李吉濤， 謝偉玲， 柴勝豐， 唐健民， 韋 霄

( 廣西壯族自治區(qū)中國科學(xué)院 廣西植物研究所, 廣西 桂林 541006 )

五種金花茶組植物的耐寒性比較研究

李吉濤， 謝偉玲， 柴勝豐， 唐健民， 韋 霄*

( 廣西壯族自治區(qū)中國科學(xué)院 廣西植物研究所, 廣西 桂林 541006 )

金花茶組植物是世界珍稀、瀕危的觀賞植物，具有極高的觀賞價值和藥用價值。為了比較金花茶組植物的耐寒性, 以五種金花茶組植物為材料，采用人工模擬低溫環(huán)境的方法對其2年生葉片進行低溫脅迫處理，應(yīng)用電導(dǎo)法研究五種金花茶種質(zhì)在20 ℃(常溫對照)、 8 ℃、-2 ℃、-7 ℃、-12 ℃、-17 ℃、-22 ℃和-27 ℃低溫下相對電導(dǎo)率的變化，配合Logistic方程，測定其低溫半致死溫度(LT50)，以及葉片中游離脯氨酸、可溶性糖和丙二醛的含量。結(jié)果表明：五種金花茶的低溫半致死溫度(LT50)范圍為-14.58～-12.74 ℃，其中金花茶為-14.58 ℃、龍州金花茶為-14.27 ℃、檸檬黃金花茶為-13.44 ℃、直脈金花茶為-13.09 ℃、東興金花茶-12.74 ℃。低溫半致死溫度能反映金花茶種質(zhì)的耐寒性，金花茶和龍州金花茶耐寒性強，其次為檸檬黃金花茶和直脈金花茶，東興金花茶耐寒性較弱。在降溫過程中，五種金花茶葉片相對電導(dǎo)率隨溫度降低呈S型上升，與溫度呈負相關(guān)；脯氨酸、可溶性糖和丙二醛含量均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。同一低溫條件下，半致死溫度低的金花茶脯氨酸和可溶性糖的含量更高，而丙二醛含量更低。該研究結(jié)果為金花茶組植物耐寒種質(zhì)選育提供了科學(xué)依據(jù)，為人工種植金花茶提供了技術(shù)支持。

金花茶組， 相對電導(dǎo)率， 半致死溫度， 耐寒性

金花茶組植物為山茶科(Theaceae)山茶屬(Camellia)常綠灌木或小喬木，是世界珍稀的觀賞植物與種質(zhì)資源，是山茶花中唯一具有金黃色花的類群，被譽為“世界珍品、茶族皇后”，亦是培育黃色系山茶新品種的珍貴材料，具有極高的觀賞價值和科研價值。其中金花茶已列入國家一級保護植物和國際生物多樣性公約附屬II物種(傅立國，1992；梁盛業(yè)，1993)。目前，對于金花茶組植物逆境生理，研究發(fā)現(xiàn)干旱脅迫影響金花茶幼苗光合生理特性、抗氧化能力及滲透物質(zhì)含量(柴勝豐等，2015；鄧旭等，2012)。李辛雷等(2006)的研究表明，顯脈金花茶、金花茶、貴州金花茶、長柱金花茶和直脈金花茶等5個物種屬于中度熱敏感性物種。趙世偉(1995)進行了金花茶組植物的引種北移試驗，探討了金花茶組植物對低溫脅迫的反應(yīng)及抗寒性鑒定。吳洪明(2004)通過電導(dǎo)法測定從金花茶(C.nitidissima)中選育的品種(‘金農(nóng)推’‘金防城’‘金壇洛’‘金皇后’)、小花金花茶(C.micrantha)和從弄崗金花茶(C.grandis)中選出的‘金隴瑞’低溫條件下葉片的電解質(zhì)滲出率并初步分析了葉片受凍臨界低溫范圍。大部分金花茶組植物的花期比較長，一般是11月至翌年3月，期間恰逢“春節(jié)黃金周”?；ㄆ谌粼庥觥暗勾汉钡鹊蜏靥鞖?，勢必影響其觀賞價值。因此，開展金花茶抗寒種質(zhì)資源評價，對其抗寒性進行評價，探討其抗寒脅迫生理，篩選出耐寒性強的金花茶種質(zhì)，對于保護金花茶種質(zhì)資源、擴大其引種范圍、促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展均具有重要意義。

