葉石楠、香蒲桃、肖蒲桃幼苗。本研究在華南植物園從化苗圃進行了2 a幼苗栽培試驗，實際觀察發(fā)現(xiàn)，1年生的香蒲桃、肖蒲桃露地過冬時，嫩葉會發(fā)生霜凍枯萎，而3年生的香蒲桃、肖蒲桃可以安全露地越冬；1年生桃葉石楠露地越冬時生長正常，可能是由于桃葉石楠1年生苗葉硬革質，不易表現(xiàn)為干枯。另外，1年生的桃葉石楠越冬時葉片為彩葉，觀賞效果極好。野外調查時，在廣州市轄區(qū)內的南昆山石河奇觀，發(fā)現(xiàn)生長狀況良好的桃葉石楠，秋色葉景觀效果良好，果實量大且整樹通紅，吸引鳥類，觀賞價值較高。因此，通過野外調查及本試驗結果，認為桃葉石楠可在廣州地區(qū)園林綠化中推廣應用。

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Study on High and Low Temperature Tolerance of 5 Species Ornamental Trees

LI Shi-yu1，MU Nan1，2，YUAN Xiao-chu1，GUO Ya-nan1，3，YU Hai-ling1，ZHANG Yong-xia4，WANG Fa-guo1

(1.SouthChinaBotanicalGarden，ChineseAcademyofSciences，Guangzhou510650，Guangdong，China；2.GuangdongShenzhouMagnoliaLandscapeArchitectureCo.LTD，Guangzhou510642，Guangdong，China；3.ZhongkaiUniversityofAgricultureandEngineering，Guangzhou510225，Guangdong，China； 4.CollegeofLifeScience，ShenzhenKeyLaboratoryofMicrobialGeneticEngineering，ShenzhenUniversity，Shenzhen518060，Guangdong，China)

One-year-old leaves of 5 species of ornamental trees were used to determine conductivity under different artificial simulated high and low temperature treatment.They wereRhaphiolepisindica，Pygeumtopengii，Photiniaprunifolia，Syzygiumodoratum，S.acuminatissimum.The high and low semi-lethal temperature (LT50) were calculated by using conductance method with Logistic Equation.The results showed that the relative conductivity were increased as temperature raised during high temperature treatment and as temperature decreased during low temperature treatment.The thermo tolerance of the tested species was listed asSyzygiumodoratum>Rhaphiolepisindica>Syzygiumacuminatissimum>Photiniaprunifolia>Pygeumtopengii.The semi-lethal temperature ranged from 42.81 to 48.66 ℃.And the cold tolerance of them was listed asPygeumtopengii>Rhaphiolepisindica>Syzygiumacuminatissimum>Photiniaprunifolia>Syzygiumodoratum.The semi-lethal temperature ranged from -8.54 to -6.07 ℃.All the five species were found to have high heat and cold tolerance for over summering and over wintering，and were applied reasonably to the conservation-minded landscape construction in Guangzhou.

ornamental trees；thermo tolerance；cold tolerance；electric conductivity；logistic equation

2015-03-10；

2015-04-27

廣州市科技計劃項目(2012J2200060)；深圳市綠化管理處(珍稀名貴樹種種質資源庫建設與繁育示范研究項目，OTC1018212)；深圳市城管局科研項目(201514)

李仕裕(1988—)，女，廣西貴港人，中國科學院華南植物園碩士，從事園林植物研究。E-mail：sunshinelishiyu@126.com。

王發(fā)國，中國科學院華南植物園副研究員，從事蕨類植物及園林植物研究。E-mail：wangfg@scib.ac.cn。

10.13428/j.cnki.fjlk.2016.01.007

S685；S718.43

A

1002-7351(2016)01-0035-04