3种地被菊的抗寒生理特性比较_乔谦.pdf
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1、浙江农业科学 Journal of Zhejiang Agricultural Sciences ISSN 0528-9017,CN 33-1076/S 浙江农业科学网络首发论文浙江农业科学网络首发论文 题目:3 种地被菊的抗寒生理特性比较 作者:乔谦,朱乐,王江勇,王璐,贾曦 DOI:10.16178/j.issn.0528-9017.20220818 收稿日期:2022-07-28 网络首发日期:2023-06-30 引用格式:乔谦,朱乐,王江勇,王璐,贾曦3 种地被菊的抗寒生理特性比较J/OL浙江农业科学.https:/doi.org/10.16178/j.issn.0528-9017.
2、20220818 网络首发网络首发:在编辑部工作流程中,稿件从录用到出版要经历录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿等阶段。录用定稿指内容已经确定,且通过同行评议、主编终审同意刊用的稿件。排版定稿指录用定稿按照期刊特定版式(包括网络呈现版式)排版后的稿件,可暂不确定出版年、卷、期和页码。整期汇编定稿指出版年、卷、期、页码均已确定的印刷或数字出版的整期汇编稿件。录用定稿网络首发稿件内容必须符合出版管理条例和期刊出版管理规定的有关规定;学术研究成果具有创新性、科学性和先进性,符合编辑部对刊文的录用要求,不存在学术不端行为及其他侵权行为;稿件内容应基本符合国家有关书刊编辑、出版的技术标准,正确使用和统一规
3、范语言文字、符号、数字、外文字母、法定计量单位及地图标注等。为确保录用定稿网络首发的严肃性,录用定稿一经发布,不得修改论文题目、作者、机构名称和学术内容,只可基于编辑规范进行少量文字的修改。出版确认出版确认:纸质期刊编辑部通过与中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有限公司签约,在中国学术期刊(网络版)出版传播平台上创办与纸质期刊内容一致的网络版,以单篇或整期出版形式,在印刷出版之前刊发论文的录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿。因为中国学术期刊(网络版)是国家新闻出版广电总局批准的网络连续型出版物(ISSN 2096-4188,CN 11-6037/Z),所以签约期刊的网络版上网络首发论文视为正式出版
4、。文献著录格式:乔谦,朱乐,王江勇,等.3 种地被菊的抗寒生理特性比较J.浙江农业科学,2023,64 DOI:10.16178/j.issn.0528-9017.20220818 3 种地被菊的抗寒生理特性比较 乔谦1,朱乐2,王江勇1*,王璐3,贾曦3(1.山东省果树研究所,山东 泰安 271000;2.山东乐惠生态农业发展有限公司,山东 泰安 271000;3.山东省农业科学院,山东 济南 250100)摘 要:为探究低温胁迫对地被菊不同品种生理指标的影响,比较了黄菊 1 号、红小、1709 三个地被菊品种的抗寒性,通过比较分析相对电导率、丙二醛含量、可溶性蛋白含量和可溶性糖含量等指标,
5、运用多重比较和隶属函数法综合评价这 3 种地被菊的耐寒性强弱,并采用石蜡切片技术,观测了 3 个地被菊品种叶片的栅栏组织厚度、叶片厚度、主叶脉厚度等叶片解剖结构,并运用多重比较和隶属函数法,综合分析其抗寒性。结果显示,在形态指标和生理指标上 3 种地被菊抗寒性排序由高到低均为红小黄菊一号1709。关键词:地被菊;低温胁迫;生理指标;叶片解剖结构;耐寒性评价 中图分类号:S682.1 文献标志码:A 文章编号:0528-9017(2023)00-0000-00 菊花(Chrysanthemum)是菊科菊属多年生宿根草本花卉。作为中国十大传统名花,深受人们的喜爱1。1985 年始,陈俊愉院士等人采
6、用小菊与多种野生菊花进行多年杂交,选育便于管理、适宜地栽过冬的地栽菊花品种群,命名为“地被菊”2。如今,地被菊新品种已达上千种,主要以东北、华北、西北地区为主,具有花色花型丰富,抗旱性、抗寒性强,植株矮小,覆盖性好,绿期长等特征,是一种良好的被覆盖材料与装饰花卉,在各类园林绿地中广泛应用,具有良好的观赏价值与经济价值3-4。寒害和冻害是北方主要天气灾害,几乎每年都有不同程度的发生,气候变化背景下更有加剧的趋势。低温胁迫往往伴随着植物的膜透性、渗透势、抗氧化酶系统等变化,进而影响植物的生长与发育以及地被菊的产量和品质5,导致园林绿地应用地被菊观赏品质下降,制约城市园林绿化应用,降低经济效益。随着
