摘要：以一年生多花梾木(Cornus florida L.)幼苗為試驗(yàn)材料，在35～44 ℃人工模擬高溫環(huán)境下，研究不同梯度高溫對多花梾木葉片色差、葉綠素含量、葉片含水量、熒光動力學(xué)參數(shù)、超氧化物歧化酶(SOD)活性等形態(tài)特征和葉片生理指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，(1)與對照組(35 ℃恒溫)相比，隨著高溫脅迫溫度的提高，多花梾木莖葉逐漸褪色萎縮脆化，具體表現(xiàn)為葉片色差不斷增大、葉片相對含水量(LRWC)與葉綠素含量均下降、葉片熒光能力隨溫度上升而降低;(2)高溫影響多花梾木葉片酶活性，具體表現(xiàn)為超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)活性不斷升高，丙二醛(MDA)含量呈上升趨勢并在43 ℃達(dá)到最大值，且多花梾木形態(tài)變化的臨界點(diǎn)較其內(nèi)部生理變化臨界點(diǎn)出現(xiàn)略遲。綜上，高溫對多花梾木幼苗生長的影響較大，多花梾木具有一定的耐熱性，但不可忍受超過40 ℃以上的長期高溫。

　　關(guān)鍵詞：高溫脅迫;多花梾木;形態(tài)特征;生理特征;熒光動力學(xué)參數(shù)

　　作者：周余華

　　隨著人口的不斷增加，城市化和工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，大氣中CO2濃度也隨之持續(xù)增加，溫室效應(yīng)問題日益突出。環(huán)境因子(如溫度升高、雨水增多等)的改變給植物增加了生長乃至存活的挑戰(zhàn)[1]。高溫脅迫作為植物在生存環(huán)境中的主要逆境因子，通過改變植物的生理作用，對許多植物產(chǎn)生傷害，不可逆轉(zhuǎn)地影響植物體生長和發(fā)育過程[2-4]。國內(nèi)外學(xué)者對不同的園林植物進(jìn)行高溫脅迫研究，目前已取得較大成果。多花梾木(Cornus florida L.)作為世界著名的園林觀賞植物，原產(chǎn)于加拿大南部與美國東南部地區(qū)[5-7]，種植于長江中下游地區(qū)無疑會受到夏季高溫的影響。

　　多花梾木具有較強(qiáng)的耐寒性，華東地區(qū)冬季無防護(hù)措施的條件下，一年生幼苗未遭凍害且無明顯病蟲害。在適宜的氣候環(huán)境條件下，多花梾木幼苗生長較慢，2年后幼苗成長速率加快[8-10]。常州、蘇州、上海、杭州等地引種后也能順利度夏。

　　對多花梾木來說，高溫是造成多花梾木生長受限、長枝虧欠的主要因素。本研究以生長狀況良好的一年生多花梾木植株為試驗(yàn)材料，探索不同高溫梯度下多花梾木的形態(tài)變化和生理生化反應(yīng)，以期在短期高溫條件下，通過人為措施緩解或消除高溫帶來的不利影響，從而探索多花梾木耐高溫生理機(jī)制，選育耐高溫多花梾木品種，并了解多花梾木在高溫傷害下的緊急救治措施。多花梾木的應(yīng)用潛力尚未完全開發(fā)，其景觀和生態(tài)價(jià)值尚未得到充分的展示。因此，研究多花梾木的耐高溫性能對挖掘多花梾木潛在價(jià)值，推廣綠化種植具有較大意義。

　　1 材料與方法

　　1.1 試驗(yàn)材料與地點(diǎn)

　　試驗(yàn)地點(diǎn)在江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院研發(fā)樓內(nèi)。選用植株健壯、生長狀況良好的一年生多花梾木盆栽苗，生長高度基本一致，每盆質(zhì)量6 kg(含沙壤土，有機(jī)質(zhì)含量為15.827 g/kg)左右、葉片數(shù)超過80張(不含嫩葉)，每盆1株。每個處理計(jì)30盆，3次重復(fù)。

　　主要試驗(yàn)儀器：多功能全自動人工氣候箱、CM-700d/600d 分光測色儀、SPAD葉綠素含量測定儀、Handy PEA 高速連續(xù)激發(fā)式熒光儀、超低溫冰箱、離心機(jī)、梅特勒ML204型萬分之一天平等。盆栽苗脅迫試驗(yàn)在全自動智能人工氣候箱內(nèi)進(jìn)行。