遭受低溫脅迫后，植物細胞膜的透性增加，胞內(nèi)電解質(zhì)外滲，致使電導(dǎo)率增大。電導(dǎo)率大小與細胞受傷害程度呈正相關(guān)。電導(dǎo)率越高，說明植物細胞膜受到的傷害越大，植株的抗寒性越弱(Lyons & Raison，1970)。電解質(zhì)滲出率法是植物抗寒性鑒定中常用且比較可靠的一種方法(Liu et al，2012)，其結(jié)果與物種的田間冷害癥狀等基本相符，常被用來作為植物抗寒性鑒定的理化指標(biāo)(李剛等，2007；許瑛和陳發(fā)棣，2008；王冠群等，2014；王瑋等，2015；趙昌瓊等，2003)。茶梅、佛手、錦帶花、蘋果、葡萄等園藝植物的耐寒性評價均采用電解質(zhì)外滲法(徐康等，2005；郭衛(wèi)東等，2009；王玲等，2012；時朝等，2013；何偉等，2014)。本研究以五種金花茶種質(zhì)為實驗材料，測定人工模擬低溫脅迫下的相對電導(dǎo)率和相關(guān)生理指標(biāo)，分析其耐寒性差異，以期為金花茶組植物耐寒種質(zhì)的選育提供實驗依據(jù)，為熱帶起源的金花茶組植物的北移、防寒栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料及低溫處理

金花茶組植物種類為金花茶(Camellianitidissima)、龍州金花茶(C.longzhouensis)、檸檬黃金花茶(C.limonia)、直脈金花茶(C.multipetala)和東興金花茶(C.tunghinensis)，選取生長勢基本一致的健康植株的兩年生枝條的中部葉片，采摘后立即裝入自封袋，速帶回實驗室。分別用自來水、蒸餾水沖洗，用吸水紙吸干水分。將每種葉片分成8份，置于密封的自封袋中，放入低溫培養(yǎng)箱中進行低溫處理。根據(jù)金花茶種質(zhì)圃所在地桂林雁山的年均溫度(約20 ℃)、絕對低溫(-6 ℃)及油茶、山茶的低溫半致死溫度(王永紅等，2006；韋霄等，2007；曾雯君等，2013)，試驗設(shè)置7個處理溫度，分別為8 ℃、-2 ℃、-7 ℃、-12 ℃、-17 ℃、-22 ℃和-27 ℃，以室溫(20 ℃)為對照。參考王冠群等(2014)的低溫處理程序并做適當(dāng)調(diào)整，當(dāng)?shù)蜏嘏囵B(yǎng)箱為8 ℃時，將材料放入緩慢降溫，降溫速度為10 ℃·h-1，降至目標(biāo)溫度后維持3 h。材料取出后，分析測定電解質(zhì)滲出率，并進行脯氨酸、可溶性糖、丙二醛等生理指標(biāo)分析及鑒定。實驗重復(fù)3次。

1.2 葉片電解質(zhì)滲出率的測定

將對照和處理組葉片拿出后，避開主脈和邊緣，將葉片剪碎，準(zhǔn)確稱量1.0 g放入試管中，加入20 mL去離子水，室溫震蕩浸提6 h后靜置待測。先用DDS-11A型電導(dǎo)儀測定浸提液的電導(dǎo)率R1，代表低溫處理后的葉片電解質(zhì)的外滲值。再將盛有浸提液的試管置于滅菌鍋中，121 ℃處理10 min，冷卻后靜置6 h，測定所有細胞被破壞后浸提液的電導(dǎo)率R2，代表細胞電解質(zhì)的總含量。最后用去離子水的電導(dǎo)率RCK作為對照，計算相對電導(dǎo)率(REC)= [(R1-RCK) /(R2-RCK)] × 100%。將電解質(zhì)滲出率配以Logistic回歸方程y=K/(1+ae-bx)求得拐點溫度即半致死溫度(LT50)。式中，y為相對電導(dǎo)率，x為處理溫度，a、b是方程參數(shù)，K是相對電導(dǎo)率飽和值。計算方法參照莫惠棟 (1983)和劉世紅等(2011)的方法。

