孫宜，石青松，孫猛，樊金龍，施文斌

(北京市植物園 北京市花卉園藝工程技術(shù)研究中心，北京 100093)

紫薇原產(chǎn)中國(guó)，在我國(guó)已有1 500 a的栽培歷史。我國(guó)現(xiàn)有紫薇屬植物21種，但在園林中廣泛應(yīng)用的僅有紫薇、南紫薇、大花紫薇和福建紫薇[1]。紫薇在我國(guó)的自然分布主要集中在南部和西部地區(qū)，其中廣州有5種，云南6種，貴州3種，浙江3種，江蘇、河南均有2種[2]。紫薇(Lagerstroemiaindica)樹(shù)皮光滑，枝干多扭曲?；ㄉS富有白、粉、藍(lán)紫、紫等顏色，花期長(zhǎng)達(dá)百天。在我國(guó)長(zhǎng)江流域分布廣泛。河北、北京等地引入后可露地栽培。在北方少花的夏季是主要的木本觀賞植物。美國(guó)自20 世紀(jì)90年代開(kāi)始了紫薇雜交育種，90年代初就發(fā)表了30個(gè)新品種[3]。通過(guò)雜交育種工作，使紫薇品種的株形、顏色更加豐富。株形除了原有的小喬木和灌木型，新增了矮生型、垂枝型等；顏色育出了玫紅色、紅色和復(fù)色等。

在我國(guó)的北方地區(qū)，低溫是限制紫薇生長(zhǎng)的重要因素[4]。在紫薇的抗寒性方面，田娟等[1]對(duì)5個(gè)中國(guó)紫薇品種的抗寒性進(jìn)行了研究，表明不同品種的抗寒性存在一定的差異，不同品種間的抗寒性差異與相對(duì)電導(dǎo)率的變化一致。于永暢等[5]對(duì)7個(gè)中國(guó)紫薇品種的抗寒性進(jìn)行了研究。采用電導(dǎo)法、葉綠素?zé)晒夥ê头菗p傷微測(cè)計(jì)數(shù)法對(duì)紫薇的莖段、葉片和根尖進(jìn)行抗寒性鑒定，測(cè)定結(jié)果與田間表現(xiàn)相似。宋新紅等[6]對(duì)10個(gè)紫薇品種的抗寒性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，各品種相對(duì)電導(dǎo)率變化趨勢(shì)相似，即從11—12月緩慢增大，12月至翌年2 月顯著增大。國(guó)外紫薇育種工作發(fā)達(dá)，培育出很多新的園藝品種。目前，對(duì)國(guó)外新品種紫薇抗寒性研究的相關(guān)報(bào)道較為少見(jiàn)。對(duì)這些新品種的抗寒性進(jìn)行研究，篩選出抗寒性強(qiáng)的品種對(duì)其在北京園林中應(yīng)用具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料

從美國(guó)引進(jìn)的6個(gè)紫薇園藝品種：薄荷花邊(L.indicaPeppermint Lace)，小喬類，復(fù)色花，花紅色帶白邊，品種代號(hào)PL；塔斯卡洛拉(L.indica.Tuscarora)，小喬類，花粉紅色，品種代號(hào)TC；民族紅(L.indicaCheyenne)，灌木類，花粉紫色，品種代號(hào)CHE；白色巧克力(L.indicaWhite Chocolate)，灌木類，花白色，品種代號(hào)WC；炫彩櫻桃(L.indicaCherry Dazzle)，低矮灌木，花紅色，品種代號(hào)CD；炫目玫紅(L.indicaRaspberry Dazzle)，低矮灌木，花深玫紅色，品種代號(hào)RD。

1.2 方法

2017年11月30日采集北京市植物園苗圃內(nèi)的紫薇品種枝條。剪取生長(zhǎng)健壯、無(wú)病蟲害的一年生枝條，剪后放入密封袋中帶回試驗(yàn)室，先將枝條在4 ℃冰箱中放置1 d，再于0 ℃冰箱中處理12 h后進(jìn)行梯度冷處理，隨后將枝條平均分為5組，從0 ℃開(kāi)始以4 ℃·h-1的速度降到設(shè)定溫度，在每個(gè)設(shè)定的溫度梯度下保持24 h，取出枝條放入0 ℃冰箱內(nèi)回溫5 h，最后置于室溫19 h。設(shè)定的溫度梯度為-8 ℃、-12 ℃、-16 ℃、-20 ℃、-24 ℃。

