宋科，周強，楊靜慧,通信作者，苗博瑛，李雕，劉艷軍

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不同種類彩葉植物植株生理特性差異

宋科1，周強1，楊靜慧1,通信作者，苗博瑛2，李雕1，劉艷軍1

（1. 天津農(nóng)學(xué)院 園藝園林學(xué)院，天津 300384；2. 天津市農(nóng)科院 果樹所，天津 300384）

為篩選適宜在天津地區(qū)生長的彩葉植物，以6種彩葉植物為研究對象，分析了6項抗逆生理指標的差異。結(jié)果顯示：紅葉臭椿的可溶性糖含量（0.195％）最高，紫葉李（0.11％）最低；金葉榆的可溶性蛋白含量（13.07 mg/g）最高，紫葉矮櫻（7.135 mg/g）最低；紅葉碧桃的游離脯氨酸含量（51.954 μg/g）最高，紫葉矮櫻（37.900 μg/g）最低；金葉榆的過氧化物酶（POD）活性（52.38 U/（g·min））最高，紫葉矮櫻（15.012 U/（g·min））最低；金葉槐的（SOD）活性（0.499 U/g）最高，紫葉李（0.341 U/g）最低；紫葉矮櫻的丙二醛含量（0.027 μmol/g）最高，金葉榆（0.003 μmol/g）最低。隸屬函數(shù)綜合分析得出，6種彩葉植物適應(yīng)性可分為4類，最適宜的為金葉榆和金葉槐；其次為紅葉碧桃、紅葉臭椿；第3類為紫葉李；第4類為紫葉矮櫻。

品種；彩葉；生理；適應(yīng)性

彩葉植物因其豐富的葉色被廣泛運用于景觀園林的色彩體系中，以提高其景觀層次，彌補城市園林綠化色彩單調(diào)的不足。目前，國內(nèi)對于彩葉植物在景觀園林方面的應(yīng)用做了大量研究[1-3]，但在國內(nèi)彩葉植物資源方面缺乏系統(tǒng)地整理、歸類與開發(fā)利用，彩葉植物生理生化上的研究處于起步階段。此外，對彩葉植物的引種以及適應(yīng)性篩選、選種等方面的研究長期停留在少數(shù)幾個品種上[4-6]，導(dǎo)致國內(nèi)彩葉樹的應(yīng)用進展較為緩慢。歐美等發(fā)達國家則在原有彩葉植物資源的開發(fā)和利用基礎(chǔ)上，利用美學(xué)、生態(tài)學(xué)、植物生理學(xué)、遺傳育種學(xué)、栽培學(xué)等知識及現(xiàn)代化理論和實踐的手段開展了彩葉植物的研發(fā)工作，進而培育出具有更高觀賞價值、適應(yīng)性更強的彩葉樹種[7]。

在我國，引種者過多地關(guān)注彩葉植物的色彩表現(xiàn)，導(dǎo)致在彩葉植物引種與培育過程中，忽略了苗木原產(chǎn)地與引種地的環(huán)境差異，以及苗木因遺傳上的不穩(wěn)定等帶來的苗木生長問題[8]，致使在引種與栽植的后期，由于彩葉植物對引種地生境條件的不適應(yīng)，造成其色彩效果表現(xiàn)差、生長不良、甚至枯死，導(dǎo)致園林景觀的營造失敗。

因此，為了更合理地運用彩葉植物，以天津市種植的金葉槐、金葉榆、紫葉李、紫葉矮櫻、紅葉碧桃、紅葉臭椿等6種彩葉植物為試驗對象，通過對其可溶性糖、可溶性蛋白、游離脯氨酸、過氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛等生理指標的測定，了解各彩葉植物在天津地區(qū)的適應(yīng)性，為其在天津的合理配置和栽植提供指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗地概況

選擇天津市武清區(qū)陳咀鎮(zhèn)天津市公路苗木繁殖中心苗圃為樣地，樣地土壤含鹽量為0.125%～0.152%，pH值為7.5～7.7，容重為1.22～1.47 g/cm3，為非鹽堿地。每種植物每處理選擇1 000 m2為一次重復(fù)，設(shè)3次重復(fù)。

1.1.2 樣株的選擇

選擇天津市廣泛綠化種植的金葉槐、金葉榆、紫葉李、紫葉矮櫻、紅葉碧桃、紅葉臭椿等6～8年生、生長中庸、健壯的植株，通過“S”型取樣方法確定供試植株，每塊樣地確定15個樣株，為15個重復(fù)。株行距見表1。

