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第11期 第61卷第11期 2022年6月 湖北农业科学 Hubei Agricultural Sciences Vol 61 No 11 Jun 2022 张小会 程 琳 温度对仙客来生理生化指标及生长特性的影响 J 湖北农业科学 2022 61 11 97 100 106 收稿日期 2021 05 31 基金项目 陕西省科学技术研究发展计划项目 2014K01 09 02 作者简介 张小会 1970 女 陕西咸阳人 高级农艺师 硕士 主要从事花卉新品种引进 选育及栽培技术的研究工作 电话 13572771710 电子信箱 xiaohui354803 近年来 花卉产业飞速发展 对增加农民收入 优化农业种植结构 促进农村经济增长方式转变起 到了积极的推动作用 仙客来 Cyclamen persi cum Mill 花色艳丽 花型独特 观赏期长 叶片美观 大方 深受人们喜爱 1 其盛花期正值圣诞节 元 旦 春节三大节日 深受消费者青睐 为经久不衰的 年销盆花 具有很高的经济价值 仙客来性喜冷凉 在北方种植较多且成本较低 目前 陕西省咸阳市 温度对仙客来生理生化指标及生长特性的影响 张小会 程 琳 咸阳市农业科学研究院 陕西咸阳 712034 摘要 以9种仙客来 Cyclamen persicum Mill 幼苗为试验材料 分析了温度对幼苗生理生化指标和生长 特性的影响 研究了不同品种仙客来植株的耐高温性 并尝试通过引入外源抗氧化剂来提升幼苗的耐热 性 结果表明 仙客来幼苗在短时间内有一定的忍耐高温能力 幼苗叶片厚度 叶片数量等均可作为其 耐热性研究的形态指标 同时 叶片细胞膜透性 超氧阴离子和丙二醛含量与温度显著相关 高温胁迫 会导致仙客来幼苗膜脂过氧化加剧 细胞膜受损光合作用下降 其中 荷兰品种的耐热性最差 日本和 法国品种的耐热性较强 施加抗氧化物质能够缓解植株的高温伤害 其中以100 mg L半胱氨酸的处理效 果最佳 研究结果能为仙客来的耐热鉴定提供更科学的依据 关键词 仙客来 Cyclamen persicum Mill 生理生化指标 耐热性 生长特性 抗氧化剂 中图分类号 S682 2 62 文献标识码 A 文章编号 0439 8114 2022 11 0097 04 DOI 10 14088 ki issn0439 8114 2022 11 019 开放科学 资源服务 标识码 OSID The influence of temperature on the physiological and biochemical indexes and growth characteristics of cyclamen ZHANG Xiao hui CHENG Lin Xianyang Academy of Agricultural Sciences Xianyang 712034 Shaanxi China Abstract Using nine kinds of cyclamen Cyclamen persicum Mill seedlings as test materials the influence of temperature on the physiological and biochemical indexes and growth characteristics of seedlings was systematically analyzed the high temperature resis tance of different varieties of cyclamen plants were studied and an attempt was made to improve the high temperature resistance of seedlings by introducing exogenous antioxidants The results showed that cyclamen seedlings had a strong ability to tolerate high tem peratures in a short period of time The leaf thickness and number of the seedlings could be used as morphological indicators for the study of heat resistance at the same time the leaf cell membrane permeability