繡球是中國(guó)傳統(tǒng)觀(guān)賞花木之一，又名八仙花、紫陽(yáng)花，在我國(guó)有著悠久的栽培歷史，不僅花色豐富、枝繁葉茂、觀(guān)賞期長(zhǎng)，具有極高的觀(guān)賞價(jià)值及園林應(yīng)用價(jià)值，而且其繁殖容易、抗性強(qiáng)，為建設(shè)生態(tài)型、節(jié)約型園林十分理想的綠化材料，因而具有廣闊的市場(chǎng)前景，在國(guó)際市場(chǎng)上備受園藝愛(ài)好者的青睞。繡球品種繁多，現(xiàn)已有約500余個(gè)，并不斷有新品種被培育出來(lái)。目前雖然有部分品種已逐漸應(yīng)用在園林綠化美化中，但由于大部分繡球品種的原產(chǎn)地為溫帶氣候，一些優(yōu)良品種引種至夏季高溫地區(qū)后，生長(zhǎng)發(fā)育與觀(guān)賞價(jià)值均受到嚴(yán)重影響，高溫成為制約其園林推廣與應(yīng)用的首要限制因子，而全球氣候變暖與城市熱島效應(yīng)也為引種栽培工作帶來(lái)更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。若要在高溫地區(qū)更好地引種栽培較為合適的繡球品種，耐熱性是品種選擇的重要指標(biāo)之一。但是，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)繡球的研究多集中在資源調(diào)查、栽培繁殖及育種技術(shù)等方面，對(duì)其抗性生理雖偶有報(bào)道，卻大多集中在干旱脅迫、鋁鹽脅迫等方面，針對(duì)繡球品種的耐熱性研究相對(duì)較少。

相關(guān)研究表明，植物的耐熱性作為多基因控制的復(fù)雜性狀，往往會(huì)受到多方面復(fù)雜因素的影響。傳統(tǒng)上常用單一的指標(biāo)對(duì)植物的耐熱性進(jìn)行鑒定，然而由于不同植物對(duì)高溫環(huán)境的抗性機(jī)制不同，單一的指標(biāo)通常無(wú)法將準(zhǔn)確完整的信息反映出來(lái)。評(píng)價(jià)植物耐熱能力不僅需要選擇適宜的評(píng)價(jià)指標(biāo)，更需要依靠科學(xué)、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)方法。目前常用多元統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)植物的耐熱性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，主要采用主成分分析法結(jié)合其他數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法，如Logistic回歸分析法、隸屬函數(shù)分析法及聚類(lèi)分析法等。該評(píng)價(jià)方法目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于芍藥屬、鐵線(xiàn)蓮屬、杜鵑屬及薔薇屬等多種植物的耐熱性評(píng)價(jià)，這種多元建模分析技術(shù)的評(píng)價(jià)結(jié)果與田間熱害觀(guān)察結(jié)果一致。然而，目前有關(guān)繡球品種在高溫環(huán)境下的形態(tài)表現(xiàn)、生理生化響應(yīng)的研究鮮見(jiàn)報(bào)道，耐熱性綜合評(píng)價(jià)體系尚未建立。彭勇政等在對(duì)繡球進(jìn)行耐熱品種篩選時(shí)發(fā)現(xiàn)，相對(duì)電導(dǎo)率、可溶性蛋白與脯氨酸可作為繡球品種耐熱性鑒定的重要指標(biāo)。辛雅芬等研究了相對(duì)含水量、細(xì)胞膜透性、葉綠素含量、丙二醇含量與繡球耐熱性的關(guān)系，研究發(fā)現(xiàn)不同生理指標(biāo)在高溫脅迫下變化顯著，并且各指標(biāo)之間存在一定的聯(lián)系。雖然前人對(duì)繡球耐熱性已經(jīng)展開(kāi)了一些研究，但大多集中在高溫脅迫對(duì)部分生理指標(biāo)的影響，對(duì)其耐熱能力的鑒定也僅用單項(xiàng)指標(biāo)來(lái)衡量，難以全面、準(zhǔn)確地反映繡球品種的耐熱性，仍缺乏更為系統(tǒng)和深入的評(píng)價(jià)體系研究。