7、城市绿化对四季耐寒地被植物需求的不断增加,地被菊抗寒品种的选育再次成为了热点6。本文以黄菊一号、红小与 1709 三个品种的地被菊为研究材料,通过人工模拟低温环境,对比不同低温处理下各品种地被菊的渗透调节物质、抗氧化酶活性、解剖结构指标等参数,进行抗寒性综合评定,研究其耐寒性强弱,进行抗寒性综合评价与筛选,发掘优秀地被菊品种,以期为国内寒冷地区推广优良地被菊提供科学依据,为进一步研究菊花抗寒性机理、选育抗寒性新品种奠定基础。收稿日期:2022-07-28 基金项目:山东省重点研发计划项目(2020CXGC010804);“科创中国”泰安试点市项目(KCZGXM202204);山东省农业良种工程
8、项目(2017LZN027)作者简介:乔谦(1993),男,山东济宁人,助理研究员,主要从事园艺品种资源选育与栽培研究,Email:qiaoq404 。通信作者:王江勇(1978),男,陕西韩城人,副研究员,主要从事园艺品种资源选育与栽培研究,Email:sdwjy3000 。网络首发时间:2023-06-30 15:07:25网络首发地址:https:/ 材料和方法 1.1 试验材料 于 2020 年 78 月在山东省果树研究所金牛山花卉种质资源圃选取长势良好无病虫害的黄菊一号、红小、与 1709 三个品种的一年生地被菊扦插苗为试验材料,尽量保证植株生长状况一致,以保证试验数据的准确性。1.
9、2 试验方法 1.2.1 人工低温处理 2020 年 8 月上旬,摘取黄菊一号、红小、与 1709 三个品种的地被菊健壮植株枝条上第 24 个叶片,每种 3040 片并混合均匀,用潮湿纱布包裹,经自来水、蒸馏水、去离子水冲洗去除表面尘土等杂质,用滤纸轻轻吸干叶片上的水分。将每个品种的地被菊叶片平均分成 5 份,利用低温恒温槽/人工气候箱/冰箱进行低温处理。先放入冰箱中 4预冷 2 h,预冷结束后,共设 5 个温度梯度(0、4、8、12、16),每个梯度处理 2 h。处理结束放入 4冰箱解冻 2 h,解冻后进行解剖结构的观察与丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量等生理指标的测定,
10、每个处理 3 次重复。1.2.2 叶片解剖结构观察 每个处理取 10 片解冻后的叶片,剪取该叶片主脉部分,福尔马林-乙酸-乙醇混合液(FAA液)固定后完成脱水、透明、包埋等制片过程,切片 8 m,番红固绿双重染色,中性树胶封片并烘干。将制作好的石蜡切片置于 LEICA DMLB/荧光倒置显微镜下观察并拍照,利用 Leica Application Suite 图像分析软件测定其主脉直径、叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、角质膜厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅海比、叶肉组织紧密度和叶肉组织疏松度,所测数据均为 15 个视野下的平均值,用 SPSS 软件对数据进行显著性分析。1.2.3 抗寒性
11、生理指标测定方法 相对电导率(relative electric conductivity,REC)采用电导法测定测定7,将叶片避开叶片主脉和叶缘剪成 5 mm5 mm 大小,称取 0.2 g,装入试管中,加入去离子水 20 mL。试管塞口后置于恒温振荡箱充分振荡 1 h,用电导率仪测量初电导率(S1)。再将试管放入沸水浴中加热 15 min,冷却至室温后测其终电导率(S2)。实验重复 3 次。将不同温度梯度下的各组样品剪碎混合均匀,准确称取叶片 0.5 g 置于预冷的研钵中,加入少量石英石和适量液氮,充分研磨后转入加有 5 mL 磷酸缓冲液(50 mmolL-1,PH 值7.8)的离心管中。
12、将离心管置于冷冻离心机中 4、10 000 rmin-1 离心 20 min。所得上清液即为酶液,可用于 MDA、可溶性蛋白含量测定和过氧化物酶(peroxidase,POD)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性测定。POD 测定采用愈创木酚法,SOD 活性测定采用氮蓝四唑法,MDA 测定采用 MDA 检测试剂盒,可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法,可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝染色法8,3 次重复,取平均值进行统计。1.3 数据分析与处理 根据 REC 拟合 logistic 回归方程确定各植株的半致死温度。叶片结构指标的相关指数(Ri 2)计算公式为:Ri
