唐世梅 蔡文淇 張大毛 陳倩如 李炎林 田代科

摘 要：虎耳草（Saxifraga stolonifera）是一種觀賞價值較高的陰生植物，常用于庭院綠化。光照強度對虎耳草的生長表現(xiàn)尤其是葉色、葉斑形成及其顏色深淺可能具有重要影響，從而影響其觀賞價值。為探討不同虎耳草品種對光強的適應(yīng)能力及其最佳郁閉度，該研究以我國國際登錄的三個虎耳草品種為材料，分析100%、85%、60%、40%和15% 5種不同光照強度處理對植株生長發(fā)育和光合生理指標(biāo)的影響，并通過主成分分析篩選虎耳草耐陰能力的適宜指標(biāo)。結(jié)果表明：（1）隨著遮蔭度增加，葉片數(shù)、葉長、葉寬、葉面積、比葉面積、葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素的含量呈上升趨勢。（2）隨著遮蔭度增加，生成匍匐莖的條數(shù)、地上部分鮮重、地上部分干重、匍匐莖直徑、類胡蘿卜素和類黃酮的含量呈先上升后下降趨勢。（3）隨著遮蔭度增加，葉片的最大熒光值、可溶性糖、可溶性蛋白和丙二醛的含量呈下降趨勢。（4）主成分分析和隸屬函數(shù)分析顯示，三個虎耳草品種對不同光照的適應(yīng)能力存在明顯差異，即‘雪紋>‘天目恩賜>‘黑魁，其中‘雪紋的最適光照度為40%，‘天目恩賜和‘黑魁的最適光照度為15%～40%。在園藝實踐推廣應(yīng)用中，對不同品種應(yīng)選擇在不同的適宜光照條件下栽培，該研究結(jié)果為合理利用虎耳草觀賞品種提供了實踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞： 虎耳草屬，觀賞品種， 光強， 形態(tài)特征， 生理指標(biāo)， 葉綠素

中圖分類號：Q945

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1000－3142（2023）04－0699－13

Abstract：As a shade plant with high ornamental value， Saxifraga stolonifera is often used in landscape of courtyards and gardens. The light intensity may have an important infuence on its growth performance， especially on leaf color， formation and coloration of leaf variegation， which subsequently affects its ornamental value. However，the related study has not been reported before. In order to explore the adaptability of different cultivars of S. stolonifera to light intensity and understand their light or shade tolerance， three internationally－registered cultivars raised in China were used as the experimental materials， the effects of five light intensity treatments （100%， 85%， 60%， 40% and 15%） on plant growth and development and photosynthetic physiological indexes were investigated. The suitable indexes of light intensity for S. stolonifera were screened by the principal component analysis， and the light tolerance of the cultivars was evaluated by membership function analysis. The results were as follows： （1） The number of blades， leaf length， leaf width， leaf area， specific leaf area， chlorophyll a， chlorophyll b and total chlorophyll contents increased with shading. （2） The number of stolons， fresh weight above ground， dry weight above ground， stolon diameter， and the contents of carotenoid and flavonoids increased first and then decreased. （3） The maximum fluorescence value and the contents of soluble sugar， soluble protein and malondialdehyde of the leaves decreased with shading. （4） By analysis of principal component and membership function， the significant differences were found in the adaptability of the three cultivars to light intensity， ‘Xue Wen > ‘Tianmu Enci > ‘Hei Kui. In which， 40% light intensity was optimal for ‘Xue Wen， and 15%-40% light intensities were optimal for ‘Tianmu Enci and ‘Hei Kui. Therefore， in horticultural practice， the suitable light intensity should be considered according to the cultivars of Saxifraga.

Key words： Saxifraga， ornamental cultivar， light intensity， morphological trait， physiological index， chlorophyll

虎耳草為虎耳草科（Saxifragaceae）虎耳草屬（Saxifraga）多年生草本植物，因其葉形似老虎耳朵而得名，又名耳朵紅、老虎耳、金絲荷葉（潘錦堂，1992）。該種在我國分布于河北、陜西、甘肅、江蘇、安徽、浙江、華中、華南和西南等地的林下、灌叢、草甸和蔭濕巖隙（Wu & Raven， 2001）。虎耳草作為藥用和觀賞兩用植物具有很大應(yīng)用價值，其全株皆可入藥，我國民間常用其治療中耳炎、外傷出血、牙痛、濕疹、吐血、前列腺增生等疾病（蒲祥和宋良科，2009）。在我國，虎耳草因其葉型、葉色和很強環(huán)境適應(yīng)性等優(yōu)點而被廣泛用于盆栽觀賞、盆景點綴和園林地被綠化等。近年來，關(guān)于虎耳草在林下地被綠化、案頭裝飾、巖石園、墻垣、野趣園、園林垂直綠化中的陰面壁面綠化、城市立交垂直綠化和垂直陰面花壇上的應(yīng)用已有報道（孔令亞等，2014；許紅娟和陳之林，2015）。

