植物在生长过程中往往受到各种非生物因子的胁 迫,其中温度是影响植物生长的重要因子。近年来,全球气温不断升高,在盛夏由于温度高于植物生长的最适温度,甚至超过了植物生长的最高温度,对植物生长发育甚至生命都造成了严重威胁。因此,研究植物在高温胁迫下的生理生化指标变化,将有助于采取相应措施以减轻高温对植物的为害,不仅在理论上而且在生产实际上均具有重要价值。
金钻蔓绿绒是天南星科多年生常绿草本热带植物,原产于南美洲,喜温暖、湿润半阴环境,最适生长温度为 18 ~30 ℃,温度 > 30 ℃时生长会受到抑制。金钻蔓绿绒是很好的观叶植物,在我国中南部各省广泛栽培,已成为家庭种植的主要花卉之一。
但由于全球气温持续升高,尤其是我国北方 6 ~ 8 月温度有时会上升到 40 ℃甚至更高,致使温室和大棚内高温为害日益突出,加上通风不良,设施内温度有时可高达 50 ℃,使植株生长发育受阻,严重时甚至死亡,高温对金钻蔓绿绒栽培是灾难性的打击。
高温对细胞膜损伤是一种膜脂过氧化反应,逆境胁迫下自由基在细胞中的积累往往能引起细胞膜结构和功能的紊乱。研究表明,高温下植物的丙二醛(MDA) 含量呈现增加趋势,且胁迫温度越高,MDA 含量在植物体内积累得越多。专家认为,高温首先破坏细胞膜的完整性,并认为细胞膜的热稳定性是提高抗性遗传变异的适宜指标。高温使作物质膜饱和程度下降,质膜通透性增大,电解质大量外渗,导致电导率升高。目前高温胁迫对植物耐热生理指标的影响已成为国内外研究的热点,但高温对金钻蔓绿绒耐热生理指标的研究尚未见报道。
为了了解高温对金钻蔓绿绒为害的生理生化机制,改善温室栽培条件下高温对金钻蔓绿绒生长的不良影响,提高花卉的观赏效果,有必要对金钻蔓绿绒耐高温机制进行系统研究。本研究结果对金钻蔓绿绒幼苗的栽培管理有着重要的实际意义,同时也可为园林观赏植物的耐热性研究提供理论依据。
1、 材料与方法
试验在太原市苗圃的温室内进行。2012 年 4 月将有 3 ~5 个叶片的金钻蔓绿绒扦插苗,栽至事先放入金钻蔓绿绒专用培养土的塑料盆 (10 cm × 10 cm)内,进行正常的养护管理; 5 月选取生长健壮、无病虫害、大小均匀的植株,进行高温胁迫试验。采用单因素随机区组设计,把参试材料分别放入不同温度的人工培养箱里进行高温处理,试验设温度 35、40 和45 ℃ 以及室温 (CK) 4 个处理,每处理 15 盆,3 次重复。分别在处理前以及处理后 8、16、24、32 和40 h,测定金钻蔓绿绒叶片的相对电导率和丙二醛含量。其中,电导率测定采用电导仪法,丙二醛含量测定采用硫代巴比妥酸法。利用 EXCELL 软件对数据进行统计分析,再利用方差分析和多重比较对数据进行差异显著性检验。
2、 结果与分析
2. 1 高温胁迫对金钻蔓绿绒叶片电导率的影响
高温胁迫前,试材叶片的相对电导率差异均不显著。35 ~45 ℃ 高温胁迫处理后,试材叶片的相对电导率均 > CK (表 1) ,表明高温胁迫对金钻蔓绿绒叶片细胞造成了生理伤害。
相同胁迫时间条件下,随着胁迫温度的升高,叶片相对电导率均呈逐渐显著下降趋势; 相同高温条件下,随着胁迫时间的延长,叶片相对电导率均呈逐渐上升趋势。35 ℃ 所有胁迫处理的叶片相对电导率均显著 > 其 CK,胁迫温度升高后叶片相对电导率反而显著下降,45 ℃胁迫 8 h 的叶片相对电导率甚至与胁迫前差异不显著,表明高温胁迫导致叶片细胞膜受害程度加深,温度过高 (45 ℃) 时植物细胞甚至会解体而失去活性。可以看出,植物所受胁迫温度越高、时间越长,其叶片细胞受到的生理伤害就明显越重。