用EPH-119型電導(dǎo)率儀測(cè)定電導(dǎo)率(REC)。將枝條用自來(lái)水沖洗3遍后再用蒸餾水沖洗3遍。用吸水紙吸干后，避開(kāi)芽眼剪成0.5～1 cm長(zhǎng)的莖段。充分混勻后稱取0.5 g放入試管中，加10 mL去離子水，真空滲入15～20 min，直到莖斷全部沉入水底，測(cè)定初電導(dǎo)率(R)。然后將試管放入沸水浴中加熱20 min，靜置冷卻至室溫后，測(cè)定終電導(dǎo)率(R0)，兩者比率為相對(duì)電導(dǎo)率。每處理重復(fù)3次。

采用SPSS 18.0對(duì)處理溫度與細(xì)胞傷害率進(jìn)行Logistic方程的擬合。Logistic回歸方程：

y=k/(1+ae-bx)

式中，y為細(xì)胞傷害率，x為處理溫度，k為細(xì)胞傷害率的最大飽和容量，消除了底的干擾，故k值取100%。為了求a、b的值，將方程進(jìn)行線性化處理，則方程y=k/(1+ae-bx)轉(zhuǎn)化為ln[(k-y)/y]=lna-bx，令y1=ln[(k-y)/y]，則轉(zhuǎn)化為細(xì)胞傷害率(y1)與處理溫度(x)的直線方程。通過(guò)直線回歸的方法，配合Logistic方程求出拐點(diǎn)溫度(x)，x=lna/b，即為半致死溫度(LT50)[7]。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫處理紫薇各品種電導(dǎo)率的變化

電導(dǎo)率反應(yīng)植物在受到低溫傷害下細(xì)胞膜質(zhì)的變化情況。對(duì)紫薇品種在不同低溫處理下相對(duì)電導(dǎo)率的測(cè)定，能夠較好地反應(yīng)不同品種抗寒性的差異。由圖1可以得出，隨著溫度的降低，紫薇品種枝條受傷害的程度逐漸加重，相對(duì)電導(dǎo)率呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，且呈現(xiàn)“S”型變化。不同品種的變化幅度有一定的差異，從而反映出不同品種的抗寒性的差異。

由SPSS分析得出溫度對(duì)REC產(chǎn)生極顯著影響。在低溫處理下，6個(gè)紫薇品種的REC值變化存在一定的差異。RD在-8～-12 ℃，REC增加6.3%；-12～-20 ℃，REC增長(zhǎng)緩慢；-24 ℃時(shí)顯著增長(zhǎng)，REC達(dá)到35.8%。WC在-8～-20 ℃，REC值緩慢增長(zhǎng)，-24 ℃時(shí)明顯增加，REC達(dá)到34.7%。CD在-8～-12 ℃時(shí)，REC僅增加1.3%；-16～-20 ℃，REC值增長(zhǎng)顯著，為9.4%；-20～-24 ℃時(shí)，REC值變化又趨于緩慢。TC在-8～-12 ℃時(shí)REC變化微小，僅增長(zhǎng)2.1%。-16 ℃時(shí)REC明顯增加，在-24 ℃時(shí)REC值顯著增長(zhǎng)，達(dá)到43.7%。CHE在-8～-16 ℃時(shí)，REC呈平穩(wěn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，-20、-24 ℃時(shí)，REC值顯著增加。PL在-8～-16 ℃時(shí)，REC值呈現(xiàn)緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)，在-20 ℃出現(xiàn)明顯增長(zhǎng)，-20～-24 ℃的REC值增長(zhǎng)15.7%，增幅最大。REC總體變化幅度最小的為WC，從-8～-24 ℃，REC僅增長(zhǎng)16.3%。植物受到低溫危害時(shí)，細(xì)胞的質(zhì)膜透性增大，電解質(zhì)會(huì)有不同程度的外滲，導(dǎo)致電導(dǎo)率有不同程度的加大。抗寒性強(qiáng)的品種，REC值變化幅度小。由此可以得出，這6個(gè)紫薇品種中，WC的抗寒性最強(qiáng)。