1.3 抗寒生理指標(biāo)的測定

游離脯氨酸(Pro)、可溶性糖及丙二醛(MDA)含量測定參考李合生(2000)的方法，每個指標(biāo)平行測定3次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計分析，用LSD法檢驗不同處理間是否具有顯著性差異，每個處理重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫對葉片細胞相對電導(dǎo)率的影響

從圖1可以看出，在經(jīng)一系列低溫處理后，五種金花茶種質(zhì)葉片的相對電導(dǎo)率總體變化趨勢均隨處理溫度的降低而逐漸升高，近似呈S型的單峰曲線分布。在降溫初期(8～-12 ℃)，5種葉片的相對電導(dǎo)率均表現(xiàn)出不同程度的升高，說明葉片細胞膜損傷加重，膜透性增加，但同一溫度不同金花茶葉片的REC差異不顯著，其原因是植物可能在一定程度上對低溫脅迫產(chǎn)生了防御反應(yīng)，使細胞膜得以修復(fù)，說明適時的低溫鍛煉能夠增強金花茶的抗寒性。隨著處理溫度降至-12～-17 ℃區(qū)間，相對電導(dǎo)率都超過了50%，說明此時離子滲透已經(jīng)相當(dāng)嚴重。當(dāng)溫度繼續(xù)下降至-22～-27 ℃區(qū)間，相對電導(dǎo)率變化又趨平緩，說明此時細胞膜已基本被破壞，電解質(zhì)大都滲透到細胞外。

2.2 金花茶低溫半致死溫度比較

相對電導(dǎo)率用Logistic方程進行擬合后，R2在0.97以上，說明擬合結(jié)果是十分可靠的。從表1可以看出，通過非線性回歸分析并結(jié)合Logistic方程擬合，得到的拐點溫度即為各金花茶種質(zhì)的低溫半致死溫度LT50。五種金花茶種質(zhì)的低溫半致死溫度分別為-14.58 ℃、-14.27 ℃、-13.44 ℃、-13.09℃和-12.74 ℃，分布范圍為-12.74～-14.58 ℃，均出現(xiàn)在其各自相對電導(dǎo)率驟升的溫度區(qū)域(-12～-17 ℃)內(nèi)。根據(jù)低溫半致死溫度的高低，得出五種金花茶種質(zhì)耐寒性由強到弱依次為金花茶 > 龍州金花茶 > 檸檬黃金花茶 > 直脈金花茶 > 東興金花茶。

2.3 低溫處理后五種金花茶葉片生理指標(biāo)的變化

五種金花茶葉片的游離脯氨酸含量變化差異較大，但總體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，達到峰值的溫度是-17 ℃，含量分別為79.71、78.33、74.04、73.90、70.41 ng·g-1FW；20 ℃和8 ℃時，不同金花茶葉片的脯氨酸含量發(fā)生變化，但是沒有達到顯著差異；當(dāng)處理溫度降到0 ℃以下，同一溫度下不同金花茶葉片的脯氨酸含量變化差異顯著(表2)，LT50低的金花茶脯氨酸含量高于LT50高的金花茶。

在低溫脅迫下，隨著處理溫度的下降，五種金花茶的可溶性糖含量均呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢，LT50低的金花茶葉片的可溶性糖的含量更高。當(dāng)溫度降到-17 ℃時，5種材料的可溶性糖含量均達到峰值，半致死溫度最低的金花茶可溶性糖含量為35.62 mg·g-1FW，半致死溫度最高的東興金花茶可溶性糖含量為28.99 mg·g-1FW。

在低溫脅迫范圍內(nèi)，五種金花茶葉片的MDA含量隨溫度的降低呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，達到峰值的溫度均為-17 ℃，但不同材料其MDA峰值含量不同，分別為58.02、59.10、73.24、74.00、82.61 nmol·g-1FW，LT50越低，MDA峰值越小(表2)。由此可知，低溫脅迫后，膜脂過氧化程度與LT50高低正相關(guān)，LT50低的材料膜脂過氧化程度較低。