因此，本研究對(duì)人工模擬43℃/33℃（晝/夜）高溫脅迫下8個(gè)繡球品種進(jìn)行熱害指數(shù)觀(guān)測(cè)及生理生化指標(biāo)的測(cè)定，以各項(xiàng)指標(biāo)的耐熱系數(shù)作為耐熱性評(píng)價(jià)依據(jù)，利用主成分分析法、隸屬函數(shù)法與聚類(lèi)分析法對(duì)其耐熱能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，最后利用逐步回歸分析建立最優(yōu)方程，篩選出與繡球品種耐熱性密切關(guān)聯(lián)的相關(guān)指標(biāo)，旨在建立科學(xué)的繡球品種耐熱性綜合評(píng)價(jià)體系并簡(jiǎn)化鑒定工作，為繡球耐熱品種的選育工作及在南方高溫地區(qū)城鄉(xiāng)園林綠化中的應(yīng)用與推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料選擇目前生產(chǎn)上具有一定規(guī)模且觀(guān)賞性較高的8個(gè)繡球園藝品種，分別為：‘頭花’、‘花手鞠’、‘靈感’、‘紗織小姐’、‘含羞葉’、‘愛(ài)莎’、‘小町’、‘銀邊’。所選用的8個(gè)品種近些年在我國(guó)南方地區(qū)苗圃中普遍栽培繁殖，尤其以云南昆明、浙江蕭山、福建泉州等地栽培、應(yīng)用數(shù)量相對(duì)較多。試驗(yàn)材料均為生長(zhǎng)健壯、長(zhǎng)勢(shì)一致的兩年生扦插苗，每個(gè)品種5株，共40株，栽培于福建農(nóng)林大學(xué)（福建省福州市）森林蘭苑遮陰棚內(nèi)，常規(guī)水肥管理。

1.2 方法

1.2.1 高溫半致死溫度測(cè)定

為避免自然高溫影響，于2020年9月20日（當(dāng)日溫度21～26℃）采集樣葉。每個(gè)品種選取5株，采集1片葉片，采摘后自封袋保存迅速帶回實(shí)驗(yàn)室，用去離子水洗凈葉片后擦干，按照品種將所取葉片剪成0.5cm2的碎葉，混勻后每次稱(chēng)取0.2g碎葉置于裝有20mL去離子水的試管中，分別在25、35、40、45、50、55、60、65、70℃條件下水浴20min，取出后靜置2h，期間自然冷卻至室溫，用電導(dǎo)儀測(cè)定電導(dǎo)值（C_t），之后全部放置在100℃水浴鍋中沸水浴15min，取出靜置冷卻至室溫后測(cè)定電導(dǎo)值（C_m）。以室溫下葉片的電導(dǎo)值（C_ck）為對(duì)照。每個(gè)溫度處理重復(fù)3次。根據(jù)公式求細(xì)胞傷害率：細(xì)胞傷害率=(C_t–C_ck)/(C_m–C_ck)×100%。

采用Logistic方程進(jìn)行擬合計(jì)算，Logistic方程的表達(dá)方式為：y=k/(1+ae^–bt)，其中y為細(xì)胞的傷害率，t為不同的處理溫度，k為細(xì)胞傷害率的飽和容量，本試驗(yàn)消除了本底干擾k為100%。方程經(jīng)線(xiàn)性化處理后采用直線(xiàn)回歸法求得方程參數(shù)a、b，代入公式T=lna/b，T值即為高溫半致死溫度（HLT₅₀）。

1.2.2 高溫處理與采樣

脅迫試驗(yàn)于2020年9月開(kāi)始，實(shí)驗(yàn)前將材料統(tǒng)一放置在人工氣候室內(nèi)進(jìn)行適應(yīng)性栽培7d，將氣候箱的光照強(qiáng)度控制在240μmol/(m²·s)，光周期為13h/11h（晝/夜），溫度控制在25℃/18℃（晝/夜），相對(duì)濕度80%，高溫處理前統(tǒng)一澆水，保持各盆土壤濕度基本一致。于第8天模擬高溫條件開(kāi)始脅迫試驗(yàn)，將人工氣候室溫度提升至43℃/33℃（晝/夜），高溫處理時(shí)間為8:00—17:00，光照強(qiáng)度和時(shí)間與濕度條件均不變。試驗(yàn)過(guò)程中為減輕高溫引發(fā)的干旱脅迫，每隔1d加一定量的水以補(bǔ)充基質(zhì)水分。于高溫脅迫處理第6天上午8:00—9:00進(jìn)行采樣，高溫脅迫的第7天恢復(fù)正常溫度，用于觀(guān)察恢復(fù)狀況。一部分樣葉剪下后迅速用液氮冷凍，放置于-80℃超低溫冰箱內(nèi)冷藏，用于抗氧化酶等生理指標(biāo)的測(cè)定，另一部分樣葉于采集當(dāng)天進(jìn)行相對(duì)含水量、細(xì)胞膜透性、光合色素含量的測(cè)定。采樣時(shí)選擇同一葉位的當(dāng)年生成熟功能葉進(jìn)行測(cè)定相關(guān)指標(biāo)，每個(gè)品種處理5株。