13、 2=r 2/(n1),(i=1,2 n)。其中,r 为同类中某一指标与其他指标之间的相关系数,n 为同类中指标的个数。采用 Excel 2007 制表,应用 SPSS 22.0(P=0.05)统计分析软件进行各指标试验数据显著性差异分析,运用隶属函数法,对各指标求得的隶属值进行累加、取平均数。按照从大到小的顺序对各地被菊品种的反隶属函数平均值进行排序,对 3 种地被菊进行抗寒性综合评价。2 结果与分析 2.1 低温胁迫下 3 种地被菊的生理指标 2.1.1 低温胁迫对 3 种地被菊相对电导率的影响 细胞膜是细胞内部与外部环境之间的分界面,低温对细胞的影响最先作用于细胞膜,细胞膜透性随温度的下
14、降而增加,电解质和一些小分子有机物大量外渗,从而引起相对电导率的上升。在低温胁迫下 3 种地被菊 REC 的变化情况如表 1 与图 1 所示。3 种地被菊 REC 的变化趋势相同,都随着温度的降低逐渐升高,但不同品种地被菊的相对电导率变幅不同,总体上看相对电导率均呈“缓慢升高迅速升高平稳升高”的“S”型曲线;从 0降至4时,1709 叶片电导率急剧升高,且高于黄菊 1 号与红小,叶片细胞膜受害越严重是相对电导率变化幅度越大的主要原因,表明该品种对低温更敏感,4时其细胞膜已被破坏,且被破坏程度远大于其他品种;在整个低温胁迫过程中,黄菊 1 号与红小的叶片相对电导率较低,初步推测而二者抗寒性较强。
15、表 1 低温胁迫对 3 种地被菊 REC 的影响 温度/黄菊 1 号 红小 1709 0 15.13 0.87 C 15.35 0.38 C 16.72 0.57 D 4 19.49 0.36 C 18.07 0.73 B 44.70 1.40 C 8 82.27 1.35 B 82.22 1.09 A 81.05 1.04 B 12 84.92 7.47 B 83.99 2.43 A 81.98 2.54 B 16 94.76 1.37 A 82.80 1.82 A 86.27 1.64 A 注:同列数据后无相同大写字母表示不同温度处理下差异显著(P黄菊 1 号1709,3 个品种间差异显著
16、。红小角质层最厚,为 0.003 2 m;黄菊 1 号和 1709 角质层厚度为 0.003 1 m。3 个品种上表皮厚度均大于下表皮厚度。其中黄菊 1 号上表皮最厚,红小上表皮最薄。黄菊 1 号下表皮最厚,红小下表皮最薄。栅栏组织厚度依次为:红小1709 黄菊 1 号。红小海绵组织最厚,1709 最薄。栅海比依次为:1709黄菊 1号红小。细胞结构紧密度排序与栅海比一致。细胞结构疏松度依次为:红小黄菊1号1709。黄菊 1 号 1709 红小 图 2 3 种地被菊叶片解剖结构 表 8 3 个地被菊品种叶片解剖结构指标及多重比较 指标 黄菊 1 号 1709 红小 平均值 变异系数/%叶片厚度
17、/m 0.246 7 0.008 0 B 0.225 3 0.017 7 C 0.291 9 0.006 0 A 0.254 6 12.06 角质层厚度/m 0.003 1 0.000 4 0.003 1 0.000 9 0.003 2 0.001 0 0.003 1 23.81 上表皮厚度/m 0.035 2 0.004 3 0.034 0 0.004 4 0.031 5 0.005 6 0.033 6 14.13 下表皮厚度/m 0.020 8 0.006 1 0.016 2 0.002 9 0.015 3 0.002 7 0.017 4 26.57 栅栏层组织厚度/m 0.061 5 0
18、.003 6 0.071 4 0.009 4 0.072 0 0.012 7 0.068 3 14.64 海绵层组织厚度/m 0.124 4 0.012 8 B 0.097 4 0.017 2 C 0.162 5 0.005 7 A 0.128 1 23.47 栅海比 0.500 3 0.075 2 B 0.763 5 0.216 5 A 0.445 9 0.092 5 C 0.569 9 34.23 叶片解剖结构紧密度 0.249 8 0.022 3 B 0.319 9 0.058 3 A 0.246 8 0.042 7 B 0.272 2 19.64 叶片解剖结构疏松度 0.503 6 0
19、.038 9 B 0.430 3 0.050 7 C 0.556 8 0.024 3 A 0.496 9 13.08 注:同行数据后无相同大写字母表示同一指标不同品种间差异显著(P黄菊 1 号 1709。表 9 3 种地被菊的 logistic 回归方程及低温半致死温度 品种 logistic 方程 半致死温度/拟合度(R2)红小 y=100/(1+9.447e-0.438x)5.124 0.922 黄菊 1 号 y=100/(1+12.202e-0.689x)3.631 0.920 1709 y=100/(1+5.250e-0.487x)3.408 0.939 2.3.2 3 种地被菊叶片各
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