3 討論與結(jié)論

低溫是熱帶、亞熱帶植物生長過程中遭遇的主要非生物限制因子之一(鄧仁菊等，2014)。本研究中，五種金花茶種質(zhì)葉片經(jīng)一系列低溫處理后相對電導(dǎo)率總體變化趨勢均隨處理溫度的降低而逐漸升高，近似呈S型的單峰曲線分布，這與朱根海等(1986)的研究結(jié)果一致。植物的抗寒能力的強弱并非單一因素所決定的，而是一個復(fù)雜的生理生化過程(Levitt et al, 1980)。經(jīng)過低溫鍛煉，許多植物的抗寒能力明顯增強，但抗寒力的增強幅度因植物種類而異。半致死溫度(LT50)是評價植物抗寒性強弱的一個重要且比較準(zhǔn)確的指標(biāo)(劉慧民等，2014)。本研究從金花茶LT50入手, 并結(jié)合生理生化指標(biāo)比較金花茶種質(zhì)的耐寒性，方法簡便且準(zhǔn)確性較高，可以作為耐寒金花茶種質(zhì)篩選的一個量化指標(biāo)；而低溫半致死溫度(LT50)也可作為金花茶低溫抗寒分子生物學(xué)研究的處理溫度。通過對收集的金花茶組植物資源進行耐寒性評價，篩選出適合向亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)北緣推廣種植的優(yōu)良種質(zhì)， 擴大引種范圍，有利于更好地保護金花茶組植物種質(zhì)資源。

圖 1 五種金花茶相對電導(dǎo)率隨溫度變化的Logistic曲線 A. 金花茶; B. 龍州金花茶; C. 檸檬黃金花茶; D. 直脈金花茶; E. 東興金花茶。Fig. 1 Logistic curve of relative electric conductivity to temperature of five species of Camellia sect. Chrysantha A. C. nitidissima; B. C. longzhouensis; C. C. limonia; D. C. multipetala; E. C. tunghinensis.

種名Species回歸方程Regressionequation半致死溫度Semi?lethaltemperature(℃)擬合度Fittingdegree金花茶CamellianitidissimaY=134．7943/(1+11．94235164e0．134x)-14．580．9837龍州金花茶C．longzhouensisY=129．1215/(1+11．84686804e0．141x)-14．270．9847檸檬黃金花茶C．limoniaY=122．1326/(1+10．93898833e0．151x)-13．440．9744直脈金花茶C．multipetalaY=103．7302/(1+28．52976512e0．25x)-13．090．9729東興金花茶C．tunghinensisY=112．8015/(1+12．1255923e0．178x)-12．740．9756

注： X表示所對應(yīng)的溫度 (℃)，Y表示相對電導(dǎo)率 (%)。

Note: X and Y indicate temperature (℃) and relative electric conductivity (REC, %), respectively.

表 2 不同低溫處理下五種金花茶葉片游離脯氨酸、可溶性糖及MDA含量的變化

注： 同列數(shù)據(jù)后標(biāo)注的不同小寫字母，表示在5%水平上不同種金花茶在同一溫度下差異顯著。

Note: The lower case after the figure in the same column indicate the same temperatures under different species had significant difference at 5% level.

脯氨酸與可溶性糖是植物細胞內(nèi)兩種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。當(dāng)遇到逆境脅迫時，植物體內(nèi)脯氨酸與可溶性糖的積累可以降低細胞滲透勢和保持細胞膜的穩(wěn)定性，從而減輕低溫脅迫對細胞的傷害(王忠, 2000；Mo et al, 2011)。本研究中，受低溫脅迫后，五種金花茶葉片的脯氨酸與可溶性糖含量隨著處理溫度的降低呈先上升后下降的趨勢。可能是由于細胞在低溫脅迫初期失水，同時胞內(nèi)的可溶性糖和游離脯氨酸的積累，促使細胞液的濃度增加和滲透勢降低，從而保持細胞質(zhì)膜的穩(wěn)定性。但當(dāng)溫度繼續(xù)下降到一定程度，細胞內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)遭到破壞，保護性酶活性喪失，導(dǎo)致可溶性糖和游離脯氨酸的合成減少，含量下降。但是在相同的脅迫溫度條件下，LT50低、耐寒性強的金花茶種質(zhì)合成滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的能力可能更強，積累較多的可溶性糖和游離脯氨酸，更有利于減輕低溫脅迫對植株的傷害。