superoxide anion and the content of malondialdehyde had a significant correlation with temperature High temperature stress would increase the membrane lipid peroxidation of cyclamen seedlings and damage the cell membrane and decrease photosynthesis Among them the Dutch varieties had the worst heat resistance and the Japanese and French varieties had stronger heat resistance the application of antioxidants could alleviate the high temperature damage to the plants and the 100 mg L cysteine treatment had the best effect The research results can provide a more scientific basis for the identification of heat resistance of cyclamen Key words cyclamen Cyclamen persicum Mill physiological and biochemical index heat resistance growth characteristics anti oxidant 湖 北 农 业 科 学 2022年 种植量较少 以陕西馨盛花卉苗木有限公司为代表 的生产大户带动了当地种植小农户的发展 由于商 家不断竞争 价格虽不断下跌 但销售量却在不断上 升 这说明仙客来越来越大众化 越来越被人们所接 受 2 由于仙客来耐热性低 抗病性差给生产者带来 很大风险 栽培过程中极易受到高温胁迫导致植株 抗病性降低 花芽分化受阻 生长变缓 甚至叶片失 绿脱落 3 为此 仙客来生产者一直致力于抗逆新 品种的选育和栽培措施的研究 4 7 本研究以9种 仙客来幼苗为试验材料 分析了温度对幼苗生理生 化指标和生长特性的影响 并尝试通过引入外源抗 氧化剂来提升幼苗的耐热性 以期为仙客来的耐热 育种提供更为科学的依据 1 材料与方法 1 1 试验材料 供试材料 仙客来5个系列品种购自胖龙 北 京 园艺技术有限公司 包括9个大花品种 分别为 常规系列 常规品种香味仙客来 日本系列 日本亮 红 日本粉红 美国系列 美国橙红 美国紫色刷 纹 荷兰系列 荷兰大红 荷兰粉红 法国系列 法 国大红 法国粉红 营养液由硝酸钾 磷酸二氢钾 硝酸钙 2 1 2的比例配制而成 器材 卷尺 花盆 播种盘 烧杯 纱布 培养皿 人工培养箱 基质 腐叶 羊粪 蛭石 草炭 1 2 试验内容 试验在西北农林科技大学苗木繁育中心进行 试验对象为378株生长基本一致的仙客来植株 每 个品种42株 将仙客来植株置于人工气候箱中 在 10 15 20 25 30 35 40 共计7种温度下进行处 理 基质持水量不低于35 白天空气湿度70 夜 晚空气湿度65 光照度25 000 35 000 lx 每个处 理选取21株 测其相关生理生化指标 植株置于标 本园温室内缓苗 管理20 d后 每个处理选取21株 测其冠幅 叶片数 株高等指标 随机选取形态相对 一致的9种仙客来成熟功能叶片 对叶片组织结构 进行显微观察 此外 每个品种选取15片叶片浸入 培养皿 置于人工气候箱 40 持续培养6 h 并测其 叶片的相对膜透性 选取6 苄基腺嘌呤 6 BA 苯甲酸钠 NaA 半胱氨酸 Cys 抗坏血酸 AsA 4种外源抗氧化剂研究其对仙客来耐高温性的影 响 每种试剂浓度分别设置为1 10 100 mg L 1 3 测定方法 仙客来形态指标包括叶片数量 叶面积 株高 冠幅等 叶片数量以成熟叶片数为准 叶面积为同 一植株叶片的平均叶面积 株高以植株最顶端到球 茎顶端为准 冠幅以不同方向冠幅平均值为准 称 取0 3 g叶片样品于胶卷盒中并加入10 mL丙酮和 10 mL乙醇 混合均匀避光保存24 h后计算叶绿素 含量 超氧阴离子含量通过羟胺氧化法进行测定 膜透性采用电导法进行测定 叶片蛋白质含量通过 考马斯亮蓝G 250染色法进行测定 本研究指标均 以鲜重计 2 结果与分析 2 1 温度对仙客来幼苗生理生化指标的影响 不同温度处理下仙客来幼苗叶绿素和丙二醛含 量的变化趋势如图1所示 从图1可以看出 温度对 