三角叶杨为柳科杨属植物,是美国特有的黑杨树种 。引入我国表现出很强的适应性和抗逆性,生长速度是普通杨树的2-3倍,侧枝细而少,终身不修枝,从第1年起每年能长高4~6米,地径每年生长5~6厘米 。经国家有关实验室的分析,三角叶杨植物的技术力学性(抗压、抗弯、抗拉、抗剪等能力)与国内的107、意杨、欧美杨等十几种速生杨相当或更好,是制造胶合板、纸张和住房框架的好材料,抗旱、抗风、高抗病虫害,是营造防护林和园林绿化的好品种 。一、研究材料和方法
1 。测试材料
利用石河子大学农学院实验站林业部苗圃引进的4个杨树品种和新疆地方杨树品种的功能叶进行抗冻性试验 。供试杨树:①新疆杨,②H3,③K15,④C4,⑤美洲三角杨 。
2 。检测方法【div】[/div]
①材料处理用自来水和蒸馏水清洗被测叶片,用吸水纸吸收表面水分,在-2℃的冰箱中预冻30分钟,然后将样品分别放在-10℃、-15℃、-20℃和-25℃下 。每个品种和每组的每个试验分别称取相同数量的叶片,重复3次每个指标的测定,然后取平均值进行结果分析 。
②试验方法还原糖含量的测定:采用蒽酮比色法 。水溶性蛋白含量的测定:采用考马斯亮蓝法测定,以牛血清白蛋白为标准蛋白 。相对电导率的测量:用DDS-II电导率仪测量 。二.结果和分析
1 。冷冻处理对叶片还原糖含量的影响
研究结果表明,除少数例外,在草本或木本植物越冬期间,细胞内还原糖含量增加,还原糖含量与植物抗冻性呈正相关 。即抗冻性强的品种还原糖含量大幅度增加 。冷冻可以将果聚糖转化为果糖和蔗糖,沉淀在细胞间隙,从而提高原生质的浓度,防止脱水,减少细胞内冻结的机会,增强植物的抗冻能力 。
在整个低温处理过程中,5个品种叶片的还原糖含量随着温度的降低呈上升趋势,其中新疆杨和美洲黑杨变化相对较大 。
[/div]从表1可以看出,乡土树种银白杨和美洲黑杨叶片中还原糖含量有明显的增加趋势,而H3、K15和C4相对较少 。【低温胁迫对三角叶杨抗寒生理指标的影响】
[div]平方分析表明,随着温度的降低,还原糖在树种间的变化差异显著 。新疆杨与H3、C4品种有显著差异,美洲黑杨与H3、C4品种也有显著差异 。5个树种的抗冻性大小顺序为:新疆杨>:美洲黑杨>:K15 >;H3 。C4 .
2 。冷冻处理对叶片水溶性蛋白质含量的影响
研究结果表明,低温锻炼过程中,细胞内的水溶性蛋白质与许多植物的抗冻性之间存在明显的正相关关系,即低温锻炼过程中,水溶性蛋白质的含量随着抗冻性的增加而增加 。蛋白质含量的增加有助于增强细胞的持水能力,增加细胞内的结合水,降低冰点,并可能导致细胞液过冷的形成 。此外,低温诱导的许多蛋白质可能是低温胁迫下细胞主要代谢途径中关键基因的表达,有助于维持低温胁迫下细胞的主要代谢活动,同时可能在低温运动时调节基因表达,导致抗冻性增加 。
5个品种在-10 ~-20℃范围内变化缓慢,品种间差异不大 。在-20 ~-25℃时,新疆杨和美洲黑杨的上升幅度大于其他品种 。
方差分析结果表明,树种间蛋白质的生长速率不是很显著,但存在一定的差异 。结果表明,5个树种的抗冻性大小顺序为:新疆杨>;美洲黑杨>:K15 >;H3 。C4 .在同时存在多种抗寒物质的情况下,可溶性蛋白起主导作用,在原生质中起着抗脱水和减少冻结的重要作用 。
3 。电导率的变化相对电导率是反映冷冻植物组织细胞膜通透性的重要指标 。很多研究发现,当植物受到低温影响时,细胞的质膜通透性会有不同程度的增加,电解质也会有不同程度的漏出,从而使电导率有不同程度的增加 。抗冻性强的细胞或轻度损伤的细胞不仅通透性增加程度小,而且通透性的变化可以逆转,容易恢复正常 。相反,抗冻能力弱的细胞或受害者不仅通透性大大增加,而且不可逆,无法恢复正常,造成伤害甚至死亡 。这种变化明显出现在外部形态变化之前,因此可以作为抗冻性的生理指标 。
电导率对低温影响的变化规律基本一致,叶片的相对电导率随着温度的降低而增加 。然而,冷冻处理对细胞膜的损伤是不同的 。
从表4中可以看出,5个树种的电导率增加程度依次为:新疆杨:H3 >杨树;K15> 。C4 .充分说明了植物抗冻性与电解质渗透性的相关性 。第三部分 。讨论和总结
1 。测量植物抗冻性的方法有很多 。为了探索新疆新树种美洲黑杨的抗冻性,本研究采用了三种简单而有代表性的方法,测定结果总体趋势一致 。
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