长春市4种宿根花卉的抗寒性研究

李 林 赵 蕾 吴春满 杨路路 赵俊峰 宋娇阳

（吉林农业大学，吉林长春 130033）

随着城市建设的进行，城市绿化面积不断扩大，人们对城市绿化效果的要求也越来越高。因此，人们越来越重视城市园林绿化建设，宿根花卉作为园林绿化中十分重要的一部分，有着品种繁多、适应性强和一次栽植多年观赏等优点[1]，可在较大程度上提高城市的绿化水平，为北方园林绿化应用提供多样的花卉材料选择[2-4]。然而，在北方园林建设中，低温是宿根花卉应用的主要限制因素。

吉林省长春市地处寒温带，无霜期较短，冬季寒冷漫长[5]。气候因素是导致长春市宿根花卉应用受限的主要因素，因此研究长春市宿根花卉的抗寒性有利于增加长春市宿根花卉种类应用的选择。本研究选择4种宿根花卉进行抗寒性比较，为长春市宿根花卉的栽培应用提供参考依据。

1 试验材料

选取观赏性较高、抗性较强的4种宿根花卉——肥皂 草（Saponaria oきcinalis）、 大 滨 菊（Leucanthemum maximum）、佛甲草（Sedum lineare）、松果菊（Echinacea purpurea）作为试验材料，4种宿根花卉均取自吉林农业大学园林实习基地。

2 试验方法

首先，将取出来的宿根花卉根系用自来水进行冲洗，去除根系上的附着物。然后，用去离子水浸泡过的纱布对根系进行包裹，再用聚乙烯薄膜进行包裹。最后，对试验材料进行低温处理：先将试验材料放于0 ℃环境中进行12 h低温锻炼，之后从-15 ℃开始每小时降低1 ℃，至-20 ℃为止。分别在处理3、6、12、24 h和48 h后取出测定相关指标，每个处理重复3次。

3 抗寒性测定指标及方法

3.1 可溶性蛋白含量的测定采用考马斯亮蓝G250法测定可溶性蛋白含量[6]，每个处理重复3次，最后进行计算。

3.1.1 标准曲线的绘制 取6支试管，分别加入0.0～0.1 mg/mL的标准蛋白，摇匀，向各管中加入5 mL考马斯亮蓝G-250溶液，摇匀，并放置5 min左右，以0号试管为空白对照，在595 nm下比色测定吸光度。以蛋白质含量为横坐标，以吸光度为纵坐标绘制标准曲线。标准曲线公式为Y=0.003 9X+0.087 9，R2=0.975 9。

3.1.2 样品测定

3.1.2.1 样品提取 称取鲜样0.25～0.50 g，用5 mL蒸馏水或缓冲液研磨成匀浆后，3 000 r/min离心10 min，上清液备用。

3.1.2.2 测定 吸取样品提取液1.0 mL（视蛋白质含量适当稀释），放入试管中（每个样品重复2次），加入5 mL考马斯亮蓝试剂，摇匀，放置2 min后在595 nm下比色，测定吸光度并通过标准曲线查得蛋白质含量，之后按公式（1）计算可溶性蛋白含量：

样品中蛋白质的含量（mg/g）=（C×VT）/（1 000×VS×WF） （1）

式（1）中，C表示所查得的标准曲线值，μg；VT表示提取液总体积，mL；WF表示样品鲜质量，g；VS表示测定时加样量，mL。

3.2 细胞膜透性的测定细胞膜透性采用电导率法测定[6-8]，将根剪成2～3 mm长的小段，每品种称取鲜质量（0.500±0.005）g，放入含有10 mL蒸馏水的试管中，用真空泵抽气7～8 min，后缓慢放入空气，水即被压入组织中而使材料下沉。静置20 min后用DDS-11A型电导率仪测定，然后放入100 ℃沸水浴中15 min，取出后放入冷水中冷却10 min，20～25 ℃恒温下测其煮沸电导率。每组重复3次，按公式（2）计算电解质渗出率：

电解质渗出率=浸泡液电导率值/煮沸后电导率值×100% （2）

3.3 丙二醛含量的测定丙二醛含量采用硫代巴比妥酸（TBA）法测定[6]。称花卉根部约1 g，加入2 mL的10%TCA和少量石英砂，研磨至匀浆状态，再加入8 mL的10%TCA进一步进行研磨，得到的匀浆倒入离心管中，4 000 r/min下离心10 min，最终得到上清液。

吸取上清液2 mL（对照加2 mL蒸馏水），加入2 mL 0.6%TBA溶液，摇匀。将试管放入沸水浴中煮沸10 min，取出试管并冷却，3 000 r/min离心15 min，取上清液以对照为空白测定532、600、450 nm处的吸光值，并按公式（3）计算丙二醛（MDA）浓度（umg/L），再由公式（4）算出单位鲜质量组织中的丙二醛含量，每个处理重复3次。