光影響植物的生長和發(fā)育，適宜的光照強度有利于植物生長發(fā)育，而光強超過植物本身所能利用的量時會對光合系統(tǒng)產(chǎn)生危害（Takahashi & Badger， 2011）。同屬不同種甚至不同品種對光強的適應(yīng)性存在差異，甚至同一植株不同顏色葉片的光合特性也有所差別，如胡文海等（2015）的研究發(fā)現(xiàn)同為杜鵑屬（Rhododendron）的喜陰植物比利時杜鵑和耐陰喜光植物杜鵑對光環(huán)境的適應(yīng)性存在差異；潘月等（2021）的研究發(fā)現(xiàn)隨著光照的減少，不同品種八仙花在光合特性、形態(tài)指標(biāo)、生物量、葉片含水量、葉綠素含量和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)方面存在差異；吳霞等（2021）提出花葉鵝掌柴三種顏色葉片都具有較強的耐陰能力，其中全綠葉和花葉能適應(yīng)一定的強光環(huán)境，其光合作用產(chǎn)物是供黃葉生長的重要來源，葉綠素含量較高的全綠葉片具有更高的光合作用效率，花葉對低光強利用能力和對強光下的自我保護能力較強，具有較高的栽培與培育價值。

虎耳草作為一種代表性陰生植物，光是其生長發(fā)育的主要環(huán)境脅迫因子，光照過強或過弱均會對其產(chǎn)生不利影響。輕度遮蔭（40%遮蔭）能緩解氮沉降對虎耳草生長發(fā)育的抑制作用，有效增強其對光能的捕獲能力（王銳潔等，2019）；自然光照下虎耳草光合速率顯著降低，陽光下的葉片總?cè)~綠素含量明顯降低，類胡蘿卜素明顯升高（賀安娜等，2010）。然而，關(guān)于虎耳草對光照強度的響應(yīng)報道很少，研究所涉及的資源也少，所用材料大多是綠葉類型和綠葉白斑類型，測定的指標(biāo)覆蓋面窄，目前尚未涉及觀賞性狀方面或涉及較少。實際上，虎耳草的種內(nèi)多樣性高，葉片顏色和斑紋變化豐富，僅僅依據(jù)對綠葉類型或白斑類型的虎耳草單一類型篩選最適光照度的研究來推斷虎耳草的最佳郁閉度，過于片面且代表性不夠。為了開展更多品種的光強適應(yīng)性比較研究，更好地理解虎耳草不同品種對光照強度的形態(tài)和生理響應(yīng)，依據(jù)品種特性篩選其適宜的光照條件，本研究設(shè)置5個光照梯度處理組，測定三個國產(chǎn)虎耳草品種生長發(fā)育和光合生理方面的指標(biāo)，采用主成分分析、隸屬函數(shù)分析對三個品種的耐陰能力進(jìn)行比較評價，以科學(xué)指導(dǎo)這些品種在園林綠化中的推廣應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 材料

三個虎耳草品種（‘黑魁‘雪紋‘天目恩賜）由上海辰山植物園提供。這三個品種的觀賞價值高且在葉片顏色和色斑上存在顯著差異，適合開展比較研究?！诳秊槲覈讉€自主培育、國際登錄（2014年）的虎耳草屬品種（田代科，2015；劉青青等，2017），在北京舉行的“第二屆園林植物新品種新技術(shù)交流會”被評為最具潛力新品種（張哲，2016），其葉片呈蓮座狀排列生長，葉表面眉狀黑斑和綠色相間，觀賞價值很高，園藝推廣應(yīng)用潛力大；‘雪紋和‘天目恩賜為2020年國際虎耳草協(xié)會登錄的品種，前者葉片表面具有寬窄不等的白色條紋和綠色相間，盡管在我國園林應(yīng)用的歷史悠久，但在完成登錄前沒有具體品種名稱，同純綠色個體統(tǒng)稱虎耳草，后者為新選育出的新品種，葉表面為深綠和黑條斑（對光照更敏感）相間，密被粉紅色長毛，生長旺盛，觀賞價值高，尚未大量推廣。將三個品種的一年生植株栽植于塑料花盆中（上口徑15 cm、下口徑12 cm、高度12 cm），每盆1株，基質(zhì)為泥炭∶珍珠巖∶園土=8∶1∶1，于湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)花卉基地的溫室中進(jìn)行常規(guī)管理，每周噴灌澆水1次，3個月后，選取長勢一致、無病蟲害的植株進(jìn)行后續(xù)光照處理實驗。