圖1 不同紫薇品種的相對(duì)電導(dǎo)率

為了進(jìn)一步研究不同紫薇品種抗寒性的差異，針對(duì)不同的溫度處理對(duì)紫薇各個(gè)品種的REC值進(jìn)行了方差分析[8]。由表1可知，在-8 ℃處理時(shí)，WC和其他品種間存在差異顯著性，RD和PL、TC間差異顯著。-12 ℃處理時(shí)，PL、TC、CD均與CHE、WC、RD間差異顯著，PL、TC和CD間差異不顯著，CHE、WC、RD間差異不顯著。-16 ℃時(shí)，PL除與WC差異不顯著外，與其他品種間差異顯著。WC與TC、CD、RD間差異顯著。-20 ℃時(shí)，CHE和CD之間差異不顯著，但均與其他品種差異顯著。-24 ℃時(shí)，PL、TC、CHE品種間差異不顯著，但均與其他品種差異顯著。

2.2 不同低溫處理下紫薇品種的半致死溫度

應(yīng)用Logistic方程對(duì)不同低溫處理下的紫薇品種枝條的相對(duì)電導(dǎo)率進(jìn)行擬合。結(jié)果表明，供試的紫薇品種的相對(duì)電導(dǎo)率與溫度之間能夠較好的用Logistic方程進(jìn)行擬合。由表2可知，擬合度R2為0.930～0.982，均大于決定系數(shù)顯著性臨界值0.708 4，擬合結(jié)果可靠，且準(zhǔn)確度較高。6個(gè)紫薇品種的LT50為-37～-27 ℃。LT50能有效評(píng)價(jià)植物抗寒性，高則說(shuō)明植物的抗寒性差，而低則說(shuō)明植物抗寒性強(qiáng)[9]。不同品種的抗寒性由強(qiáng)到弱分別為白色巧克力>炫目玫紅>炫彩櫻桃>薄荷花邊>塔斯卡洛拉>民族紅。

表1 6個(gè)品種在不同溫度下相對(duì)電導(dǎo)率的多重比較

注：*，**分別表示在0.05和0.01水平差異顯著。

表2 不同紫薇品種的Logistic擬合回歸方程及半致死溫度

注：**表示在0.01水平差異顯著。

3 討論

電導(dǎo)率法是研究植物抗寒性的常規(guī)方法，具有精確度高、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合Logistic方程可以推算出植物的半致死溫度，為鑒定植物品種的抗寒性提供了有效手段。本試驗(yàn)利用紫薇品種當(dāng)年生枝條在不同低溫處理下的REC的變化，配合Logistic方程，對(duì)6個(gè)紫薇品種的抗寒性進(jìn)行測(cè)定。白色巧克力半致死溫度達(dá)到-37.96 ℃，抗寒力最強(qiáng)；抗寒力最弱的為民族紅，半致死溫度為-27.11 ℃。6個(gè)紫薇品種的抗寒性由強(qiáng)到弱依次為白色巧克力>炫目玫紅>炫彩櫻桃>薄荷花邊>塔斯卡洛拉>民族紅。

在自然界中，植物的抗寒性受多重因素的影響。與植物的抗寒性相關(guān)的生理指標(biāo)還有自由水含量、可溶性糖含量、過(guò)氧化酶、游離脯氨酸和超氧化物歧化酶等。單一的指標(biāo)難以準(zhǔn)確反映植物的抗寒性，對(duì)植物的抗寒性的研究需要進(jìn)行多種試驗(yàn)測(cè)定來(lái)綜合評(píng)價(jià)[10]。本文通過(guò)電導(dǎo)法，并結(jié)合Logistic方程對(duì)6個(gè)紫薇品種的抗寒性進(jìn)行了初探，初步了解不同品種間抗寒性的差異。

在試驗(yàn)室內(nèi)人工采用超低溫冰箱模擬自然環(huán)境存在一定的局限性。王文舉等[11]認(rèn)為，在人工模擬低溫環(huán)境下測(cè)定的半致死溫度不可能完全反映出自然條件下的凍害，而且對(duì)供試材料的選擇也會(huì)影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。本試驗(yàn)測(cè)得的紫薇品種的半致死溫度相對(duì)比實(shí)際栽培的半致死溫度偏低。在今后的實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)田間表現(xiàn)并結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合考慮。