　　1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

　　1.2.1 預(yù)試驗(yàn)

　　2019年7—9月對多花梾木進(jìn)行盆栽苗的初步脅迫試驗(yàn)，擬定2組，各選10盆。根據(jù)全國各地引種情況及日本各地栽植情況，擬設(shè)定溫度為35、40 ℃，觀察人工氣候箱內(nèi)植株葉片隨脅迫進(jìn)行的反應(yīng)變化[11]，得出相應(yīng)的平均存活天數(shù)分別約34.1、24.7 d。

　　1.2.2 脅迫試驗(yàn)

　　隨后根據(jù)預(yù)試驗(yàn)植株的存活天數(shù)，確定脅迫起始溫度為35 ℃，最終溫度為45 ℃，于2019年10月14日進(jìn)行高溫脅迫試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)置2組，同時進(jìn)行，T為試驗(yàn)組(35～45 ℃的高溫脅迫)30盆，3次重復(fù)，CK為對照組(35 ℃保持不變);試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用單因子完全隨機(jī)變量(表1)。試驗(yàn)前用與盆栽苗冠幅大小一致的軟質(zhì)透水無紡袋將多花梾木植株土球包裹，并在盆栽苗底部墊有半徑一致的托盤，及時澆水保持托盤內(nèi)水分，利用土壤對水分的虹吸能力保持植株水分平衡。

　　試驗(yàn)伊始，將盆栽苗置于人工氣候箱內(nèi)，并保持相鄰2株5 cm左右間隔，盡量減少植株間的相互影響。調(diào)節(jié)氣候箱內(nèi)初始環(huán)境參數(shù)，光照度為3 000 lx，光處理14 h，暗處理10 h(模擬北半球夏季晝夜長短變化)，其他環(huán)境因子保持不變。脅迫初始溫度為35 ℃，之后每隔2 d上升2 ℃，當(dāng)溫度達(dá)到39 ℃時每隔2 d上升1 ℃(表1)。根據(jù)長江中下游氣候特點(diǎn)，39 ℃已處于高溫狀態(tài)，為緩解高溫對植物帶來的生理影響，使植物更易適應(yīng)高溫，并利于試驗(yàn)進(jìn)一步進(jìn)行，將溫度的調(diào)整放緩。調(diào)整溫度達(dá)44 ℃時，試驗(yàn)結(jié)束。試驗(yàn)期間，每隔2 d進(jìn)行指標(biāo)測定和葉片采樣工作，指標(biāo)測定和葉片采樣時間為20：00。測定時，葉片樣本均選自每株盆栽苗的中間部位，含水量測定樣本來自植株基部。采樣工作則選擇不同植株同樣部位的葉片1～3張，共20張，采樣完畢后葉片樣品立即放入密封袋中，標(biāo)好序號，用冰袋包裹放置于-180 ℃超低溫冰箱密封保存，以供后期測樣。

　　1.3 試驗(yàn)測定指標(biāo)與方法

　　1.3.1 葉片生長形態(tài)與形色指標(biāo)測定

　　植株的外部生長形態(tài)通過觀察記錄葉片的形態(tài)變化表示，根據(jù)葉片的生長狀況和外觀質(zhì)量，將葉片外觀形態(tài)分為5個等級：Ⅰ級為飽滿正常，Ⅱ級為比較飽滿正常，Ⅲ級為失水皺縮，Ⅳ級為嚴(yán)重失水皺縮，Ⅴ級為完全失水焦枯(表2)。

　　葉片的形色指標(biāo)(色度)采用分光測色儀CM-700d/600d進(jìn)行色差測定。選取植株中上部固定位置較大的葉片，使用校正后的分光測色儀測量固定葉片的上部位置，將第1次測定的葉片數(shù)據(jù)記為初始標(biāo)準(zhǔn)色，其L(照度/亮度)、a(紅綠值)、b(黃藍(lán)值)即為初始標(biāo)準(zhǔn)色三參數(shù)，此后每次測量所得數(shù)據(jù)為對比色(對比參數(shù))，以ΔL、Δa、Δb作為相應(yīng)色差指標(biāo)。ΔE為總色差變化。其中ΔE在(0，0.5]之間表示變化微小;在(0.5，2.0]之間表示變化一般;在(2.0，4.0]之間表示變化較大;>4.0則表示變化非常大。

　　推薦閱讀：適合植物營養(yǎng)學(xué)研究員投稿論文的期刊