MDA是膜脂過氧化的產(chǎn)物，可與細胞膜蛋白等結(jié)合，破壞細胞膜的穩(wěn)定性；還會造成細胞膜內(nèi)不飽和脂肪酸的過氧化，導(dǎo)致細胞膜破裂(龐金安等，2000)。MDA含量的變化可以反映低溫脅迫后植物細胞膜的過氧化程度。當(dāng)MDA大量增加時，表明植物細胞膜受到的破壞較嚴重(王樹剛等，2011)。本研究中，金花茶葉片內(nèi)MDA含量隨脅迫溫度降低而呈先上升后下降的趨勢，與岳海等(2010)在熱帶起源的經(jīng)濟植物澳洲堅果中的研究結(jié)果一致。隨著脅迫溫度的降低，葉片中MDA含量逐漸升高，表明細胞膜脂發(fā)生了過氧化；當(dāng)溫度繼續(xù)降低，MDA含量大幅上升達到峰值，膜脂過氧化加劇，葉片細胞受到嚴重傷害；之后MDA含量下降，但下降幅度不大，可能是可溶性糖、游離脯氨酸等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)降低了細胞膜脂不飽和脂肪酸的過氧化程度，減緩了MDA的合成，對葉片細胞的保護作用增強(王冠群等，2014)。

本研究結(jié)果表明，金花茶和龍州金花茶耐寒性最強，檸檬黃金花茶和直脈金花茶的耐寒性次之，東興金花茶的耐寒性最差。本研究是在模擬低溫條件下進行金花茶種質(zhì)耐寒性比較，但在實際生產(chǎn)中遭遇低溫脅迫時可能還會伴隨水分等脅迫，其生理變化會更復(fù)雜，相關(guān)研究仍需進一步深入。

CHAI SF, TANG JM, WANG ML, et al, 2015. Photosynthetic and physiological characteristics ofCamelliapetelotiiseedlings under drought stress [J]. Acta Bot Boreal-Occident Sin, 35(2): 322-328. [柴勝豐, 唐健民, 王滿蓮, 等, 2015. 干旱脅迫對金花茶幼苗光合生理特性的影響 [J]. 西北植物學(xué)報, 35(2): 322-328.]

DENG RJ, FAN JX, WANG YQ, et al, 2014. Semilethal temperature of Pitaya under low temperature stress and evaluation on their cold resistance [J]. Plant Physiol J, 50(11): 1742-1748. [鄧仁菊, 范建新, 王永清, 等, 2014. 低溫脅迫下火龍果的半致死溫度及抗寒性分析 [J]. 植物生理學(xué)報, 50(11): 1742-1748.]

DENG X, DONG C, ZHANG GM, 2012. The effects of drought stress on the antioxidant resistance and osmotic adjusting substances content of two varieties seedling ofCamellianitidissima[J]. Chin J Trop Crops, 33(6): 1034-1039. [鄧旭, 董晨, 張廣明, 2012. 干旱對兩種金花茶幼苗抗氧化能力及滲透物質(zhì)含量的影響 [J]. 熱帶作物學(xué)報, 33(6): 1034-1039.]

FU LG, 1992. China plant red data book [M]. Beijing: Science Press. [傅立國, 1992. 中國植物紅皮書 [M]. 北京: 科學(xué)出版社.]

GUO WD, ZHANG ZZ, JIANG XW, et al, 2009. Semi-lethal temperature ofFingeredcitron(Citrusmedicavar.sarcodactylisSwingle) under low temperature stress and evaluation on their cold resistance [J]. Acta Hortic Sin, 36(1): 81-86. [郭衛(wèi)東, 張真真, 蔣小韋, 等, 2009. 低溫脅迫下佛手半致死溫度測定和抗寒性分析 [J]. 園藝學(xué)報, 36(1): 81-86.]

HE W, AI J, YANG YM, et al, 2014. Study on the semi-lethal temperature of germplasm resources ofVitisamurensisbranches [J]. N Hortic, 21: 19-22. [何偉, 艾軍, 楊義明, 等, 2014. 山葡萄種質(zhì)資源枝條的低溫半致死溫度研究 [J]. 北方園藝, 21: 19-22.]

LEVITT J, 1980. Responses of plants to environmental stress [M]. New York: Academic Press: 533-568.

LIANG SY, 1993.Camellianitidissima[M]. Beijing: China Forestry Publishing House. [梁盛業(yè), 1998. 金花茶 [M]. 北京: 中國林業(yè)出版社.]

