張小會(huì)，程 琳

（咸陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，陜西咸陽(yáng) 712034）

近年來(lái)，花卉產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，對(duì)增加農(nóng)民收入、優(yōu)化農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式轉(zhuǎn)變起到了積極的推動(dòng)作用。仙客來(lái)（Cyclamen persicumMill.）花色艷麗、花型獨(dú)特、觀賞期長(zhǎng)、葉片美觀大方，深受人們喜愛(ài)［1］。其盛花期正值圣誕節(jié)、元旦、春節(jié)三大節(jié)日，深受消費(fèi)者青睞，為經(jīng)久不衰的年銷(xiāo)盆花，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。仙客來(lái)性喜冷涼，在北方種植較多且成本較低。目前，陜西省咸陽(yáng)市種植量較少，以陜西馨盛花卉苗木有限公司為代表的生產(chǎn)大戶(hù)帶動(dòng)了當(dāng)?shù)胤N植小農(nóng)戶(hù)的發(fā)展。由于商家不斷競(jìng)爭(zhēng)，價(jià)格雖不斷下跌，但銷(xiāo)售量卻在不斷上升，這說(shuō)明仙客來(lái)越來(lái)越大眾化，越來(lái)越被人們所接受［2］。

由于仙客來(lái)耐熱性低、抗病性差給生產(chǎn)者帶來(lái)很大風(fēng)險(xiǎn)，栽培過(guò)程中極易受到高溫脅迫導(dǎo)致植株抗病性降低、花芽分化受阻、生長(zhǎng)變緩，甚至葉片失綠脫落［3］。為此，仙客來(lái)生產(chǎn)者一直致力于抗逆新品種的選育和栽培措施的研究［4-7］。本研究以9種仙客來(lái)幼苗為試驗(yàn)材料，分析了溫度對(duì)幼苗生理生化指標(biāo)和生長(zhǎng)特性的影響，并嘗試通過(guò)引入外源抗氧化劑來(lái)提升幼苗的耐熱性，以期為仙客來(lái)的耐熱育種提供更為科學(xué)的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料：仙客來(lái)5個(gè)系列品種購(gòu)自胖龍（北京）園藝技術(shù)有限公司，包括9個(gè)大花品種，分別為常規(guī)系列（常規(guī)品種香味仙客來(lái)）、日本系列（日本亮紅、日本粉紅）、美國(guó)系列（美國(guó)橙紅、美國(guó)紫色刷紋）、荷蘭系列（荷蘭大紅、荷蘭粉紅）、法國(guó)系列（法國(guó)大紅、法國(guó)粉紅）。營(yíng)養(yǎng)液由硝酸鉀∶磷酸二氫鉀∶硝酸鈣=2∶1∶2的比例配制而成。

器材：卷尺、花盆、播種盤(pán)、燒杯、紗布、培養(yǎng)皿、人工培養(yǎng)箱。

基質(zhì)：腐葉、羊糞、蛭石、草炭。

1.2 試驗(yàn)內(nèi)容

試驗(yàn)在西北農(nóng)林科技大學(xué)苗木繁育中心進(jìn)行。試驗(yàn)對(duì)象為378株生長(zhǎng)基本一致的仙客來(lái)植株，每個(gè)品種42株。將仙客來(lái)植株置于人工氣候箱中，在10、15、20、25、30、35、40℃共計(jì)7種溫度下進(jìn)行處理，基質(zhì)持水量不低于35%，白天空氣濕度70%，夜晚空氣濕度65%，光照度25 000～35 000 lx。每個(gè)處理選取21株，測(cè)其相關(guān)生理生化指標(biāo)。植株置于標(biāo)本園溫室內(nèi)緩苗，管理20 d后，每個(gè)處理選取21株，測(cè)其冠幅、葉片數(shù)、株高等指標(biāo)。隨機(jī)選取形態(tài)相對(duì)一致的9種仙客來(lái)成熟功能葉片，對(duì)葉片組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行顯微觀察。此外，每個(gè)品種選取15片葉片浸入培養(yǎng)皿，置于人工氣候箱，40℃持續(xù)培養(yǎng)6 h，并測(cè)其葉片的相對(duì)膜透性。選取6-芐基腺嘌呤（6-BA）、苯甲酸鈉（NaA）、半胱氨酸（Cys）、抗壞血酸（AsA）4種外源抗氧化劑研究其對(duì)仙客來(lái)耐高溫性的影響，每種試劑濃度分別設(shè)置為1、10、100 mg/L。