式（3）（4）中，C表示MDA的浓度（μmol/L）；A表示吸光度值；VT表示样品提取液总体积，mL；V1表示样品提取液和TBA溶液总反应液体积，mL；V2表示与TBA反应的样品提取液体积，mL；W表示样品鲜质量，g；1 000表示将mL换算成L的系数。

4 结果与分析

4.1 不同时间的低温胁迫下宿根花卉可溶性蛋白含量的变

化图1显示4种宿根花卉的可溶性蛋白质含量呈现高—低—高的变化趋势。低温胁迫阶段，松果菊的可溶性蛋白含量显著高于其他宿根花卉（P＜0.05），说明松果菊在这几个品种中抗寒性是最高的。低温胁迫3 h，佛甲草的可溶性蛋白含量最低，随着低温胁迫时间的增加，佛甲草和大滨菊的可溶性蛋白含量没有显著性差异（P=0.41）。

4.2 不同时间的低温胁迫下宿根花卉细胞膜电导率的变化图2显示当温度不断降低时，每种宿根花卉的相对电导率都呈上升趋势，其中升高最明显的是大滨菊，在低温处理3 h的时候相对电导率在22%左右，当处理时间提高至48 h的时候，大滨菊的相对电导率增高至53%，这说明大滨菊的抗寒性相对较弱。肥皂草和佛甲草的电导率均呈现先升高再降低的趋势，低温胁迫24 h时电导率显著高于3、6、12 h的低温处理。

图2 不同时间的低温处理下4种宿根花卉电导率的变化

4.3 不同时间的低温胁迫下宿根花卉丙二醛含量的变化由图3可知，大滨菊的丙二醛含量显著高于肥皂草、松果菊、佛甲草（P＜0.05）。4种花卉在低温胁迫12 h，丙二醛含量都呈现降低趋势，之后丙二醛的含量又有所升高。佛甲草在低温胁迫48 h时丙二醛含量显著高于其他处理（P＜0.05），说明佛甲草低温胁迫48 h后抗寒性逐渐降低。

图3 不同时间的低温处理下4种宿根花卉丙二醛含量的变化

5 讨论

植物在逆境环境下细胞膜的透性会发生改变，可以根据细胞膜透性的改变来检测植物的抗逆性。当植物正常生长时，细胞膜具有选择透过性功能，在逆境中细胞膜会发生改变，膜的选择透过性会变大，使细胞内的电解质由内向外渗透，导致的结果是电导率增大[9]。抗寒性好的植物植物细胞膜透性变化小，并且当威胁消失时能恢复，抗寒性比较弱的植物细胞膜透性变化不大，不易恢复，长期下去导致植物死亡。这种变化明显的出现在外部形态变化之前，因而可以作为抗寒性的生理指标。本研究中不同的低温处理时间对4种宿根花卉的电解质透出率均有明显的变化，并随着胁迫时间的延长，膜透性逐渐升高。其中，肥皂草和佛甲草的相对电导率先增加至41%后下降至35%，可能是在受到寒冷胁迫的时候，体内产生抗寒机制，细胞膜结构发生改变，导致相对电导率又出现下降趋势。

可溶性蛋白含量的变化和植物自身的抗寒能力有着重要的联系，一方面表现在蛋白质的含量随着抗寒能力提高而增加，另一方面表现在抗寒性强的品种可溶性蛋白质含量较高。研究发现，松果菊的可溶性蛋白含量最高，推断4种宿根花卉中松果菊的抗寒性最佳。而佛甲草的可溶性蛋白含量是4种宿根花卉中最低的。

植物在逆境下遭受伤害，往往发生膜脂过氧化作用，丙二醛是膜脂化最终的分解产物，其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度。丙二醛含量高，说明植物受冻害的程度越高，生物膜被氧化的程度越大，抗寒能力越差；丙二醛含量低，说明植物受冻害程度低，抵抗寒冷的能力强。丙二醛含量与植物的抗寒性呈负相关，如果某植物的丙二醛含量在低温时剧增说明抗寒较差，反之抗寒性就强。结果发现，大滨菊低温胁迫后丙二醛含量最高，推断大滨菊抗寒性在4种宿根花卉中最弱，并且与电导率、可溶性蛋白得出的结果相一致。低温胁迫12 h后，4种宿根花卉均出现丙二醛降低的趋势，这一结果与陈曦等[1]的研究结果一致，说明宿根花卉低温处理前期呼吸作用增强，过氧化物酶活性增强，对过氧化有一定抑制作用，出现丙二醛含量下降的现象。随着低温胁迫时间的增加，过氧化物酶受到抑制，质膜受伤害逐渐增加，丙二醛含量又有所增加。

6 结论

试验结果基本可以反映4种宿根花卉抗寒性，综合比较各项宿根花卉的生理指标基本比较出4种宿根花卉的抗寒能力，由强到弱的排列顺序依次为松果菊＞肥皂草＞佛甲草＞大滨菊。