在所有高温胁迫处理中,35 ℃ 处理 40 h 的叶片相对电导率最高,表明此时金钻蔓绿绒叶片细胞内电解质的渗漏量最多,叶片细胞受到的生理伤害最重。
2. 2 高温胁迫对金钻蔓绿绒叶片丙二醛含量的影响
相同高温条件下,8 h 胁迫处理的叶片丙二醛含量均≤其 CK,而≥16 h 胁迫处理的叶片丙二醛含量均显著 > 其 CK (表 2) 。表明金钻蔓绿绒对高温的忍耐时间不超过 16 h。
胁迫时间为 8 h 时,35 ℃胁迫处理的叶片丙二醛含量显著 < 其 CK; 而 40 和 45 ℃胁迫处理的丙二醛含量均显著 > 其 CK,且丙二醛含量随着胁迫温度的不断升高而逐渐显著增加。表明金钻蔓绿绒可以忍耐35 ℃ 高温 8 h; 当温度上升到更高时,加速了膜脂过氧化反应,导致体内丙二醛大量积累,细胞膜受到严重伤害,植物抵御高温的能力急剧下降。
35、40 和 45 ℃ 高温胁迫 40 h 的叶片丙二醛含量分别较其处理前的丙二醛含量分别增加了 40. 00%、81. 25% 和 123. 53% 。 可以看出,整个试验期间,35 ℃ 处理的叶片丙二醛含量上升趋势相对缓慢,45 ℃ 处理的叶片丙二醛含量上升趋势相对较快。
3、 结论与讨论
本研究结果显示,叶片相对电导率随着胁迫温度的不断升高而逐渐显著下降,随着胁迫时间的不断延长而逐渐上升,其中 35 ℃处理 40 h 的叶片相对电导率最高,表明此时金钻蔓绿绒叶片细胞膜受到的生理伤害最重; 而当温度继续上升至 40 和 45 ℃时,叶片相对电导率反而依次显著下降,表明植物细胞已经不能忍耐更高的温度,细胞膜的完整性受到严重破坏,质膜受害程度加深、细胞解体,此时幼苗无法进行自我修复和调节,导致植物失去生理现象而逐渐死亡。
叶片丙二醛含量随着胁迫温度的升高和胁迫时间的延长而持续上升。35 ℃胁迫 8 h 处理的叶片丙二醛含量显著 < 其 CK,而40 和45 ℃胁迫8 h 处理的丙二醛含量均显著 > 其 CK,且胁迫时间≥16 h 处理的叶片丙二醛含量均显著 > 其 CK。表明金钻蔓绿绒可以忍耐 35 ℃高温 8 h; 当温度上升到更高时,细胞内的脂膜过氧化程度持续加深,导致体内丙二醛大量积累,细胞膜受到严重伤害,植物抵御高温的能力急剧下降。在整个试验期间,35 ℃ 处理的叶片丙二醛含量上升趋势相对缓慢。
从高温胁迫对叶片相对电导率和丙二醛含量 2 项指标看,金钻蔓绿绒可以勉强忍耐 35 ℃高温 8 h。
参考文献:
[1] 欧祖兰,曹福亮,郑 军 . 高温胁迫下银杏形态及生理生化指标的变化 [J]. 南京林业大学学报: 自然科学版,2008,32 (3) : 31 - 34.
[2] 毛洪玉 . 园林花卉学 [M]. 北京: 化学工业出版社,2005: 5.
[3] 李会丽,贺守业,颜小军,王孟立,刘青云,曹赞喜 .盆栽观叶新品———金钻蔓绿绒栽培技术 [J]. 科技信息,2008,(33) : 362 - 363.
[4] 熊济华,唐 岱 . 藤蔓花卉 [M]. 北京: 中国林业出版社,2000: 23.
[5] 曾韶西,王以柔,刘鸿先 . 低温下黄瓜幼苗子叶硫氢基(SH) 含量变化与膜脂过氧化 [J]. 植物学报,1991,33 (1) : 50 - 54.