1.3 測(cè)定方法

仙客來(lái)形態(tài)指標(biāo)包括葉片數(shù)量、葉面積、株高、冠幅等。葉片數(shù)量以成熟葉片數(shù)為準(zhǔn)，葉面積為同一植株葉片的平均葉面積，株高以植株最頂端到球莖頂端為準(zhǔn)，冠幅以不同方向冠幅平均值為準(zhǔn)。稱(chēng)取0.3 g葉片樣品于膠卷盒中并加入10 mL丙酮和10 mL乙醇，混合均勻避光保存24 h后計(jì)算葉綠素含量。超氧陰離子含量通過(guò)羥胺氧化法進(jìn)行測(cè)定；膜透性采用電導(dǎo)法進(jìn)行測(cè)定；葉片蛋白質(zhì)含量通過(guò)考馬斯亮藍(lán)G-250染色法進(jìn)行測(cè)定；本研究指標(biāo)均以鮮重計(jì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對(duì)仙客來(lái)幼苗生理生化指標(biāo)的影響

不同溫度處理下仙客來(lái)幼苗葉綠素和丙二醛含量的變化趨勢(shì)如圖1所示。從圖1可以看出，溫度對(duì)仙客來(lái)幼苗葉片中葉綠素和丙二醛含量的影響呈相反的趨勢(shì)。丙二醛代表膜損傷程度的大小，隨溫度的升高，丙二醛含量先降低后增加，溫度為35℃與40℃時(shí)丙二醛含量高于20℃。在低溫與高溫條件下，丙二醛含量均出現(xiàn)了上升趨勢(shì)，說(shuō)明環(huán)境溫度高于30℃或者低于15℃時(shí)會(huì)對(duì)植株造成脅迫效應(yīng)。溫度為20℃時(shí)葉片中葉綠素含量最高，溫度在20～30℃時(shí)，葉綠素含量變化較小，40℃時(shí)葉綠素含量比20℃時(shí)低28.9%。

圖1 溫度對(duì)仙客來(lái)葉片丙二醛和葉綠素含量的影響

溫度對(duì)仙客來(lái)幼苗葉片相對(duì)膜透性和超氧陰離子（O2-·）的影響如圖2所示。從圖2可以看出，10～30℃范圍內(nèi)仙客來(lái)葉片的相對(duì)膜透性和O2-·含量變化并不大，當(dāng)溫度超過(guò)35℃時(shí)，隨溫度的升高相對(duì)膜透性和O2-·含量不斷增大。仙客來(lái)葉片O2-·含量隨溫度的變化反應(yīng)靈敏，膜傷害與逆境脅迫密切相關(guān)，膜透性增大會(huì)導(dǎo)致葉片內(nèi)部電解質(zhì)滲透差增加，不利于幼苗的生長(zhǎng)。

圖2 溫度對(duì)仙客來(lái)幼苗相對(duì)膜透性和超氧陰離子的影響

2.2 溫度對(duì)仙客來(lái)幼苗生長(zhǎng)特性的影響

溫度對(duì)仙客來(lái)幼苗冠幅和平均葉面積的影響如圖3所示。從圖3可以看出，10～30℃范圍內(nèi)，隨溫度的升高仙客來(lái)幼苗冠幅緩慢增大，溫度高于30℃后冠幅急劇減小。與20℃處理相比，經(jīng)10、35、40℃處理后幼苗的冠幅分別降低了3.91%、12.38%和52.77%，表明幼苗在10～35℃范圍內(nèi)有一定的耐溫能力，而40℃高溫脅迫使得幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育受到較大影響。與20℃處理相比，經(jīng)10、15、40℃處理后，幼苗平均葉面積降低5.03%、11.32%和52.83%，表明高溫脅迫后仙客來(lái)葉片生長(zhǎng)受阻，不利于植株的正常生長(zhǎng)。

