半致死温度

更新时间:2022-12-14 12:48

半致死温度:包括低温半致死温度和高温半致死温度。低温半致死温度是指在该温度时,植物达到半致死状态,当温度继续低于该温度时,植物所受的伤害将不可恢复甚至死亡。与高温半致死温度同理。

摘 要

运用电导率法对鸡爪槭的两种栽培变种“血红鸡爪槭”和“紫红鸡爪槭”进行耐热性测定。叶片经梯度高温处理后,处理温度与细胞伤害率之间呈“S”型曲线,经显著性检验符合Logistic方程。通过Logistic拐点确定半致死温度,得出“血红鸡爪槭”的耐热性强于“紫红鸡爪槭”。

半致死温度简介

以‘青皮’和‘矮化’佛手(Citrus medica var. sarcodactylis Swingle)为试材,测定不同低温下处理24 h后,叶片的电解质外渗率(REC),计算半致死温度(LT50);在半致死温度下设置不同处理时间,测定REC、超氧化歧化酶(SOD)活性、游离脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量,进行抗寒性分析。结果表明:佛手REC随温度降低及处理时间延长呈“S”形上升, LT50在-4~ -5℃之间;在LT50下,随着处理时间的延长SOD活性呈先上升后下降的趋势, Pro和MDA含量逐渐上升;12~ 24 h为佛手在LT50下冷害发生的临界时间。

关键词

“血红鸡爪槭”;“紫红鸡爪槭”;耐热性;半致死温度

随着城市园林建设中“彩化”要求的提高,彩叶树种在园林中地位越来越重要,已经成为环境色彩的重要组成部分。本文研究的“血红鸡爪槭”(Acer palmatum ‘Bloodgood’)和“紫红鸡爪槭”(Acer palmatum‘Atropurpureum’)是槭树科两种观赏价值较高的彩叶树种。“血红鸡爪槭”叶片5~7裂,卵状披针形,春、夏、秋三季叶片均为红色,春夏叶色为深红色,秋季叶片变为鲜红色;“紫红鸡爪槭”叶片常年红色或紫红色,5~7深裂,枝条也常紫红色,此种在上海园林中已经大量应用,既可在园林绿化中点缀风景,又可制作成造型优雅的盆景。在夏季高温时节,“紫红鸡爪槭”叶片出现焦边、干枯现象,严重影响观赏价值。为了解“血红鸡爪槭”适应上海地区夏季高温的能力,本文通过电导率法配合Logistic方程比较了2种植物的耐热性。

材料与方法

1.1、供试材料

材料为一年生“血红鸡爪槭”和“紫红鸡爪槭”嫁接苗,取自上海农林职业技术学院花圃。

1.2、试验方法选取一定部位生长叶龄相似的叶片若干,用去离子水洗净,纱布擦干,去除主脉并剪成0.5cm的小片,放入小烧杯中;用玻璃棒压住并准确加入20mL去离子水浸没叶片,放入真空干燥器用真空泵抽气8min后分别在室温、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃和70℃的水浴中放置20min,取出静止冷却2h;用电导率仪测定电导率(R)后全部放入100℃沸水浴中煮沸15min,以杀死植物组织;取出冷却后在20℃恒温下测定电导率(R0),每组实验重复3次。以室温下植物叶片的电导率作为对照(CK),细胞伤害率(%)=(R-CK)/(R0-CK)×100%

结果与分析

2.1、 细胞伤害率与处理温度的关系

当植物受到逆境影响时,细胞膜遭到破坏,膜透性增大,从而使细胞内电解质外渗,导致植物细胞浸提液的电导率增大。由试验得到梯度高温处理下的细胞伤害率见图1。

由图1可见两种植物叶片的细胞伤害率随着温度的升高先缓慢增加,当温度升高至40℃左右时,细胞伤害率急剧增加,但最后又都缓慢增加。细胞伤害率随处理温度的变化呈典型的“S”型变化。

2.2、Logistic方程参数及半致死高温的确定

Logistic方程的表达式为:y =k/(1+ae),其中y代表细胞伤害率,t代表处理温度,k为细胞伤害率的饱和容量,a,b为方程参数。为了确定a,b的值,将方程进行线性化处理,Ln{(k-y)/y}=Lna,令y1=ln{(k-y)/y},则变成转化为细胞伤害率(y1)与处理温度(t)的直线方程。通过直线回归的方法求得a,b值及相关系数r。则转化细胞伤害率与处理温度(t)的关系见图2。通过显著性测定,均达到极显著水平,表明转化细胞伤害率(y)与处理温度(t)之间存在显著的直线相关关系。

两个品种在不同温度下的y点分布极靠近回归线,证明这两种植物叶片的细胞伤害率与处理温度的关系用Logistic描述是合适的。在数学上拐点为dy/dt=0,则由Logistic求得二级导数得出t=Lna/b,此时的t值就是曲线的拐点,即半致死高温。根据公式得出“血红鸡爪槭”和“紫红鸡爪槭”的半致死高温见表1。

讨论

细胞膜透性的稳定性(CMT)是测定离体叶片的渗透情况在一定温度范围内的特性,是一种灵敏、快捷的估测植物耐热性的方法。该方法的有效性已经在检测蔬菜、水果、花卉等品种的耐热性研究中得到证明。本研究运用此方法得到两种红枫离体叶片经梯度高温处理后,处理温度与细胞伤害率之间呈现“S”型曲线,通过显著性验证,符合Logistic方程。“血红鸡爪槭”的高温半致死温度为51.79℃,“紫红鸡爪槭”的高温半致死温度为44.88℃。

由于试验是在离体条件下测定,半致死高温不一定能确切反映出植物的耐热性,但可以得出“血红鸡爪槭”的耐热性强于“紫红鸡爪槭”,此结论与田间实际观察情况相符。但是,“血红鸡爪”在夏季高温时是否适应上海地区的气候还需要进一步的观察验证。

参考文献

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