LI G, JIANG WB, WENG ML, et al, 2007. A preliminary study on cold resistance of six Magnolia species seedlings [J]. Acta Hortic Sin, 34(3): 783-786. [李剛, 姜衛(wèi)兵, 翁忙玲, 等, 2007. 木蘭科6種常綠樹幼苗抗寒性的初步研究 [J]. 園藝學(xué)報, 34(3): 783-786.]

LI HS, 2000. The experiment principle and technique on plant physiology and biochemistry [M]. Beijing: Higher Education Press. [李合生, 2000. 植物生理生化實驗原理和技術(shù) [M]. 北京: 高等教育出版社.]

LIU HM, ZHANG Q, SU Q, et al, 2014. Studies on evaluation and screening of cold resistance during seedling stage in eighteen species or varieties ofSpiraea[J]. Acta Hortic Sin, 41(12): 2427-2436. [劉慧民, 仉茜, 蘇青, 等, 2014. 18種繡線菊苗期抗寒性評價與篩選 [J]. 園藝學(xué)報, 41(12): 2427-2436.]

LIU SH, TIAN YH, WEI LP, et al, 2011. Semi-lethal low temperatures and impact of low temperature on antioxidant system of 30 varieties of rubber trees in Xishuangbanna [J]. Plant Physiol J, 47(5): 505-511. [劉世紅, 田耀華, 魏麗萍, 等, 2011. 西雙版納30個橡膠樹品種的低溫半致死溫度及低溫對抗氧化系統(tǒng)的影響 [J]. 植物生理學(xué)報, 47(5): 505-511.]

LIU WP，SU SC，LIU X，et al, 2012. Comparison of different cultivars of blueberry overwintering ability in Qingdao of China [J]. Am J Plant Sci, 3: 391-396.LI XL, LI JY, FAN MH, et al, 2006, Heat tolerances of majorCamelliaspecies [J]. Acta Bot Boreal-Occident Sin, 26(9): 1803-1810. [李辛雷, 李紀元, 范妙華, 等, 2006. 山茶屬主要物種耐熱性研究 [J]. 西北植物學(xué)報, 26(9): 1803-1810.]

LYONS JM，RAISON JK, 1970. Oxidative activity of mitochondria isolated from plant tissues sensitive and resistant to chilling injury [J]. Plant Physiol, 45: 386-389.

MO HD, 1983. Logistic equation and its application [J]. J Jiangsu Agric Col, 4 (2): 53-57. [莫惠棟, 1983. Logistic方程及其應(yīng)用 [J]. 江蘇農(nóng)學(xué)院學(xué)報, 4 (2): 53-57.]

MO Y, LIANG G, SHI W, et al, 2011. Metabolic responses of alfalfa (MedicagosativaL.) leaves to low and high temperature-induced stresses [J]. Afr J Biotechnol, 10(7): 1117-1124.

PANG JA, MA DH, HUO ZR, et al, 2000. Effect of salicylic acid on chilling resistance of cucumber seedlings [J]. Acta Agric Boreal-Sin, 15(1): 112-115. [龐金安, 馬德華, 霍振榮, 等, 2000. 水楊酸預(yù)處理對提高黃瓜幼苗耐低溫能力的影響 [J].華北農(nóng)學(xué)報, 15(1): 112-115.]

SHI C, WANG YZ, LIU GJ, 2013. Application of Logistic equation on determination of the semi-lethal temperature of five different varieties of apple branches [J]. North Hortic, 2: 36-38. [時朝, 王亞芝, 劉國杰, 2013. 應(yīng)用Logistic方程確定五種蘋果枝條的半致死溫度的研究 [J]. 北方園藝, 2: 36-38.]

WANG GQ, LI DQ, ZHANG JP, et al, 2014. Comparison of cold tolerance within 6 cultivars ofIrisgermanica[J]. Acta Hortic Sin, 41(4): 773-780. [王冠群, 李丹青, 張佳平, 等, 2014. 德國鳶尾6個品種的耐寒性比較 [J]. 園藝學(xué)報, 41(4): 773-780.]

WANG L, WANG CL, MA XJ, et al, 2012. Cold resistance of new weigela varieties [J]. J NE For Univ, 40(12): 43-46. [王玲, 王春雷, 馬喜娟, 等, 2012. 錦帶花新品種抗寒性 [J]. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報, 40(12): 43-46.]

