半致死温度

生物学术语

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，“血红鸡爪槭”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

[1] 李合成．植物生理生化实验原理与技术[M]．北京：高等教育出版社．2000，35—41

[2] 高庆玉，杨国慧.黑穗醋栗主要栽培品种的半致死低温与抗冻性[J]. 东北农业大学学报．1998，29（1）：33—38

[3] 盖钧镒．试验统计方法[M]．北京：中国农业出版社．2000，56—59

[4] Wu, M. t. and Wallner, S. J．Heat stress responses in cultured plant cells: Development and comparision of viability tests [J]．Plant Physiology, 1993, 72：817－820

[5] Yeh, D. M. and Lin, H. F．Thermostability of cell membranes as a measure of heat tolerance and relationship to flowering delay in chrysanthemum [J]．American Society for Horticultural Science,2003, 128：656－660

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