表1 樣地面積和栽植方式

不同彩葉樹的生長指標綜合分析采用隸屬函數(shù)[9]進行分析。

隸屬函數(shù)計算公式：

U＝X-Xmin/Xmax-Xmin（正相關(guān)） （1）

U＝1-（X-Xmin/Xmax-Xmin）（負相關(guān)）（2）

式中，U表示種類指標的生長隸屬函數(shù)值，X表示種類指標的測定值，Xmax和Xmin分別表示測定指標的最大值和最小值。植株生長指標與植株適應(yīng)性呈正相關(guān)的用（1）式，呈負相關(guān)的用（2）式。

1.2 試驗方法

1.2.1 葉片采樣方法

選擇生長較一致的6～8年生彩葉植物為樣株，選取第一主枝中部外層生長成熟、健康的葉片，采樣量為100片/處理。

1.2.2 采樣時間

于2015年10月秋季彩葉植物休眠后采樣。

1.3 生理指標測定

可溶性糖含量測定采用蒽酮試劑法測定；可溶性蛋白含量測定采用考馬斯亮藍G-250法測定；游離脯氨酸含量采用酸性茚三酮比色法測定；POD（過氧化物酶）活性采用愈創(chuàng)木酚法測定；SOD（超氧化物歧化酶）活性采用氮藍四啡（NBT）光還原法測定；丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法測定[10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同彩葉植物可溶性糖含量

如圖1所示，6種彩葉植物之間可溶性糖含量差異顯著，其中紅葉臭椿可溶性糖含量（0.195%）最高，其次是紅葉碧桃（0.184%），其他由高到低依次是：金葉榆（0.163%）、金葉槐（0.155%）、紫葉矮櫻（0.133%）、紫葉李（0.110%）。

圖1 不同彩葉植物可溶性糖含量

2.2 不同彩葉植物可溶性蛋白含量

如圖2所示，金葉榆（13.070 mg/g）和金葉槐（12.900 mg/g）之間蛋白質(zhì)含量差異不顯著，但顯著高于其他4種彩葉植物。其他4種彩葉植物可溶性蛋白含量依次為：紅葉臭椿（11.292 mg/g）、紅葉碧桃（9.693 mg/g）、紫葉李（9.634 mg/g）、紫葉矮櫻（7.135 mg/g）。

圖2 不同彩葉植物可溶性蛋白含量

2.3 不同彩葉植物游離脯氨酸含量

如圖3所示，6種彩葉植物游離脯氨酸含量差異顯著。其中，紅葉碧桃（51.954 μg/g）最高，其余5種彩葉植物的脯氨酸含量依次是紅葉臭椿（44.389 μg/g）、金葉榆（42.657 μg/g）、金葉槐（40.616 μg/g）、紫葉李（38.345 μg/g）、紫葉矮櫻（37.900 μg/g）。

圖3 不同彩葉植物游離脯氨酸含量

2.4 不同彩葉植物POD活性

如圖4所示，金葉榆（52.380U/（g·min））和金葉槐（47.869 U/（g·min））POD活性顯著高于其他彩葉植物。其次是紅葉碧桃（31.056U/（g·min））、紫葉李（26.657 U/（g·min））和紅葉臭椿（26.487U/（g·min））。紫葉矮櫻（15.012 U/（g·min））顯著低于其他5種彩葉植物。

圖4 不同彩葉植物POD活性

2.5 不同彩葉植物SOD活性

如圖5所示，6種彩葉植物中金葉槐的SOD活性（0.499 U/g）顯著高于其他5種彩葉植物，其他5種彩葉植物SOD活性由高到低依次為：紅葉碧桃（0.479 U/g）、紅葉臭椿（0.444 U/g）、金葉榆（0.398U/g）、紫葉矮櫻（0.350U/g）和紫葉李（0.341 U/g），紫葉矮櫻和紫葉李之間差異不顯著，但顯著低于其他4種彩葉植物。

圖5 不同彩葉植物SOD活性

2.6 不同彩葉植物丙二醛含量

如圖6所示，紫葉矮櫻（0.027 μmol/g）丙二醛含量顯著高于其他彩葉植物，其次是紅葉碧桃（0.02 μmol/g）。紫葉李（0.013 μmol/g）和紅葉臭椿（0.013 μmol/g）之間差異不顯著，表現(xiàn)中等。金葉榆（0.003 μmol/g）的丙二醛含量最低。

2.7 不同彩葉植物生理指標隸屬函數(shù)分析

利用隸屬函數(shù)綜合分析了6種彩葉植物耐鹽情況，結(jié)果見表2。由于可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、游離脯氨酸含量、POD活性、SOD活性與彩葉植物耐鹽性呈正相關(guān)，所以隸屬函數(shù)按（1）式計算。丙二醛含量與彩葉植物耐鹽性呈負相關(guān)，按（2）式計算。綜合生理指標分析，在武清區(qū)生長的6種彩葉植物適應(yīng)性可分為4類，最適宜的為金葉榆與金葉槐；紅葉碧桃和紅葉臭椿為第2類；第3類為紫葉李；第4類為紫葉矮櫻。