仙客来幼苗叶片中叶绿素和丙二醛含量的影响呈相 反的趋势 丙二醛代表膜损伤程度的大小 随温度 的升高 丙二醛含量先降低后增加 温度为35 与 40 时丙二醛含量高于20 在低温与高温条件 下 丙二醛含量均出现了上升趋势 说明环境温度高 于30 或者低于15 时会对植株造成胁迫效应 温度为20 时叶片中叶绿素含量最高 温度在20 30 时 叶绿素含量变化较小 40 时叶绿素含量 比20 时低28 9 图1 温度对仙客来叶片丙二醛和叶绿素含量的影响 温度对仙客来幼苗叶片相对膜透性和超氧阴 离子 O 2 的影响如图 2 所示 从图2可以看出 10 30 范围内仙客来叶片的相对膜透性和O 2 含 量变化并不大 当温度超过35 时 随温度的升高 相对膜透性和O 2 含量不断增大 仙客来叶片O 2 含量随温度的变化反应灵敏 膜伤害与逆境胁迫密 切相关 膜透性增大会导致叶片内部电解质渗透差 增加 不利于幼苗的生长 2 2 温度对仙客来幼苗生长特性的影响 温度对仙客来幼苗冠幅和平均叶面积的影响如 图3所示 从图3可以看出 10 30 范围内 随温 度的升高仙客来幼苗冠幅缓慢增大 温度高于30 98 第11期 后冠幅急剧减小 与20 处理相比 经10 35 40 处理后幼苗的冠幅分别降低了3 91 12 38 和 52 77 表明幼苗在10 35 范围内有一定的耐温 能力 而40 高温胁迫使得幼苗的生长发育受到较 大影响 与20 处理相比 经10 15 40 处理后 幼苗平均叶面积降低5 03 11 32 和52 83 表 明高温胁迫后仙客来叶片生长受阻 不利于植株的 正常生长 图3 温度对仙客来幼苗冠幅和平均叶面积的影响 温度对仙客来幼苗株高和叶片数量的影响如图4 所示 从图4可以看出 仙客来幼苗株高和叶片数 量与温度有一定相关性 10 30 随温度升高幼苗 株高和叶片数量逐渐增加 30 时达到最大值 继 续升高温度株高和叶片数量均大幅降低 其中 与 20 处理相比 经10 15 40 处理后的幼苗株高有 较大差异 表明极低和极高温度会导致叶片受损 不利于幼苗的生长 从试验结果也可看出 经40 处理后的仙客来大部分幼苗叶片枯黄和萎蔫脱落 植株生长极为缓慢 缓苗后仅剩2 3片新叶 2 3 不同品种仙客来的耐热性分析 不同品种仙客来5 8月的死亡率如图5所示 从图5可以看出 越夏过程中高温导致仙客来抗病 能力降低 生长势减弱 不同品种对高温的适应性存 在较大差异 其中 香味仙客来 美国橙红 美橙 及 荷兰大红 荷大 的耐热性很差 死亡率均超过了 40 而美国紫色刷纹 美紫 日本亮红 日亮 日 本粉红 日粉 法国粉红 法粉 和法国大红 法大 的死亡率为12 67 36 03 总体上看 香味仙客 来的耐高温性最差 荷兰品种耐高温性较差 日本和 法国仙客来品种表现良好 美国紫色刷纹的耐热性 最强 高温胁迫后不同品种仙客来幼苗的叶片细胞 膜透性差异较大 其中 美国紫色刷纹 日本粉红 荷 兰粉红 日本亮红 法国粉红以及法国大红的叶片相 对膜透性均低于50 同一系列间叶片的膜透性也 存在较大差异 美国橙红的远高于美国紫色刷纹 而 荷兰大红远高于荷兰粉红 达74 4 耐高温性较 差 图5 高温处理下不同品种仙客来叶片相对膜透性和死亡率 不同品种仙客来叶片的厚度统计结果如表1所 示 从表1可以看出 仙客来叶片厚度普遍在400 600 m 仙客来叶片近似扁圆形 无角质层 下表 皮细胞气腔较大 排列紧密 上表皮细胞连接紧密 且外壁平整 香味仙客来 美国橙红 荷兰大红的 上 下表皮厚度明显低于其他品种 各品种的耐高 温性与栽培实践的试验结果基本一致 表明叶片厚 度可以作为鉴定仙客来耐高温性的重要依据 不同品种仙客来叶肉组织结构参数统计结果如 表2所示 从表2可以看出 各品种仙客来叶肉组织 有较大差异 栅栏组织平均厚度在148 50 217 80 m 海绵组织平均厚度在178 20 366 30 m 耐高温性 图4 温度对仙客来幼苗株高和叶片数量的影响 张小会等 温度对仙客来生理生化指标及生长特性的影响 图2 温度对仙客来幼苗相对膜透性和超氧阴离子的影响 99 湖 北 农 业 科 学 2022年 与栅栏组织的数量和厚度没有明显的相关性 紧密 的栅栏组织有利于提高仙客来的光合效率 叶片组 织结构紧密度为25 54 41 48 叶片组织结构疏 松度为27 32 63 26 与仙客来耐高温性的相关 性并不明显 表明叶片组织疏松度和紧密度 栅栏 组织厚度和层数仅能作为仙客来耐高温性的参考指 标 表1 不同品种仙客来叶片厚度统计结果 单位 m 仙客来品种 香味仙客来 美国橙红 美国紫色刷纹 荷兰粉红 荷兰大红 日本亮红 日本粉红 法国粉红 法国大红 上表皮厚 37 92 2 2 31 38 2 5 47 03 2 0 50 29 