[6] 姬承东,张德罡,朱 钧,张泽铭,陈 平 . 高温对匍匐翦股颖果岭草坪草生理特性及再生性的影响 [J]. 中国农学通报,2007,23 (1) : 221 -224.
[7] 胡安生,管彦良,蒋斌芳,王振东,牟莉桦,卢惠智 .高温胁迫与枳幼苗超氧物歧化酶活性和脂质过氧化作用的关系 [J]. 浙江农业学报,1996,8 (2) : 96 -101.
[8] 尹贤贵,罗庆熙,王文强,张 ?,潘光辉,杨琦凤,尹诗麟 . 番茄耐热性鉴定方法研究 [J]. 西南农业学报,2001,14 (2) : 62 - 65.
引言【研究意义】菊花(ChrysanthemummorifoliumRamat.)是中国传统名花,深受人们的喜爱。在世界范围内,菊花是市场上主要的鲜切花之一,也是重要的盆花、地被花卉。菊花起源于中国,是菊属部分野生种天然杂交再经人工选育形成的,其主要亲本为毛华菊(C.v...
百合(Liliumspp.)是世界着名切花之一,具有很高的观赏价值,一直深受人们喜爱,是重要的商品花卉和园林绿化植物。自Robb首次离体培养百合鳞茎以来,组织培养技术在百合上的应用已取得了显着的进展,但百合种类繁多,类型各异,目前很多品种尚未形成规模化生...
1、育种目标近年来随着人们生活水平的提高,人们的健康意识不断增强,而食物中转基因食品、农药残留、环境污染等因素使人们对食品安全的担忧不断加剧,所以人们希望食到健康、天然、保...
蝴蝶兰又称蝶兰,属于兰科,因其花形如彩蝶飞舞而得名。蝴蝶兰是一种多年生附生植物。多年常绿草本,单轴分枝。无假鳞茎,叶短并肥厚,多肉。根系发达,成扁平丛状,从节部长出。蝶状花序腋生,下垂,花开10~20朵。花色常见的有白色、紫色、粉色,现在还有黄色等等。...
水分是植物生长的必要条件,土壤水分是影响植物体内水分状况的重要因素.迄今关于植物在干旱胁迫下生理生化特征变化的研究较多,大量研究表明:干旱胁迫会导致植物细胞内活性氧自由基产生和清除的不平衡,从而出现活性氧自由基的大量积累,并由此引发和加剧了细胞...
大丽花(Dahliapinnata)原产于墨西哥、危地马拉及哥伦比亚一带,是菊科大丽花属的多年生球根草本花卉,花期长,色彩绮丽,具有极高的观赏价值.目前对大丽花的研究主要集中在栽培技术、花芽分化、品种资源与分类、组织培养技术、突变体和病虫害防治等方面,对...
野生植物,是指原生地天然生长的植物。野生观赏植物,从广义上说是具有观赏价值,可在园林中进行应用的野生植物,其观赏特性包括观花、观叶、观果等。野生植物资源是一个地区自然资源的重要组成部分,系统地开展野生植物资源调查,有助于了解一个地区植物资源的基...
花菖蒲(IrisensataThunb)别名玉蝉花,多年生草本,根状茎短粗,须根多数细条形,属鸢尾科鸢尾属。花大直径可达15cm以上旗瓣短于垂瓣,有黄色、鲜红色、蓝色、紫色等,并具蓝色、灰色、黑色带斑点和条纹,色彩多变,园艺品种达数百之...
暴马丁香(Syringareticulatavar.mandshu-rica),俗称暴马子、荷花丁香,木犀科丁香属落叶大灌木或小乔木,高4~15m。主要分布于黑龙江的大小兴安岭、吉林东部山区、辽宁、华北、西北、华中地区,朝鲜、俄罗斯、日本也有分布。暴马丁香喜温暖湿润气候,耐严寒,对...
植物化感作用是植物通过淋溶、挥发、残体分解和根系分泌等方式向环境释放化学物质,从而对周围植物产生直接或间接的、有害或有利的作用。植物间的这种化学作用对作物增产、森林抚育、植物保护和生物防治等方面有着广泛的影响。目前,植物化感作用已...