表2 不同彩葉植物生理指標隸屬函數(shù)

3 討論

研究發(fā)現(xiàn)，變異植株的適應(yīng)性可與其原種保持一致，甚至強于原種[11-12]，表明原種植物可在遺傳方面影響變異植物對環(huán)境的適應(yīng)性，此結(jié)論與本研究結(jié)果一致。金葉榆、金葉槐、紅葉臭椿等彩葉植物作為天津市‘榆、槐、椿’等鄉(xiāng)土樹種的變種，其生長過程由于受到鄉(xiāng)土樹種遺傳上的影響，而具有較強的抗逆生理特性。紅葉碧桃由于采用了耐性強的山桃作為砧木嫁接繁殖，獲得了較好的抗逆生理特性[13]。因此金葉榆、金葉槐、紅葉臭椿、紅葉碧桃等彩葉植物較適于天津地區(qū)生長。紫葉李原產(chǎn)亞洲西南部，分布于華北及其以南地區(qū)，中亞、天山、伊朗、小亞細亞、巴爾干半島均有廣泛分布[14]，紫葉李的類型很多，品種比較雜。因此，可篩選適應(yīng)性強的類型在天津栽培。紫葉矮櫻是紫葉李和矮櫻雜交種，從美國引進。矮櫻（f.）喜歡微酸性的砂壤土。因此，紫葉矮櫻不適宜北方中性和堿性的土壤，表現(xiàn)出各項生理特性較差。然而，植物的栽培適應(yīng)性包括遺傳、生理生化、形態(tài)結(jié)構(gòu)、解剖結(jié)構(gòu)等差異，本文僅研究了6種彩葉植物的生理特性差異，其他方面還有待進一步探究。

4 結(jié)論

6種彩葉植物在其抗逆生理特性上存在顯著差異，其中抗性最強的是金葉榆和金葉槐，其次是紅葉碧桃和紅葉臭椿。表明金葉榆、金葉槐、紅葉碧桃、紅葉臭椿可作為天津市大規(guī)模種植的彩葉植物，紫葉李可根據(jù)當?shù)赝寥狼闆r適當栽培，紫葉矮櫻不適合天津地區(qū)露地栽培。

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責任編輯：楊霞

Differences of physiological characteristics among different species of color-leaf plants

SONG Ke1, ZHOU Qiang1, YANG Jing-hui1,Corresponding Author, MIAO Bo-ying2, LI Diao1, LIU Yan-jun1

（1. College of Horticulture and Landscape, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China; 2. Institure of Pomology, Tianjin Academy of Agricultural Sciences, Tianjin 300384, China）

In order to screen suitable color-leaf plants to grow in Tianjin, the 6 kinds of color-leaf plants were regarded as the research objects, includingcv. Golden Stemcv.JinyeandVar. et al. The differences of 6 cultivar's anti-stress physiological indexes were analyzed. The results showed that（0.195%） had the highest soluble sugar, the lowest one wasf（0.11%）; thecv.Jinye（13.07 mg/g） had the highest soluble protein, and the lowest one was×N.E.Hansen ex Koehne（7.135 mg/g）; thef（51.954 μg/g）had the highest free proline, and the lowest one was×N.E.Hansen ex Koehne（37.9 μg/g）; thecv.Jinye（52.38 U/（g·min））had the highest peroxidase activity（POD）, and the lowest one was×N.E.Hansen ex Koehne（15.012 U/（g·min））; thecv. Golden Stem（0.499 U/g）had the highest superoxide dismutase, the lowest one wasf.（0.341 U/g）; the×N.E.Hansen ex Koehne（0.027 μmol/g）had the highest malondialdehyde, the lowest one wascv.Jinye（0.003 μmol/g）. According to comprehensive analysis of the index membership function, the adaptability of 6 kinds of color-leaf plants could be divided into four categories. One of the best categories includedcv. Jinyeandcv. Golden Stem; the second category werefandVar; the third category wasf; the last category was×N.E.Hansen ex Koehne

cultivar; color-leaf; physiologica; adaptability

1008-5394（2018）03-0016-04

10.19640/j.cnki.jtau.2018.03.003

S687

A

2018-03-05

天津市科委項目（16YFZCNC00750）；天津市重大農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣項目（NGTGZD-2017-05）；大學(xué)生創(chuàng)新項目（201710061061）；天津農(nóng)學(xué)院基因工程課程建設(shè)項目（2017YKC001）；天津市林果現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系創(chuàng)新團隊項目（ITTFPRS2018002）

宋科（1993-），男，碩士在讀，主要從事園藝植物栽培生理研究。E-mail：13608047254@163.com。

楊靜慧（1961-），女，教授，博士，主要從事園藝植物栽培和生理生化研究。E-mail：jinghuiyang2@aliyun.com。