馬錦林，張日清，葉 航 ，何小燕

（1.中南林業(yè)科技大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2.廣西林業(yè)科學(xué)研究院，廣西 南寧 530002）

油茶Camelliaspp.原產(chǎn)和主栽于中國(guó)，是山茶屬植物中種子含油率較高，且有一定栽培經(jīng)營(yíng)面積的樹(shù)種的統(tǒng)稱(chēng)，為世界四大木本油料植物之一。其主要產(chǎn)品茶油，不飽和脂肪酸含量超過(guò)80%，有“東方橄欖油”的美譽(yù)[1-4]。目前，已發(fā)現(xiàn)的山茶屬植物共有238個(gè)種，種子含油率較高的有50多個(gè)，香花油茶C. osmanthaYe CX,Ma JL et Ye H為2012年在南寧發(fā)現(xiàn)的油茶新物種，不僅果量多、出籽率高、早熟，且樹(shù)型美觀、花帶香氣，可同時(shí)作為油料作物樹(shù)種和觀賞樹(shù)種[5]。南寧地處北回歸線以南，屬于油茶栽培的南部邊緣地區(qū)，本文中通過(guò)電導(dǎo)率法結(jié)合Logistic方程對(duì)香花油茶的耐寒、耐熱性進(jìn)行研究，旨在為其它地區(qū)引種香花油茶提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用香花油茶植株于2007年定植于廣西南寧，2012年1月測(cè)定林分平均株高3.54 m，生長(zhǎng)健壯。定植地點(diǎn)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，極端最低溫、最高溫分別為-2.1 ℃和40.4 ℃，1月平均溫度為11.8 ℃，7、8月平均溫度為28.2 ℃。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 耐寒性研究

2012年1月在廣西南寧進(jìn)行試驗(yàn)，選取香花油茶成熟葉片，洗凈后避開(kāi)主脈和邊緣剪成0.5 cm2的小葉片，稱(chēng)量0.5 g放入系有重物的乳膠指套中，密封后分別放入0、-2、-4、-6、-8、-10、-12、-14和-16 ℃的低溫酒精中處理1 h。使用Yamato公司生產(chǎn)的BD-26制冷機(jī)對(duì)酒精進(jìn)行制冷，溫度變化在0.5 ℃內(nèi)。將低溫處理后的葉片取出，放入試管中，加入25 mL去離子水后在干燥器中用真空泵抽氣8 min，使葉片下沉于水中。將試管取出后在25 ℃室溫下放置2 h，期間不斷晃動(dòng)試管，用HI-9033型電導(dǎo)率儀測(cè)定低溫處理后的葉片電導(dǎo)率值R（μs/cm2）。之后在100 ℃沸水浴中放置15 min，取出冷卻后在室溫下測(cè)定組織被殺死后的電導(dǎo)率值R0，每組試驗(yàn)重復(fù)3次。以25 ℃室溫下植物葉片的電導(dǎo)率作為對(duì)照（CK）[6-7]。

1.2.2 耐熱性研究

2012年6月在廣西南寧進(jìn)行試驗(yàn)，按上述方法剪成0.5 cm2的小葉片后放入試管中，加入25 mL去離子水后在干燥器中用真空泵抽氣8 min。將試管取出，分別在30、35、40、45、50、55、60、65和70 ℃的水浴中放置20 min，取出后在室溫下冷卻2 h，期間不斷晃動(dòng)試管，用HI-9033型電導(dǎo)率儀測(cè)定電導(dǎo)率值R（μs/cm）。之后在100 ℃沸水浴中放置15 min，取出冷卻后在室溫下測(cè)定組織被殺死后的電導(dǎo)率值R0，每組試驗(yàn)重復(fù)3次。同樣以25 ℃室溫下植物葉片的電導(dǎo)率作為對(duì)照（CK）[6,8]。

相對(duì)電解質(zhì)滲出率即細(xì)胞傷害率的計(jì)算參照張憲政[6]等的方法：

細(xì)胞傷害率＝(R－RCK)/(R0－RCK)×100%。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

用SPSS 17.0擬合處理溫度與細(xì)胞傷害率的Logistic方程。Logistic回歸方程表達(dá)式為：y＝k／(1＋ae-bx)。方程中，y為細(xì)胞傷害率，x為處理溫度；a、b、k為方程參數(shù)。通過(guò)回歸分析，確定方程的拐點(diǎn)溫度（LT50）即油茶的低溫和高溫半致死溫度[7-8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫和高溫脅迫對(duì)香花油茶葉片細(xì)胞傷害率的影響

植物細(xì)胞膜具有調(diào)節(jié)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞、維持細(xì)胞穩(wěn)定的作用，是細(xì)胞的重要屏障。低溫和高溫等逆境條件影響并破壞細(xì)胞膜體系后，膜透性將會(huì)增大，從而促進(jìn)了電解質(zhì)的滲出。隨著細(xì)胞電解質(zhì)滲出的增多，電導(dǎo)率增大，通過(guò)測(cè)定低溫和高溫逆境條件下的電導(dǎo)率可對(duì)植物的耐寒耐熱性進(jìn)行評(píng)價(jià)[7-9]。