1.2 方法

遮蔭實驗于2021年4月中旬至6月中旬在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)花卉基地進(jìn)行。使用不同規(guī)格的工地防塵網(wǎng)和遮蔭網(wǎng)，搭成四面遮蔭的棚架（長1.5 m、寬1.2 m、高0.75 m），共設(shè)置5個遮蔭處理，即100%（CK）、85%（T1）、60%（T2）、40%（T3）和15%（T4）光照，用臺灣泰仕1332A照度計（臺灣，中國）隨機選取晴天和陰雨天各5 d，于8：00—17：00測定各處理的平均光照強度，算出平均值，各處理的遮光率=1-（各處理平均光照強度/全光照對照下光照強度×100%）。每個品種每個處理設(shè)置10個重復(fù)。實驗采用裂區(qū)設(shè)計，遮蔭度為主因素，虎耳草品種為副因素。

1.2.1 植株形態(tài)指標(biāo)的測定 遮蔭處理40 d時，隨機采收朝南的虎耳草成熟葉6片，對其葉面積、葉長和葉寬進(jìn)行測量；遮蔭處理60 d時，對葉片數(shù)、匍匐莖條數(shù)和匍匐莖直徑進(jìn)行測量。匍匐莖直徑通過電子游標(biāo)卡尺（浙江，中國）測量，測量位置為匍匐莖距離著生位置3～5 cm處；葉面積、葉長和葉寬通過拍照用Photoshop 2020計算；葉片數(shù)和匍匐莖條數(shù)直接計數(shù)。每處理隨機選取6盆進(jìn)行測量，結(jié)果取其平均值。

1.2.2 植株生理指標(biāo)的測定 遮蔭處理40 d后，光合色素含量以乙醇提取法測定（李合生，2000），花色素苷和類黃酮以1%鹽酸甲醇提取法測定（Mita et al.， 1997）。遮蔭處理50 d后，使用Pen FP 110手持式葉綠素?zé)晒鈨x（捷克），選擇儀器內(nèi)的OJIP（Kupper et al.， 2019）和NPQ3程序?qū)⒍莩墒烊~進(jìn)行測量。遮蔭處理60 d后，采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量、考馬斯亮藍(lán)法測定可溶性蛋白含量、硫代巴比妥酸法測定丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量，測定用試劑盒均為上海優(yōu)選生物科技有限公司提供。從每處理中取6株實生苗，測定比葉面積（specific leaf area，SLA），稱量地上部分的鮮重（fresh weight，F(xiàn)W）和干重（dry weight，DW）。

1.3 統(tǒng)計方法

用Microsoft Excel整理數(shù)據(jù)，用SPSS 21對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和差異顯著性（P<0.05）檢驗，多重比較采用Duncan法，用Origin Pro 2019b和Photoshop 2020進(jìn)行圖形繪制與圖片處理。采用模糊數(shù)學(xué)的隸屬函數(shù)法（黃溦溦等，2011）計算三個虎耳草品種的隸屬函數(shù)值，以評價三個品種的光適應(yīng)性。

隸屬函數(shù)值（ Uij） 計算公式：當(dāng)指標(biāo)與光適應(yīng)性呈正相關(guān)時，Uij = （Xij－Ximin ）（ Ximax－Ximin ） ；當(dāng)指標(biāo)與光適應(yīng)性呈負(fù)相關(guān)時，Uij =［1－ （Xij－Ximin）（ Ximax－Ximin ）］。式中：Xij為第 i 個品種第 j 個指標(biāo)的測定值；Ximin為 j 指標(biāo)中的最小值；Ximax為 j 指標(biāo)中的最大值。各品種綜合評價值（D） 計算公式： D=