圖3 溫度對(duì)仙客來(lái)幼苗冠幅和平均葉面積的影響

溫度對(duì)仙客來(lái)幼苗株高和葉片數(shù)量的影響如圖4所示。從圖4可以看出，仙客來(lái)幼苗株高和葉片數(shù)量與溫度有一定相關(guān)性。10～30℃隨溫度升高幼苗株高和葉片數(shù)量逐漸增加，30℃時(shí)達(dá)到最大值，繼續(xù)升高溫度株高和葉片數(shù)量均大幅降低；其中，與20℃處理相比，經(jīng)10、15、40℃處理后的幼苗株高有較大差異。表明極低和極高溫度會(huì)導(dǎo)致葉片受損，不利于幼苗的生長(zhǎng)。從試驗(yàn)結(jié)果也可看出，經(jīng)40℃處理后的仙客來(lái)大部分幼苗葉片枯黃和萎蔫脫落，植株生長(zhǎng)極為緩慢，緩苗后僅剩2～3片新葉。

圖4 溫度對(duì)仙客來(lái)幼苗株高和葉片數(shù)量的影響

2.3 不同品種仙客來(lái)的耐熱性分析

不同品種仙客來(lái)5—8月的死亡率如圖5所示。從圖5可以看出，越夏過(guò)程中高溫導(dǎo)致仙客來(lái)抗病能力降低、生長(zhǎng)勢(shì)減弱，不同品種對(duì)高溫的適應(yīng)性存在較大差異，其中，香味仙客來(lái)、美國(guó)橙紅（美橙）及荷蘭大紅（荷大）的耐熱性很差，死亡率均超過(guò)了40%。而美國(guó)紫色刷紋（美紫）、日本亮紅（日亮）、日本粉紅（日粉）、法國(guó)粉紅（法粉）和法國(guó)大紅（法大）的死亡率為12.67%～36.03%?？傮w上看，香味仙客來(lái)的耐高溫性最差，荷蘭品種耐高溫性較差，日本和法國(guó)仙客來(lái)品種表現(xiàn)良好，美國(guó)紫色刷紋的耐熱性最強(qiáng)。高溫脅迫后不同品種仙客來(lái)幼苗的葉片細(xì)胞膜透性差異較大，其中，美國(guó)紫色刷紋、日本粉紅、荷蘭粉紅、日本亮紅、法國(guó)粉紅以及法國(guó)大紅的葉片相對(duì)膜透性均低于50%；同一系列間葉片的膜透性也存在較大差異，美國(guó)橙紅的遠(yuǎn)高于美國(guó)紫色刷紋，而荷蘭大紅遠(yuǎn)高于荷蘭粉紅，達(dá)74.4%，耐高溫性較差。

圖5 高溫處理下不同品種仙客來(lái)葉片相對(duì)膜透性和死亡率

不同品種仙客來(lái)葉片的厚度統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。從表1可以看出，仙客來(lái)葉片厚度普遍在400～600μm。仙客來(lái)葉片近似扁圓形，無(wú)角質(zhì)層，下表皮細(xì)胞氣腔較大，排列緊密；上表皮細(xì)胞連接緊密，且外壁平整。香味仙客來(lái)、美國(guó)橙紅、荷蘭大紅的上、下表皮厚度明顯低于其他品種。各品種的耐高溫性與栽培實(shí)踐的試驗(yàn)結(jié)果基本一致，表明葉片厚度可以作為鑒定仙客來(lái)耐高溫性的重要依據(jù)。

表1 不同品種仙客來(lái)葉片厚度統(tǒng)計(jì)結(jié)果（單位：μm）

不同品種仙客來(lái)葉肉組織結(jié)構(gòu)參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示。從表2可以看出，各品種仙客來(lái)葉肉組織有較大差異，柵欄組織平均厚度在148.50～217.80μm，海綿組織平均厚度在178.20～366.30μm，耐高溫性與柵欄組織的數(shù)量和厚度沒(méi)有明顯的相關(guān)性。緊密的柵欄組織有利于提高仙客來(lái)的光合效率，葉片組織結(jié)構(gòu)緊密度為25.54%～41.48%，葉片組織結(jié)構(gòu)疏松度為27.32%～63.26%，與仙客來(lái)耐高溫性的相關(guān)性并不明顯。表明葉片組織疏松度和緊密度、柵欄組織厚度和層數(shù)僅能作為仙客來(lái)耐高溫性的參考指標(biāo)。

表2 不同品種仙客來(lái)葉肉組織結(jié)構(gòu)參數(shù)統(tǒng)計(jì)