不同低溫處理對(duì)油茶葉片細(xì)胞傷害率的影響如圖1所示。在0～-16 ℃范圍內(nèi)，香花油茶葉片細(xì)胞傷害率隨溫度的降低而升高，細(xì)胞傷害率與處理溫度之間均呈典型“S”型曲線。當(dāng)溫度高于-6 ℃時(shí)，細(xì)胞傷害率增長(zhǎng)緩慢，但在-6～-12 ℃時(shí)，細(xì)胞傷害率隨溫度降低急劇上升，隨后細(xì)胞傷害率隨溫度降低緩慢增長(zhǎng)。不同高溫處理對(duì)葉片細(xì)胞傷害率的影響也呈現(xiàn)典型“S”型曲線（如圖2所示），當(dāng)溫度低于45 ℃時(shí)，葉片細(xì)胞傷害率隨溫度上升緩慢增長(zhǎng)，但在45～60 ℃之間增長(zhǎng)迅速，隨后細(xì)胞傷害率隨溫度降低緩慢增長(zhǎng)。在-6～-14 ℃、45～60 ℃時(shí)細(xì)胞傷害率迅速上升的過(guò)程表明在此溫度范圍葉片受低溫和高溫的傷害最敏感，并可初步判斷香花油茶葉片膜系統(tǒng)不可逆破壞的低溫和高溫臨界溫度分別在-6～-12 ℃和45～60 ℃之間。

圖1 低溫下香花油茶葉片細(xì)胞傷害率Fig.1 Rate of leaf cell injury in C. osmantha under low temperature

2.2 香花油茶Logistic方程參數(shù)及低溫和高溫半致死溫度的確定

用SPSS 17.0軟件對(duì)不同溫度處理后的相對(duì)電解質(zhì)滲出率進(jìn)行非線性回歸分析，將結(jié)果進(jìn)行Logistic方程擬合，得出方程各參數(shù)。令方程的二階導(dǎo)數(shù)等于零，得到的曲線拐點(diǎn)t＝ (lna)/b即為半致死溫度LT50，拐點(diǎn)傷害率W＝k/2，最大細(xì)胞傷害增長(zhǎng)率為bW/2。方程各參數(shù)見(jiàn)表1。

圖2 高溫下香花油茶葉片細(xì)胞傷害率Fig.2 Rate of leaf cell injury in C. osmantha under high temperature

由表1可知，香花油茶低溫和高溫半致死溫度范圍均在處理范圍內(nèi)，且Logistic方程擬合的相關(guān)系數(shù)均在0.95以上，方程擬合度達(dá)顯著水平。香花油茶的低溫半致死溫度為-8.2 ℃，低于定植點(diǎn)南寧的極端低溫-2.1 ℃，高溫半致死溫度為51.4 ℃，高于南寧的極端高溫40.4 ℃，表明香花油茶在南寧不易受到低溫和高溫的影響。香花油茶低溫和高溫最大細(xì)胞傷害增長(zhǎng)率分別為8.839%和6.614%，說(shuō)明在低溫下葉片膜系統(tǒng)不可逆破壞的臨界溫度下細(xì)胞傷害率增加的程度較為劇烈。

表1 香花油茶Logistic方程擬合參數(shù)及其增長(zhǎng)參數(shù)Table 1 Fitted parameters and increment parameters of C. osmantha Logistic equation

3 結(jié)論與討論

植物對(duì)不良環(huán)境的耐受性是決定其引種栽培成功與否的關(guān)鍵因素之一[10]，而對(duì)不良環(huán)境的抵抗能力因物種和生境條件而異。在實(shí)際的鑒定中，根據(jù)不同的植物材料，量化的指標(biāo)也有所不同，如有用發(fā)芽率來(lái)表明種子對(duì)逆境的耐受性[11]，細(xì)胞懸浮液用蛋白質(zhì)的含量來(lái)測(cè)定[12]，有的則用目測(cè)的方法來(lái)統(tǒng)計(jì)調(diào)查植株在逆境條件下的存活率[13]。植物對(duì)低、高溫的適應(yīng)性與膜系統(tǒng)的穩(wěn)定性密切相關(guān)，低于低溫處理下的“S”型曲線拐點(diǎn)溫度以及高于高溫處理下的“S”型曲線拐點(diǎn)溫度時(shí)，細(xì)胞的膜脂組分、膜結(jié)構(gòu)、膜透性以及膜保護(hù)酶系統(tǒng)都會(huì)發(fā)生變化，均會(huì)引起質(zhì)膜結(jié)構(gòu)不可逆的破壞[14]，因此，通過(guò)電導(dǎo)率法測(cè)定細(xì)胞電解質(zhì)的外滲率?？煞从持参镌谀婢硹l件下受傷害的程度以及對(duì)低、高溫的耐受性。目前，利用電導(dǎo)率法研究植物對(duì)逆境的耐受性已在紅豆杉[10]、李[15]、蘋(píng)果[16]、甜櫻桃[17]、桉樹(shù)[18]、銀杏[19]、月季[20]等樹(shù)種廣泛應(yīng)用，對(duì)油茶的高溫適應(yīng)性也有相關(guān)報(bào)道，但有關(guān)油茶耐寒性的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。

2011年7月測(cè)定的普通油茶岑軟系列的4個(gè)無(wú)性系均在53 ℃以上[8]，而本文中測(cè)定香花油茶的高溫半致死溫度為51.4 ℃，但植物對(duì)低溫和高溫的耐受性易受環(huán)境的誘導(dǎo)而增強(qiáng)[21]，本文中測(cè)定香花油茶高溫半致死溫度為6月，而南寧最高溫出現(xiàn)在7、8月，因此試驗(yàn)數(shù)據(jù)并不能說(shuō)明香花油茶對(duì)高溫的耐性比普通油茶差。測(cè)定低溫半致死溫度為-8.9 ℃，可以為香花油茶向北引種提供理論依據(jù)。由于植物的生長(zhǎng)與水分、土壤等生態(tài)環(huán)境息息相關(guān)，單一的溫度處理不能完全反映植物的適應(yīng)性，進(jìn)行引種還有待于結(jié)合引種試驗(yàn)進(jìn)一步進(jìn)行適應(yīng)性研究。

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