1 8 44 55 1 2 51 98 1 9 51 18 1 7 48 71 2 0 51 18 1 1 下表皮厚 24 55 1 2 22 28 1 6 14 06 0 9 24 75 2 8 17 33 1 2 21 48 0 9 23 07 3 0 20 59 2 1 22 28 1 3 叶片厚度 518 07 20 3 521 31 10 3 554 40 13 5 569 25 15 6 425 70 25 5 594 00 40 3 574 20 12 6 564 30 20 6 517 77 18 6 表2 不同品种仙客来叶肉组织结构参数统计 仙客来 品种 香味 美国橙红 美国紫色刷纹 荷兰粉红 荷兰大红 日本亮红 日本粉红 法国粉红 法国大红 栅栏组织 平均厚 度 m 191 37 168 30 198 00 217 80 178 20 184 14 148 50 171 27 188 10 海绵组织 平均厚 度 m 277 20 300 27 306 90 277 20 178 20 297 00 366 30 267 30 200 97 叶片组织 结构紧密 度 37 03 32 08 35 34 37 92 41 48 30 99 25 54 30 59 35 94 叶片组织 结构疏松 度 52 67 27 32 55 04 48 21 41 48 50 19 63 26 47 22 38 51 栅栏 组织 层数 3 4 3 2 3 3 4 3 4 4 5 3 4 2 3 4 5 2 4 外源抗氧化剂对仙客来耐热性的影响 高温 40 胁迫时间对仙客来叶片叶绿素和 蛋白质含量的影响如图6所示 从图6可以看出 叶 片蛋白质含量随着高温胁迫时间的延长持续降低 整体表现为前期缓慢降低后期迅速降低 其中40 下处理0 6 h内差异不明显 高温处理时间大于6 h 后 叶片蛋白质含量急速降低 而高温胁迫时间对 幼苗叶片叶绿素含量的影响不太明显 但对比叶片 外观形态发现叶片失水萎蔫的程度随高温处理时间 的延长而不断加重 处理结束后缓苗2 3 d观察到 高温处理时间超过6 h后的植株叶片失绿变黄 出现 严重的失水萎蔫现象 表明在一定程度上仙客来幼 苗对40 存在忍耐能力 超过忍耐极限时间后植株 就会受到严重伤害 大量研究表明 保持仙客来叶片中的保护酶活 性能有效降低高温对细胞膜的伤害 6 7 在正常条 件下 植物体中活性氧的产生和清除是动态平衡的 高温胁迫下活性氧浓度上升 在一定程度上会破坏 细胞膜结构并增加植株自身保护酶的含量 当高温 持续很长时间时 活性氧破坏了细胞中保护酶的产 生途径 导致保护酶含量降低 外源抗氧化剂能够 消除植物体中的活性氧 对保护酶有一定的保护作 用 高温 40 状态下外源抗氧化剂对叶片超氧 化物歧化酶 SOD 活性的影响如图7所示 其中常 温组的温度为20 高温组的温度为40 两组分 别作为对照 用等量的去离子水代替外源抗氧化 剂 从图7可以看出 40 处理后高温组叶片SOD 活性低于常温组 表明高温胁迫会严重抑制仙客来 叶片中蛋白质的合成 SOD活性降低 外源抗氧化 剂处理后叶片SOD活性较高温对照组均明显提升 6 BA和SBN 3种浓度下的SOD活性差异不大 AsA 和Cys的浓度为100 mg L时叶片中SOD活性与高温 对照组相比提升较为明显 表明抗氧化剂能够明显 提高叶片中蛋白质的含量 有效提升仙客来的耐高 温能力 图7 外源抗氧化剂对仙客来叶片超氧化物歧化酶 SOD 活性的影响 3 小结 本研究以9种仙客来幼苗为试验材料 分析了 下转第106页 图6 高温胁迫时间对仙客来叶片蛋白质和 叶绿素含量的影响 100 湖 北 农 业 科 学 2022年 4 宋 苏 颂 本草图经 M 尚志钧 辑校 合肥 安徽科学技术 出版社 1994 5 宋 唐慎微 证类本草 M 宋 曹孝忠 校 寇宗墹 衍义 上 海 上海古籍出版社 1991 6 元 李 杲 食物本草 M 明 李时珍 参订 明 姚可成 补 辑 郑金生 等校点 北京 中国医药科技出版社 1990 7 明 刘文泰 等纂修 本草品汇精要校注研究本 M 曹 晖 校 注 北京 华夏出版社 2004 8 明 李时珍 本草纲目第2卷 M 长春 吉林大学出版社 2009 9 清 周士祢 婴儿论 M 陈熠编选 上海 上海科学技术出版 社 1990 10 清 何克谏 生草药性备要 M 广州 广东科学技术出版社 2009 11 清 吴其浚 植物名实图考校注 M 郑州 河南科学技术出版 社 2015 12 赵思兢 张俊荣 火炭母与赤地利辨异 J 广州中医学院学报 1984 2 48 49 13 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