n[]j=iUijn，i=1，2，3…，n。

2 結(jié)果與分析

2.1 遮蔭對虎耳草生長發(fā)育的影響

2.1.1 表型 由圖1可知，隨著光照減弱，三個虎耳草品種的葉面積、葉長和葉寬均增加；不同光照處理下，‘雪紋的葉長差異不顯著（表1）。在葉片數(shù)方面，‘黑魁和‘天目恩賜隨遮蔭度增加而增加，T4達(dá)最大值，但與T3差異不顯著；‘雪紋在T3處理下達(dá)最大值，T4又減少，但兩處理間差異不顯著；T3處理下的‘雪紋最多，其次是‘黑魁和‘天目恩賜；‘雪紋和‘天目恩賜的差異顯著，而‘黑魁與其他兩個品種的差異不顯著。在匍匐莖數(shù)方面，三個品種均隨光照的減弱先上升再下降且均在T3處理下達(dá)最大值，‘黑魁‘雪紋和‘天目恩賜每盆的平均匍匐莖數(shù)分別為12.33、11.67和11.00，相同光照不同品種間差異均不顯著。在匍匐莖直徑方面，三個品種均呈先上升后下降的趨勢，均在T2處理下達(dá)最大值，‘黑魁‘雪紋和‘天目恩賜分別為2.62、2.34和1.71；‘黑魁和‘雪紋在CK、T1、T2和T3處理下顯著高于‘天目恩賜，在T4處理下三個品種間的匍匐莖直徑均差異顯著，‘黑魁＞‘雪紋＞‘天目恩賜，分別為2.02、1.59和1.20。

2.1.2 鮮重（FW）、干重（DW）和比葉面積（SLA） 隨著光照減弱，‘黑魁和‘雪紋的FW先增后減，均在T3處理時達(dá)最大值，分別為31.40、54.92 g，在T4處理下FW又有所減少，相對于T3處理組分別減少了23.76%和15.33%，其中‘黑魁的T2、T3和T4處理組間差異顯著，‘雪紋的T2、T3和T4處理組間雖有差異但不顯著。隨著光照減弱，‘天目恩賜的FW逐漸增加，在T4處理下達(dá)最大值（29.21 g），T3與T4處理組間以及T3與T2處理組間差異均不顯著。對同一遮蔭脅迫處理下不同虎耳草品種的FW測定分析顯示，在T1和CK處理下‘雪紋的FW顯著高于‘黑魁，但‘天目恩賜和‘黑魁間以及‘天目恩賜和‘雪紋間差異均不顯著，當(dāng)光照度降為15%～60%時，‘雪紋的FW均顯著高于‘黑魁和‘天目恩賜（圖2：A）。

如圖2：B所示，三個虎耳草品種的DW均隨光照的減少呈先增加后減少的趨勢，在T3處理下的DW最大，分別為3.40、4.79、2.17 g?！诳齌3的DW顯著高于T2和T4處理組；‘雪紋T2的DW相對于T3處理組減少了20.88 g，但差異不顯著，‘雪紋T4的 DW相對于T3處理組減少了39.46%，差異顯著；‘天目恩賜T3的DW雖高于T2和T4處理組，但差異不顯著。

虎耳草為陰生植物，CK處理下因光照過強虎耳草葉片未發(fā)育成熟而被燒灼，SLA為0 cm2·g－1；不同品種虎耳草的SLA隨著光強的減弱呈正相關(guān)關(guān)系，三個品種的T1、T2和T3處理組與T4處理組間均差異顯著，T1與T2處理組均差異不顯著；在T4處理下各品種的SLA達(dá)最大值，‘天目恩賜＞‘雪紋＞‘黑魁最大值分別為9.87、8.51、4.98 cm2·g－1，‘天目恩賜與‘黑魁差異顯著，‘雪紋與其他兩個品種差異均不顯著（圖2：C）。