2.4 外源抗氧化劑對(duì)仙客來(lái)耐熱性的影響

高溫（40℃）脅迫時(shí)間對(duì)仙客來(lái)葉片葉綠素和蛋白質(zhì)含量的影響如圖6所示。從圖6可以看出，葉片蛋白質(zhì)含量隨著高溫脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)持續(xù)降低，整體表現(xiàn)為前期緩慢降低后期迅速降低，其中40℃下處理0～6 h內(nèi)差異不明顯；高溫處理時(shí)間大于6 h后，葉片蛋白質(zhì)含量急速降低。而高溫脅迫時(shí)間對(duì)幼苗葉片葉綠素含量的影響不太明顯，但對(duì)比葉片外觀形態(tài)發(fā)現(xiàn)葉片失水萎蔫的程度隨高溫處理時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷加重，處理結(jié)束后緩苗2～3 d觀察到高溫處理時(shí)間超過(guò)6 h后的植株葉片失綠變黃，出現(xiàn)嚴(yán)重的失水萎蔫現(xiàn)象，表明在一定程度上仙客來(lái)幼苗對(duì)40℃存在忍耐能力，超過(guò)忍耐極限時(shí)間后植株就會(huì)受到嚴(yán)重傷害。

圖6 高溫脅迫時(shí)間對(duì)仙客來(lái)葉片蛋白質(zhì)和葉綠素含量的影響

大量研究表明，保持仙客來(lái)葉片中的保護(hù)酶活性能有效降低高溫對(duì)細(xì)胞膜的傷害［6，7］。在正常條件下，植物體中活性氧的產(chǎn)生和清除是動(dòng)態(tài)平衡的；高溫脅迫下活性氧濃度上升，在一定程度上會(huì)破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)并增加植株自身保護(hù)酶的含量。當(dāng)高溫持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間時(shí)，活性氧破壞了細(xì)胞中保護(hù)酶的產(chǎn)生途徑，導(dǎo)致保護(hù)酶含量降低。外源抗氧化劑能夠消除植物體中的活性氧，對(duì)保護(hù)酶有一定的保護(hù)作用。高溫（40℃）狀態(tài)下外源抗氧化劑對(duì)葉片超氧化物歧化酶（SOD）活性的影響如圖7所示（其中常溫組的溫度為20℃，高溫組的溫度為40℃，兩組分別作為對(duì)照，用等量的去離子水代替外源抗氧化劑）。從圖7可以看出，40℃處理后高溫組葉片SOD活性低于常溫組，表明高溫脅迫會(huì)嚴(yán)重抑制仙客來(lái)葉片中蛋白質(zhì)的合成，SOD活性降低。外源抗氧化劑處理后葉片SOD活性較高溫對(duì)照組均明顯提升。6-BA和SBN 3種濃度下的SOD活性差異不大，AsA和Cys的濃度為100 mg/L時(shí)葉片中SOD活性與高溫對(duì)照組相比提升較為明顯，表明抗氧化劑能夠明顯提高葉片中蛋白質(zhì)的含量，有效提升仙客來(lái)的耐高溫能力。

圖7 外源抗氧化劑對(duì)仙客來(lái)葉片超氧化物歧化酶（SOD）活性的影響

3 小結(jié)

本研究以9種仙客來(lái)幼苗為試驗(yàn)材料，分析了溫度對(duì)幼苗生理生化指標(biāo)和生長(zhǎng)特性的影響，并通過(guò)應(yīng)用外源抗氧化劑來(lái)提高仙客來(lái)的耐熱性，結(jié)果表明，仙客來(lái)幼苗葉片厚度、葉片數(shù)量等可作為其耐熱性研究的形態(tài)指標(biāo)；同時(shí)，仙客來(lái)幼苗在短時(shí)間內(nèi)有較強(qiáng)的忍耐高溫能力，不同系列仙客來(lái)的耐高溫性不同，相同系列不同品種間的耐高溫性也存在明顯差異。其中，荷蘭品種耐高溫性最差，日本和法國(guó)仙客來(lái)品種耐高溫性較強(qiáng)。施加外源抗氧化物質(zhì)能夠有效緩解活性氧對(duì)植株細(xì)胞膜的高溫傷害，其中以100 mg/L Cys的處理效果最佳，能夠?yàn)橄煽蛠?lái)的推廣和應(yīng)用提供理論依據(jù)。