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低温胁迫对新型油料植物星油藤的影响初探

2014-02-06王晓敏

浙江农业科学 2014年11期
关键词:去离子水抗寒性电导率

王晓敏,张 燕

(贵州省亚热带作物研究所,贵州兴义 562400)

低温胁迫对新型油料植物星油藤的影响初探

王晓敏,张 燕

(贵州省亚热带作物研究所,贵州兴义 562400)

以星油藤叶片为试验材料,进行不同低温胁迫处理,测定其相对电导率及含水量。结果表明:相对电导率变化遵循Logistic曲线方程的规律,回归分析确定其半致死温度LT50在7.92~10.19℃,且叶片含水量随着胁迫温度的降低而下降。

星油藤;低温胁迫;Logistic曲线;半致死温度

星油藤(Plukenetias volubilis L.),也称山花生、印加坚果、艽芥果、南美油藤等,为大戟科多年生常绿木质藤本油料植物,原产南美洲亚马逊河热带雨林的高海拔地区,已被当地居民食用了3 000多年[1]。

星油藤种子含油量高达45%~54%,油脂含多元不饱和脂肪酸90%以上,还含有抗氧化成分的维生素A,E和蛋白质,具有较强的抗氧化性和药食保健功能,是理想的保健食用油和化妆品原料,是亟待研究开发的一种特色高档新型保健油料植物。2011年,贵州亚热带作物研究所引种到贵州低热河谷区南北盘江一带试种栽培,表现出植株生长快、开花结果早、坐果率高等特点,生育期280 d左右,1次种植可多年采收,经济效益显著。但在自然栽培条件下,每年1-2月都易遭受不同程度低温霜冻。通过3年的观察,当气温低于5℃时[2],其新老叶片易枯萎脱落,果实不能成熟,枝条枯死,需采取防寒措施才能保证主茎第2年进入春暖后重新萌芽生长。因此为进一步明确低温对星油藤生理的影响,探索其抗寒机理,试验以人工低温处理星油藤成熟叶片,探讨低温胁迫对相对电导率及叶片含水量的影响,并通过Logistic回归分析确定星油藤的低温半致死温度(LT50),以期为选定星油藤在贵州的适宜种植区域,发展其越冬防寒技术提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

从中国科学院西双版纳热带植物园引进星油藤种子,于贵州省亚热带作物研究所试验基地育苗,以种植后已结果植株为试材。上海日岛科学仪器有限公司DDS-11A数字式电导仪测定叶片电导率。

1.2 处理设计

从生长健壮的星油藤植株同一部位摘取大小一致的成熟叶片,用去离子水冲洗干净后保存于自封袋中,以20℃室温为对照,后放入冰柜中做低温处理。处理温度从10℃逐渐降到4℃,2℃,0℃,-2℃,-4℃。每个温度分别处理24,48,72 h后测定相对电导率和含水量,每处理重复3次。

相对电导率的测定。每天上午取出处理的叶片,除去中脉后,以去离子水洗净,在滤纸上吸干。用普通打孔器打成均匀小片,称取样品0.5 g,后放入100 m L具塞三角瓶中,并加入去离子水20 m L,搅拌均匀,在室温下静置30 m in,后用电导仪测定溶液的电导率E1;然后置于水浴锅煮沸10 min,冷却至室温后,测定溶液总电导率E2。相对电导率/%=[(E1-空白去离子水电导率)/(E2-空白去离子水电导率)]×100。

叶片含水量测定。取经连续低温处理72 h后的叶片先称重M1,再放入105℃烘箱中烘至恒重,再称重M2。叶片含水量/%=(M1-M2)/ M1×100。

1.3 数据统计

通过Excel 2003,SPSS 15.0软件做Logistic回归分析,并求出相对电导率为50%时的LT50值。

2 结果与分析

2.1 低温胁迫对叶片相对电导率的影响

在不同低温胁迫下分别处理24,48,72 h,相对电导率变化结果如图1所示。

图1 低温胁迫不同时间相对电导率变化

从图1可以看出,3个处理时间的相对电导率均随着温度的下降而升高。温度开始下降时,相对电导率上升较缓慢,随后快速上升,后又趋于缓慢。相对电导率呈S型曲线变化,即随胁迫温度的降低,呈缓慢增加-快速增加-缓慢增加的趋势,其规律基本符合Logistic曲线的变化规律,这与刘冰等[3-6]在其他植物上的研究结果一致。