2.2 遮蔭對虎耳草葉片表型、光合色素及次生代謝產(chǎn)物含量的影響

不同光照處理下的虎耳草葉片呈現(xiàn)出不同的狀態(tài)（圖3）：隨著光照強度的減弱，‘黑魁分布在脈間的黑色斑紋面積變大且顏色變深，綠葉面積變小顏色變深；‘雪紋沿葉脈分布的白色斑紋面積變大，葉片顏色由淺綠色變?yōu)樯罹G色；‘天目恩賜葉脈間不規(guī)則的褐色斑紋和葉色變化不明顯。CK、T1和T2的‘雪紋和‘天目恩賜以及CK和T1的‘黑魁，其葉均被光灼傷，‘天目恩賜的葉片被灼傷得最明顯。對不同遮蔭脅迫處理下虎耳草品種的葉綠素a（Chla）、葉綠素b（Chlb）和總?cè)~綠素測定分析表明（圖4：A-C）：隨著光照的減少，‘黑魁斑紋的Chla、Chlb和總?cè)~綠素呈先增加后減少再增加的趨勢，但T3相對于T2的Chla、Chlb和總?cè)~綠素雖有減少但差異不顯著；‘黑魁綠葉的Chla、Chlb和總?cè)~綠素隨著光照的減少呈先減少后增加的趨勢，CK相對于T1的Chla、Chlb和總?cè)~綠素雖有所減少但差異不顯著；‘雪紋的Chla、Chlb和總?cè)~綠素含量均隨光照的減弱而增加；‘天目恩賜的Chla、Chlb和總?cè)~綠素含量對光強的響應(yīng)呈不規(guī)則變化，各處理組間差異不大，但均在T4處理時達(dá)最大值。在T3和T4的遮蔭脅迫下，對比不同品種虎耳草的Chla、Chlb和總?cè)~綠素含量表現(xiàn)為‘雪紋＞‘黑魁＞‘天目恩賜。

對不同遮蔭脅迫處理下虎耳草的類胡蘿卜素（Car）、類黃酮和花色素苷含量測定分析表明（圖4：D-F）：隨著遮蔭度的增加，‘黑魁斑紋和‘雪紋的Car呈先增加后減少的趨勢，分別在T2和T3處理下達(dá)最大值，但均在CK處理下含量最少，均與最大值有顯著差異；‘黑魁綠葉的T2、T3和T4處理組的Car高于CK和T1處理組，而‘天目恩賜的CK處理組Car顯著高于其他4個處理組?；⒍蓊慄S酮含量對光照強度的響應(yīng)表現(xiàn)為隨光照減弱，‘黑魁的斑紋區(qū)、綠葉區(qū)和‘天目恩賜的類黃酮含量均呈先升后降，特別是‘天目恩賜的T4相較于T1，類黃酮含量下降了92.18%。在同一光照條件下，‘黑魁斑紋區(qū)的花色素苷含量均顯著高于其他組且隨遮蔭度的增加花色素苷含量呈現(xiàn)上升趨勢；‘黑魁綠葉區(qū)的花色素苷含量在T1處理下達(dá)最大值，‘雪紋的花色素苷含量在CK處理下達(dá)最大值；‘天目恩賜的花色素苷含量對光強的響應(yīng)呈不規(guī)則變化。

2.3 遮蔭處理對虎耳草葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

2.3.1 OJIP曲線 三個虎耳草品種的OJIP曲線（葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動力學(xué)曲線）表明（圖5）：在5個不同光照強度處理下，虎耳草的偏轉(zhuǎn)點I相及最高峰P相對應(yīng)的熒光量均高于原點O相以及拐點J相對應(yīng)的熒光量。‘黑魁的CK和T1相較于不同大寫字母表示同一遮蔭處理下不同品種間的差異顯著（P＜0.05）； 不同小寫字母表示同一品種不同遮蔭處理間的差異顯著（P＜0.05）。下同。

T2、T3和T4處理組，以及‘天目恩賜的CK相較于T1、T2、T3、T4處理組，其J點、I點和P點的葉綠素?zé)晒鈴姸榷及l(fā)生大幅度下降，表明光系統(tǒng)Ⅱ（PS Ⅱ）活性受到嚴(yán)重?fù)p傷。同一品種不同光照處理下，其最大熒光值（Fm）出現(xiàn)的時間有所差別，F(xiàn)m是PS Ⅱ反應(yīng)中心處于完全關(guān)閉時的熒光產(chǎn)量，可反映經(jīng)過PS Ⅱ的電子傳遞情況，‘黑魁和‘天目恩賜均在T4處理下最早出現(xiàn)最大熒光值，而‘雪紋的最大熒光值最早出現(xiàn)在T3。

2.3.2 PS Ⅱ效率 從表2可以看出，‘黑魁的最小和最大Fo分別出現(xiàn)在T4和T1；‘雪紋分別出現(xiàn)在CK和T4；‘天目恩賜出現(xiàn)在T3和CK。Fo是PS Ⅱ反應(yīng)中心完全開放時的熒光產(chǎn)額，其大小與葉綠素濃度有關(guān)，表明不同虎耳草品種葉片的葉綠素濃度對光強的響應(yīng)存在差異。

