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浅谈法国梧桐的抗寒性分析

返回列表 来源:未知 发布日期:2019-09-25 11:19【

法国梧桐学名悬铃木(Platanus orientalis L.), 又称法桐,原产于东南欧、印度及美洲。法国梧桐喜 温暖、湿润环境,为阔叶落叶乔木,树干粗大,寿命 长;叶大荫浓,树姿优美,具有超强的吸收有毒有害 气体、抵抗烟尘、隔离噪音能力,且病虫害少。由于 法国梧桐具有良好的观赏和绿化性能,全国许多城 市都将其作为主要绿化树,特别是北方城市,常常 将其作为主要绿化树种,栽培界限一直向北移动。 北京市内一些街道将法国梧桐作为行道树。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试材料为北京市海淀区曙光花园小区周边 行道树法国梧桐,所采枝条均为生长状况基本一致 的 1 年生枝条。

1.2 试验器材

电子天平(JA2603B,上海精科实业有限公司); 干燥箱(PH030A 型,上海一恒科学仪器有限公司); 磁力搅拌器(HJ-3,金坛市中正仪器制造有限公 司);pH 计 (HI2221,意大利 HANNA);水浴锅 (HWS-24,上海一恒科学仪器有限公司);电导仪 (HANNA EC215,意大利 HANNA)。

1.3 试验方法

1.3.1 材料采集

2015 年 12 月中旬,从发育正常 的 1 年生枝条第 4 个芽开始,剪取 40~50 cm 长的 枝条,置于聚乙烯袋中,带回实验室。枝条用自来水、 蒸馏水和重蒸馏水冲洗干净后,用纱布擦干,备用。

1.3.2 氯化钠溶液处理

为了模拟冬季融雪剂对 法国梧桐的影响,利用 0.5%的氯化钠溶液浸泡处 理法国梧桐枝条 24 h,同时以不处理作为对照。

1.3.3 低温处理

未处理和氯化钠处理的法国梧 桐置于自封袋中,分别置于 0,-5,-10,-15,-20,-25, -30,-35 ℃的低温冰箱中处理 24 h,再以 5 ℃/h 的 速度升温至 0 ℃,然后取出枝条,在室温下解冻 1 h, 用滤纸吸干水分,将冷冻后的枝条剪成 0.5 cm 小段 (不含芽部分)。

1.3.4 电导率的测定

分别称取处理和对照样本 3 g 放于试管中,加入 30 mL 无离子水,真空渗入 10 min,静置 12 h 左右。用电导仪测定浸提液的电 解质渗出率;然后将样品密封置于沸水浴中煮 1 h, 静置 12 h 左右,测定浸提液的电解质渗出率,其为细胞全部被破坏后浸提液的电解质渗出率,代表离 体枝条细胞电解质总量。以自然条件下(0 ℃)的电 解质渗出率为对照 。每处理重复 3 次 。 相对电导率=S1/S2×100% (1) 式中,S1 为初始电导率;S2 为煮沸后电导率。

1.3.5 Logistic 回归分析

Logistic 回归分析参照王 晓辉等的方法进行。对试验数据(相对电导率)进 行 Logistic 回归分析,回归模型如下。 y=K(1 / +ae-bx) (2) K=(y2 (2 y1+y3 )-2y1y2y3 )(/ y2 2 -y1y3 ) (3) 式中,y 为相对电导率,y1、y2、y3 为测定结果中 等距离的三点的相对电导率,拐点为 d2 y/dx2 =0 时 的 x 值,经求导简化可得如下公式。 x=lna/b (4) Logistic 方程如下。 y=K(1 / +ae-bt) (5) 式中,y 为实测细胞伤害率;t 代表冷冻温度;K 为细胞伤害率的饱和容量。因本试验中细胞伤害率 消除了本底干扰,故 K 值为 100;a、b 为方程参数。 为确定 a、b 值,将 Logistic 方程转化为式(6)。 ln(K-y)/y=lna-bt (6) 令 y′=ln(K-y)/y,则转化成细胞伤害率(y′) 与处理温度(t)的直线方程。通过直线回归求出 a、b 值及相关系数,对回归方程进行二阶导数变换得到 方程曲线的拐点值,即为低温半致死温度(LT50)。

1.4 数据处理

数据采用 Excel 2003 和 SAS 8.1 软件进行统计 分析。

2 结果与分析

0.5%的氯化钠处理和未处理(对照)法国梧桐 枝条经不同低温处理后,相对电导率呈现较为一致 的变化趋势(图 1),均随着低温处理温度的下降,法 国梧桐枝条内相对电导率上升,0~-15 ℃相对电 导率上升平缓;然后在 -15~-25 ℃低温相对电导 率急剧升高;之后又趋于平缓。但是,0.5%的氯化钠 处理和未处理之间存在一定差异。由此说明,0.5% 的氯化钠溶液处理对法国梧桐的耐寒性有一定影 响。植物的细胞在致死性伤害出现之前,往往有一 个从可逆到不可逆伤害的逐渐发展过程,在这一过 程中,有的细胞有“修复”能力,因而整个组织在不 同温度下电导率总是呈“S”形曲线,故用 Logistic 方 程进行拟合,与真实情况较为接近 。CK 枝条的的 Logistic 方程为 y=100/ (1+ 3.23e0.073)(t R2 =0.832**),表现出细胞伤害率(y)与处 理温度(t)之间存在显著的直线相关关系,低温半 致死温度为 -16.07 ℃。

3 结论与讨论

低温对植物可造成生物膜系统损伤,目前细胞 膜透性已作为检测植物耐寒性大小的一个重要指标。电解质外渗率大小可反映出植物受害程度, 低温胁迫下,抗寒性较差的植物膜透性增加速度较 快。目前,利用电导法测定细胞膜透性已成为常规 耐寒性的测定方法,为国内外研究者广泛应用,并 获得了较为理想的结果。本研究利用电导法结合 Logistic 方程通过求拐点可计算出低温半致死温 度,其表现出的差异可以用于衡量耐受低温的能 力,且这种差异表现为拐点温度与抗寒力之间呈负 相关趋势,拐点温度越低,表明其半致死温度越 低,即该树种抗寒性越强。结果的准确程度要进行 Logistic 方程拟合度显著性检测,拟合度达显著水 平时,计算出的结果才精确可靠。本试验中,拟合度 结果均达到显著水平,故求出的 LT50 可信度较高。