WANG SG, WANG ZL, WANG P, et al, 2011. Evaluation of wheat freezing resistance based on the responses of the physiological indices to low temperature stress [J]. Acta Ecol Sin, 31(4): 1064-1072. [王樹剛, 王振林, 王平, 等, 2011. 不同小麥品種對低溫脅迫的反應(yīng)及抗凍性評價 [J]. 生態(tài)學(xué)報, 31(4): 1064-1072.]

WANG W, LI HX, ZHAO MX, et al, 2015. Study on the cold resistance and the semi-lethal temperatures for seven pear cultivars [J]. J Fruit Sci, 32(5): 860-865. [王瑋, 李紅旭, 趙明新, 等, 2015. 7個梨品種的低溫半致死溫度及耐寒性評價 [J]. 果樹學(xué)報, 32(5): 860-865.]

WANG YH, LI JY, TIAN M, et al, 2006. Influences of low temperature stress onCamelliaspecies’ two physiological index related to resistance to coldness [J]. For Res, 19(1 ): 121-124. [王永紅, 李紀元, 田敏, 等, 2006. 低溫脅迫對山茶物種2個抗寒性生理指標(biāo)的影響 [J]. 林業(yè)科學(xué)研究, 19(1 ): 121-124.]

WANG Z, 2000. Plant physiology [M]. Beijing: Chinese Agricultural Press. [王忠, 2000. 植物生理學(xué) [M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社.]

WEI X, JIANG YS, WEI JQ, et al, 2007. Investigation on the geographical distribution and habitat ofCamellianitidissima[J]. Ecol Environ, 16(3): 895-899. [韋霄，蔣運生，韋記青，等，2007. 珍稀瀕危植物金花茶地理分布與生境調(diào)查研究 [J]. 生態(tài)環(huán)境, 16(3): 895-899.]

WU HM, 2004. Study and evaluation of germplasm resources for sect.ChysanthaChang in Fujian Province [D]. Fuzhou: Fujian Agriculture and Forestry University. [吳洪明, 2004. 福建金花茶組植物種質(zhì)資源研究與評價 [D]. 福州: 福建農(nóng)林大學(xué).]

XU K, XIA YP, XU BY, et al, 2005. Measurement of cold tolerance based on REC and the Logistic equation inCamelliahiemalis‘Shishi Gashira’ [J]. Acta Hortic Sin, 32(1): 148-150. [徐康, 夏宜平, 徐碧玉, 等, 2005. 以電導(dǎo)法配合Logistic方程確定茶梅‘小玫瑰’的抗寒性 [J]. 園藝學(xué)報, 32(1): 148-150.]

XU Y, CHEN FD, 2008. The LT50and cold tolerance adaptability of chrysanthemum during a natural drop in temperature [J]. Acta Hortic Sin, 35(4): 559-564. [許瑛, 陳發(fā)棣, 2008. 菊花8個品種的低溫半致死溫度及其抗寒適應(yīng)性 [J]. 園藝學(xué)報, 35(4): 559-564.]YUE H, LI GH, LI GW, et al, 2010. Studies on cold resistance of different macadamia cultivars [J]. Acta Hortic Sin, 37(1): 31-38. [岳海, 李國華, 李國偉, 等, 2010. 澳洲堅果不同品種耐寒特性的研究 [J]. 園藝學(xué)報, 37(1): 31-38.]ZENG WJ, JIANG ZP, CHEN W, et al, 2013. The research of semi-lethal temperature and cold tolerance ofCamelliaoleiferacultivars clones in Guangxi [J]. Chin Agric Sci Bul, 29(4): 23-25. [曾雯珺, 江澤鵬, 陳偉, 等, 2013. 廣西油茶主栽無性系低溫半致死溫度與耐寒性研究 [J]. 中國農(nóng)學(xué)通報, 29(4): 23-25.]

ZHAO CQ, LU ZG, PANG YZ, et al, 2003. Semi-lethal low temperature and low temperature adaptability of towTaxusmediaspecies [J]. J Chongqing Univ, 26 (6): 86-88. [趙昌瓊, 蘆站根, 龐永珍, 等, 2003. 曼地亞紅豆杉的半致死溫度與對低溫的適應(yīng)性 [J]. 重慶大學(xué)學(xué)報, 26 (6): 86-88.]ZHAO SW, 1995. Study on cold tolerance and introduction ofCamellianitidissima[D]. Beijjing: Beijing Forestry Univer-sity. [趙世偉, 1995. 金花茶抗寒性與引種北移研究 [D]. 北京: 北京林業(yè)大學(xué).]