三個虎耳草品種的Fm均隨遮蔭強度加大而升高且均在T4達(dá)最大值，但不同品種在T4處理下的Fm略有差異，即‘雪紋＞‘天目恩賜＞‘黑魁，三個品種對應(yīng)的Fm分別為69 020.50、61 456.33和54 943.00，其中‘黑魁與‘雪紋的Fm間差異顯著，而‘天目恩賜與‘黑魁間以及‘天目恩賜與‘雪紋間有差異但不顯著。在同一光照度（T2、T3和T4）下，不同品種間的Fv/Fm差異并不顯著；‘黑魁和‘天目恩賜的Fv/Fm都隨光強的減弱而增加，在T4處理下達(dá)最大值，分別為0.801和0.795；‘雪紋的Fv/Fm在T3達(dá)最大值，而在T4出現(xiàn)下降趨勢，進(jìn)一步表明‘黑魁和‘天目恩賜在T4處理下的最大光能轉(zhuǎn)化效率最高；‘雪紋在T3處理下的最大光能轉(zhuǎn)化效率高于其他處理組，表明‘黑魁‘天目恩賜潛在的最大光合能力出現(xiàn)在T4，‘雪紋潛在的最大光合能力出現(xiàn)在T3，而其他處理組均對植物造成了不同程度的脅迫或傷害，使得Fv/Fm下降。

2.3.3 光化學(xué)與非光化學(xué)淬滅系數(shù) 從圖6可以看出，‘黑魁在光適應(yīng)后的200 s內(nèi)，CK處理組與T3和T4處理組的Qp均低于T1和T2處理組，說明高度遮蔭和高度強光脅迫均會降低‘黑魁的PS Ⅱ光合電子傳遞活性；‘雪紋和‘天目恩賜在受到T3和T4處理時，Qp低于CK、T1和T2處理組，說明‘雪紋和‘天目恩賜在T3和T4處理下Qp和PS Ⅱ的電子傳遞活性均降低。對三個虎耳草品種的最大Qp進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)‘黑魁和‘雪紋在T1處理時Qp最大，‘天目恩賜在CK處理下Qp最大，表明虎耳草各品種在輕度光強脅迫時，PS Ⅱ仍能維持較高的光合電子傳遞活性。

對不同遮蔭脅迫處理下虎耳草葉片非光化學(xué)淬滅系數(shù)測定分析表明（圖7）：在光適應(yīng)后的40 s，CK處理的‘雪紋以及CK和T1處理的‘黑魁和‘天目恩賜，其NPQ呈明顯的下降趨勢，表明PS Ⅱ因吸收過量的光能而造成光合器官損傷；T4和T2處理的‘黑魁、T2處理的‘雪紋和T3處理的‘天目恩賜，其NPQ達(dá)最大值，表明輕度遮蔭不會損傷虎耳草的自我保護機制。

2.4 遮蔭對虎耳草生理指標(biāo)的影響

隨著光照的減弱，三個品種的可溶性糖含量相比全光照組均有所下降（圖8：A），其中‘雪紋的下降幅度最大，達(dá)79.47%，其次是‘黑魁（下降51.95%）和‘天目恩賜（下降47.19%）；在CK、T1、T2和T3處理下，可溶性糖含量最高的為‘雪紋，其次為‘黑魁和‘天目恩賜，均達(dá)到差異顯著性水平；在T4處理下，‘黑魁的可溶性糖含量顯著高于‘雪紋和‘天目恩賜，‘雪紋和‘天目恩賜差異不顯著。同一品種內(nèi)，‘黑魁和‘天目恩賜的CK、T1、T2和T3處理組內(nèi)差異不顯著，但與T4處理組差異顯著。所有相鄰的不同光照處理組間，各品種的可溶性糖含量在T3和T4處理組間下降最快。

遮蔭度增加可降低‘黑魁和‘天目恩賜的可溶性蛋白含量，而‘雪紋的可溶性糖呈先下降后上升的趨勢，在T3降到最小值，為347.25 μg·mL－1（圖8：B），說明遮蔭處理能加快‘黑魁和‘天目恩賜的可溶性蛋白消耗，輕度遮蔭和重度遮蔭能減慢‘雪紋可溶性蛋白的積累，40%光照度能加快‘雪紋的可溶性蛋白積累。

‘黑魁和‘天目恩賜的MDA隨著遮蔭度的提高而逐漸降低，‘雪紋的MDA呈先降后升的趨勢，T3處理下含量降到最低，CK、T1處理組與T2、T3、T4處理組間差異顯著（圖8：C）。

