5种卫矛属植物对低温胁迫的生理响应及抗寒性评价

以5种卫矛属树种(品系)当年生充分休眠离体带叶枝条为试材,在高低温湿热试验箱内进行0℃、-10℃、-20℃和-30℃共4个梯度低温胁迫处理,考察其叶片解剖结构以及细胞膜透性、渗透调节物质、保护酶活性等生理指标的低温响应特征,并结合隶属函数分析方法综合评价5种卫矛属植物抗寒性。结果表明:(1)‘北海道黄杨6号’叶片有3层紧密的栅栏组织,北海道黄杨、胶州卫矛和大叶黄杨叶片有2层紧密、1层相对疏松的栅栏组织,扶芳藤叶片则只有2层排列紧密的栅栏组织;5个树种叶片组织紧密度表现为‘北海道黄杨6号’北海道黄杨胶州卫矛大叶黄杨扶芳藤。(2)通过Logistic方程拟合叶片相对电导率随温度的变化,获得5种卫矛树种的半致死温度(LT_(50))由低到高依次为‘北海道黄杨6号’(-19.69℃)、北海道黄杨(-17.41℃)、胶州卫矛(-16.03℃)、大叶黄杨(-13.33℃)、扶芳藤(-10.45℃)。(3)各树种叶片渗透调节物质含量随胁迫温度的降低而持续增加,在-30℃低温时,叶片可溶性糖含量以‘北海道黄杨6号’和北海道黄杨的增幅最大,可溶性蛋白含量以胶州卫矛和大叶黄杨增幅最大,但两者含量均以扶芳藤增幅最小。(4)各树种叶片抗氧化酶活性均随胁迫温度的降低而先升高后降低,大叶黄杨和扶芳藤叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)活性均在-10℃低温胁迫时达到峰值,而‘北海道黄杨6号’、北海道黄杨和胶州卫矛叶中各酶活性在-20℃低温胁迫时才达到峰值,它们酶活性峰值出现的时间及高低与其半致死温度的结果相吻合。(5)隶属函数综合评价结果显示,5种卫矛属植物的抗寒能力表现为‘北海道黄杨6号’北海道黄杨胶州卫矛大叶黄杨扶芳藤。研究发现,在低温胁迫条件下,卫矛属植物一方面通过渗透调节物质的合成来提高细胞内的渗透势,另一方面通过增强抗氧化酶活性来清除细胞内过量的活性氧、酚酸类等有害物质,从而对低温环境具有一定的适应能力,这为卫矛属植物抗寒种质的筛选及其在城市绿化中的合理应用提供了理论依据。