从胁迫时间来看,随着低温胁迫时间持续增加,相对电导率增大,说明低温持续时间的增加,使主动运输机制受到破坏的程度增大,细胞膜透性增大,离子外渗增大。

2.2 LT50值的确定

参照刘建等[4]的研究方法。低温胁迫不同时间段的叶片相对电导率曲线变化基本符合Logistic变化规律,回归分析结果见表1。

用Logistic方程y=k/(1+a e-bx)拟合,其中,y为低温处理下的相对电导率,x为处理温度,k,a,b为参数,求回归方程的二阶倒数,并令其等于0,即可获得曲线的拐点d2y/d2x的x值,即ln a/b,即为LT50值。

在此低温下,叶片相对电导率的递增效应越大,LT50值越低,说明该物种抗寒性越强;反之则抗寒性越弱。

表1 低温胁迫下不同时间对叶片相对电导率影响的Logistic回归方程

从表1可知,随着低温胁迫时间的持续,LT50逐渐有所增加。星油藤叶片的LT50值范围在7.92~10.19℃,各参数方程的相关系数均在0.96以上。2.3 低温胁迫对叶片含水量的影响

在低温胁迫持续72 h后,星油藤叶片含水量变化如图2所示。

图2 低温处理72 h后叶片含水量变化

从图2可知,叶片含水量随着胁迫温度的降低而下降,当温度降至﹣4℃时,叶片含水量比对照20℃时下降了27.28%。说明在冬季气候条件下,低温造成星油藤叶片失水导致枯萎脱落。

3 小结与讨论

低温胁迫后,星油藤叶片相对电导率遵循Logistic曲线的变化规律,通过Logistic回归分析得出,随着低温胁迫时间的持续,LT50逐渐有所增加,表明随着低温持续时间的增加,主动运输机制损伤的程度依次增强,对细胞致死具有更显著的作用。

Logistic分析还得出,星油藤的LT50值在7.92~10.19℃,这与田间观察的气象温度10℃左右时,星油藤叶片边缘开始部分卷缩萎蔫但并不脱落的现象基本吻合。但本试验仅对星油藤叶片的低温半致死温度进行了分析,由于冬季其侧茎、果实等均受到低温为害,后期继续研究其侧茎、果实的低温半致死温度对全面了解该物种的抗寒性是必要的。

植物受0℃以上低温冻害后,吸水能力和蒸腾速率都明显下降,引起水分代谢失调,经0℃以下低温后,植物组织细胞内的自由水结冰,从而破坏细胞结构,使细胞失水[6]。由此得出低温对星油藤可造成水分代谢失调影响的结论。因此为了使星油藤在贵州低热河谷区域能安全自然越冬,通过低温锻炼等措施提高其抗寒性将是下一步研究重点。

[1] 蔡志全.特种木本油料作物星油藤的研究进展[J].中国油脂,2011,36(10):1-6.

[2] 张燕,龚德勇,王晓敏,等.星油藤在贵州低热河谷区适应性观测[J].农业研究与应用,2012(6):21-23.

[3] 刘冰,王有科.应用Logistic方程确定花椒枝条低温半致死温度[J].甘肃农业大学学报,2005,40(4):475-479.

[4] 刘建,项东云,陈健波,等.应用Logistic方程确定三种桉树的低温半致死温度[J].广西林业科学,2009,38(2):75-78.

[5] 杨华,唐茜,黄毅,等.用电导法配合Logistic方程鉴定茶树的抗寒性[J].福建茶叶,2006(3):320-321.

[6] 王忠.植物生理学[M].北京:中国农业出版社,2000.

(责任编辑:张瑞麟)

S 565

A

0528-9017(2014)11-1691-02

文献著录格式:王晓敏,张燕.低温胁迫对新型油料植物星油藤的影响初探[J].浙江农业科学,2014(11):1691-1692,1698.

2014-06-25

贵州省农科院基金项目[(2011)009号];黔西南州科技局项目[(2012)52号]

王晓敏(1982-),女,贵州安顺人,助理研究员,硕士,从事油脂植物资源保护与创新工作。E-mail:wxmgzu@163.com。

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