2.5 三個虎耳草品種光適應(yīng)性的綜合評價

2.5.1 光適應(yīng)性指標(biāo)的篩選 用5個不同光照處理的各項指標(biāo)來評價，三個虎耳草品種光適應(yīng)性的結(jié)果均不相同。因此，數(shù)據(jù)分析結(jié)合研究目的選取具有代表性的三個虎耳草品種T4的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行光適應(yīng)性綜合評價。利用SPSS 21軟件對虎耳草的形態(tài)指標(biāo)和光合生理指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，對標(biāo)準(zhǔn)化后的指標(biāo)進(jìn)行主成分分析。由表3可知，虎耳草4個主成分的累計貢獻(xiàn)率達(dá)88.89%，第1主成分的貢獻(xiàn)率為35.33%，包括葉長、葉寬、葉面積、FW、Fm、Fo、總?cè)~綠素和Chla，共8個指標(biāo)；第2主成分的貢獻(xiàn)率為18.73%，包括可溶性蛋白、SLA、匍匐莖直徑和匍匐莖數(shù)，共4個指標(biāo)；第3主成分的貢獻(xiàn)率為18．51%，包括葉片數(shù)、Chlb和可溶性糖，共3個指標(biāo)；第4主成分的貢獻(xiàn)率為16.32%，包括Car、Fv/Fm和類黃酮，共3個指標(biāo)。共篩選出18個載荷量高于0.6的指標(biāo)，作為虎耳草光適應(yīng)性的鑒定指標(biāo)。根據(jù)各指標(biāo)間相關(guān)系數(shù)的大小，刪減相關(guān)系數(shù)在0．90以上的重復(fù)性指標(biāo)（張輝和趙秋紅，2013），最終選取12個指標(biāo)計算綜合指標(biāo)值分別為葉面積、FW、Fo、總?cè)~綠素、可溶性蛋白、SLA、匍匐莖直徑、匍匐莖數(shù)、葉片數(shù)、Car、Fv/Fm和類黃酮。

2.5.2 光適應(yīng)性綜合隸屬函數(shù)分析 將光適應(yīng)性篩選出來的指標(biāo)值標(biāo)準(zhǔn)化后運用隸屬函數(shù)法得到三個虎耳草品種在15%光照處理下的隸屬函數(shù)值。該值反映了品種耐陰能力的強弱，數(shù)值越大，表示越耐陰。對隸屬函數(shù)值進(jìn)行排序，耐陰能力表現(xiàn)為‘雪紋>‘天目恩賜>‘黑魁（表4）。

3 討論與結(jié)論

植物的形態(tài)可塑性是植物對多變外部環(huán)境的重要適應(yīng)方式之一。葉片是植物進(jìn)行光合作用的主要器官，也是植物進(jìn)化過程中可塑性最強的器官，植物通過調(diào)節(jié)葉片形態(tài)等方式來適應(yīng)光環(huán)境變化（薛偉等，2011）。本研究結(jié)果表明，60%以上的光照會灼傷虎耳草葉片，暴露在全光照下的虎耳草無法正常生長甚至死亡，隨著遮蔭強度提高，虎耳草的葉面積和比葉面積逐漸增加，這可能是蔭蔽環(huán)境下虎耳草通過長出大而薄的葉片來增大受光面積、減小光輻射穿透距離，以增強葉片細(xì)胞對弱光輻射的捕獲能力，從而提高光能利用率，這與馬天光等（2018）對駱駝刺 （Alhagi sparsifolia）的研究結(jié)果相似。無論是自然還是人工擴繁，通過匍匐莖增殖是虎耳草的重要繁殖方式之一，在野外匍匐莖條數(shù)和匍匐莖直徑大小會影響種群的繁殖和擴散能力。本研究中，60%和40%光照處理更適合虎耳草的匍匐莖發(fā)育生長，有利于個體增殖。從生物量和葉片數(shù)來看，40%光照更適合‘黑魁和‘雪紋生長，表明一定遮蔭限度內(nèi)，可保證‘黑魁和‘雪紋正常生長，若超過遮蔭限度，植物生長就不正常；15%光照環(huán)境使‘黑魁和‘雪紋的生物量降低，但適合‘天目恩賜的生長，表明‘天目恩賜的最適遮蔭度高于前兩者，這可能同其野外自然居群分布在海拔較高和林下光照更弱的環(huán)境相關(guān)，這對園林園藝應(yīng)用提供了借鑒。