ZHU GH, LIU ZQ, ZHU PR, 1986. A study on determination of lethal temperature with logistic function [J]. J Nanjing Agric Univ, 3: 11-16. [朱根海, 劉祖祺, 朱培仁, 1986. 應(yīng)用Logistic方程確定植物組織低溫半致死溫度研究 [J]. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 3: 11-16.]

Cold tolerance of five species of Camellia sect. Chrysantha

LI Ji-Tao, XIE Wei-Ling, CHAI Sheng-Feng, TANG Jian-Min, WEI Xiao*

( Guangxi Institute of Botany, Guangxi Zhuang Autonomous Region and the Chinese Academy of Sciences, Guilin 541006, Guangxi, China )

Camelliasect.Chrysanthaare world-famous economic and ornamental plants with high ornamental and medicinal values. In order to determine the cold tolerance, to lay a theoretical foundation for cold tolerance breeding and to provide a technical support for artificial cultivation ofCamelliasect.Chrysantha, two-year old leaves of five species were employed as materials and treated under artificially simulated low temperature environment, includingC.nitidissima,C.longzhouensis,C.limonia,C.multipetalaandC.tunghinensis. We obtained the changes of electrolyte leakage rates (REC) at 20 ℃ (normal temperature control), 8 ℃, -2 ℃, -7 ℃, -12 ℃, -17 ℃, -22 ℃ and -27 ℃ by using conductance method，calculated the semi-lethal low temperatures (LT50) based on the changes in electrolyte leakage rates (REC) under different low temperature stresses with the Logistic equation, and also analyzed the contents of free proline, soluble sugar and malondialdehyde (MDA) in leaves. The results showed that the semi-lethal temperature (LT50) of five species was:C.nitidissima-14.58 ℃,C.longzhouensis-14.27 ℃,C.limonia-13.44 ℃,C.multipetala-13.09 ℃, andC.tunghinensis-12.74 ℃. The cold tolerance of five speciesCamelliasect.Chrysanthacould be reliably reflected by the semi-lethal temperature.C.nitidissimaandC.longzhouensishad high cold tolerance.C.limoniaandC.multipetalahad medium cold tolerance.C.tunghinensishad poor cold tolerance. The REC of the five species increased following an S-curve with the temperature drop, and temperature showed highly significant negative correlation to cold tolerance. The contents of free proline, soluble protein and MDA increased first and then decreased. Under the same temperature treatment,C.nitidissimawith lower LT50temperature had higher contents of free proline, soluble protein and lower contents of MDA. The results provide the information for selection of cold-tolerant germplasm ofCamelliasect.Chrysantha.

Camelliasect.Chrysantha, relative electric conductivity, semi-lethal temperature, cold tolerance

10.11931/guihaia.gxzw201511023

2015-11-19

2016-02-15

國家自然科學(xué)基金(31160137)；廣西自然科學(xué)基金(2015GXNSFBA139051, 2016GXNSFAA380122)；廣西植物研究所基本業(yè)務(wù)費項目(桂植業(yè)14004) [Supported by the National Natural Science Foundation of China (31160137); the Natural Science Foundation of Guangxi (2015GXNSFBA139051, 2016GXNSFAA380122); the Science Research Foundation of Guangxi Institute of Botany (Guizhiye 14004)]。

李吉濤(1980-)，男，博士，助理研究員，主要從事植物分子生物學(xué)研究，(E-mail)ljtyouth@163.com。

*通訊作者： 韋霄，博士，研究員，主要從事生物多樣性保育研究，(E-mail)weixiao@gxib.cn。

Q945.78

A

1000-3142(2016)12-1403-07

李吉濤， 謝偉玲， 柴勝豐，等. 五種金花茶組植物的耐寒性比較研究 [J]. 廣西植物，2016，36(12):1403-1409

LI JT, XIE WL, CHAI SF，et al. Cold tolerance of five species ofCamelliasect.Chrysantha[J]. Guihaia，2016，36(12):1403-1409