1.2.3 熱害指數(shù)觀(guān)測(cè)

植物熱害等級(jí)評(píng)價(jià)方法參照張佳平的方法做一定調(diào)整，將熱害表現(xiàn)分為6個(gè)等級(jí)。0級(jí)：莖葉正常生長(zhǎng)、幾乎無(wú)熱害表現(xiàn)；1級(jí)：少于1/4的莖葉萎蔫或焦尖；2級(jí)：1/4～1/2的莖葉萎蔫或焦邊；3級(jí)：1/2～3/4的莖葉枯焦或穿孔；4級(jí)：3/4以上莖葉枯焦；5級(jí)：整株枯萎或死亡。根據(jù)公式計(jì)算出熱害指數(shù)：

熱害指數(shù)=[∑各株級(jí)數(shù)/(最高級(jí)數(shù)×總株數(shù))]×100%。

1.2.4 生理指標(biāo)測(cè)定

相對(duì)含水量的測(cè)定采用烘干飽和稱(chēng)重法；細(xì)胞膜透性的測(cè)定采用電導(dǎo)率法；丙二醇含量的測(cè)定采用硫代巴比妥酸TBA比色法；葉綠素a含量、葉綠素b含量、葉綠素a/b值、葉綠素總含量、類(lèi)胡蘿卜素含量的測(cè)定采用酒精浸提法；超氧化物歧化酶活性的測(cè)定采用氮藍(lán)四唑NBT法；過(guò)氧化物酶活性的測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚法；過(guò)氧化氫酶活性的測(cè)定采用紫外吸收法；可溶性糖含量的測(cè)定采用蒽酮比色法；可溶性蛋白含量的測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)G-250試劑染色法；游離脯氨酸含量的測(cè)定采用酸性茚三酮顯色法。試驗(yàn)方法均參考自李合生的《植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)》，在濃度配比、反應(yīng)時(shí)間及浸提、煮沸、冷卻與烘干時(shí)長(zhǎng)上適當(dāng)改進(jìn)，所有指標(biāo)的測(cè)定均重復(fù)3次。

1.2.5 耐熱性綜合評(píng)價(jià)

（1）對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行耐熱系數(shù)轉(zhuǎn)化

公式如下：

耐熱系數(shù)（α）=高溫處理測(cè)定值/對(duì)照測(cè)定值×100%（1）

（2） 綜合評(píng)價(jià)方法

隸屬函數(shù)法和主成分分析法相結(jié)合的方法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，首先將數(shù)據(jù)輸入SPSS20.0進(jìn)行相關(guān)性分析，并獲得特征值、貢獻(xiàn)率與累積貢獻(xiàn)率，計(jì)算主成分得分并利用隸屬函數(shù)公式進(jìn)行定量轉(zhuǎn)換，公式如下：

將8個(gè)品種各自的PCS代入公式（2）。X_j為某品種第j個(gè)主成分的得分，X_min為8個(gè)品種第j個(gè)主成分得分內(nèi)的最小值，X_max為8個(gè)品種第j個(gè)主成分得分內(nèi)的最大值，X（PCS_j）為第j個(gè)主成分得分的隸屬函數(shù)值。將主成分得分的隸屬函數(shù)值代入公式（3），W_j為第j個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率比率，P_j為第j個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率。所獲得的隸屬函數(shù)值之和[公式（4）]即為該品種耐熱性的綜合得分，即耐熱性綜合評(píng)價(jià)值（D值），綜合得分越高則耐熱性越強(qiáng)。根據(jù)D值進(jìn)行聚類(lèi)分析和多元逐步回歸分析。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用MicrosoftOfficeExcel2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與圖表繪制。在SPSS20.0軟件中進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)、多重比較及雙變量相關(guān)性分析、主成分分析、隸屬函數(shù)計(jì)算、系統(tǒng)聚類(lèi)分析及多元逐步回歸分析。

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