葉綠素?zé)晒鉄o損檢測技術(shù)被廣泛用于研究植物的光合生理和逆境脅迫生理。葉綠素?zé)晒鈪?shù)指標(biāo)能反映植物葉片PS Ⅱ?qū)饽艿奈?、傳遞和耗散等狀況（Stephen & Donna， 2011；南吉斌和林玲，2019）。Fo值上升能有效避免PS Ⅱ活性中心發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的毀壞。本研究中，不同光照下不同虎耳草品種對Fo和NPQ的響應(yīng)趨勢說明全光照和15%的過弱光照均會對虎耳草的PS Ⅱ活性中心造成損傷。不同光照下不同虎耳草品種的OJIP曲線變化趨勢的差異，進(jìn)一步證明‘黑魁在全光照和85%光照處理、‘天目恩賜在全光照處理下PS Ⅱ活性受到了嚴(yán)重?fù)p傷。三個虎耳草品種的Fm均隨遮蔭強度加大而升高，均在15%光照處理時Fm達(dá)最大值，說明虎耳草在高度蔭蔽環(huán)境下PS Ⅱ仍能維持較高的電子傳遞效率（‘雪紋>‘天目恩賜>‘黑魁）。正常光照條件下，植物的Fv/Fm一般為0.75～0.85（張云等，2014）。本研究中，‘黑魁（40%～100%光照處理）、‘雪紋和‘天目恩賜（全光照和85%光照處理）的Fv/Fm均低于0.75，說明這些植物在相應(yīng)的光照強度下受到光脅迫且發(fā)生了不同程度的光抑制，虎耳草只有在一定的蔭蔽環(huán)境下才能生長良好。

植物通過調(diào)整葉片色素構(gòu)成和含量來適應(yīng)波動的光照條件，馬劍平等（2018）研究表明通過測定色素含量和構(gòu)成的變化可以衡量植物對不同光照條件的適應(yīng)能力。光合作用涉及光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化，葉綠素和類胡蘿卜素兩大色素參與了這一過程（孫小玲等，2010）。本研究中，不同光照處理下‘黑魁和‘雪紋的葉綠素含量大都隨遮蔭度加大而遞增且差異顯著，類似情況見于金銀忍冬（Lonicera maackii）幼苗的光照栽培實驗（薛歡，2019），但隨著遮蔭程度加大，‘天目恩賜的葉綠素含量僅15%光照處理組與其他處理組存在差異顯著性；‘黑魁斑紋區(qū)、‘黑魁綠葉區(qū)和‘雪紋的類胡蘿卜素含量隨著光照減弱呈不同的變化趨勢且差異顯著，‘天目恩賜呈下降趨勢但差異顯著性小，表明‘黑魁和‘雪紋的光合色素含量在不同光照環(huán)境下表現(xiàn)出積極的適應(yīng)性，而‘天目恩賜的適應(yīng)性較差。類胡蘿卜素、花色素苷和類黃酮等都是植物普遍用于避免產(chǎn)生光抑制的重要生化策略，對植物光合器官起重要的光保護作用（Voss et al.， 2013）。本研究發(fā)現(xiàn)，‘黑魁在不同光強下會通過類胡蘿卜素、類黃酮和花色素苷的多重防護來保護光合器官；‘雪紋的花色素苷含量較少且對光強的響應(yīng)不明顯，主要通過調(diào)整類胡蘿卜素和類黃酮的含量來適應(yīng)光環(huán)境的變化；‘天目恩賜主要通過調(diào)整花色素苷和類黃酮含量來避免光抑制產(chǎn)生。這表明在強光或弱光環(huán)境下，不同葉色及斑紋的虎耳草品種會通過調(diào)整不同的色素比例來保護光合器官，這些品種的葉片色素構(gòu)成存在差別，光適應(yīng)性也表現(xiàn)出差異。

可溶性糖是植物通過光合作用產(chǎn)生的重要碳源，對維持細(xì)胞膜的完整性、調(diào)節(jié)植物組織滲透壓和增強植物抗逆性具有重要作用（王梅等，2017）。本研究中，隨著遮蔭強度增加，三個虎耳草品種的可溶性糖含量均逐漸減少，說明遮蔭不利于可溶性糖的積累，但有利于糖分的消耗，這與劉玉蘭等（2006）的研究結(jié)果一致。丙二醛是膜系統(tǒng)脂質(zhì)過氧化的產(chǎn)物，其含量可以反映膜脂過氧化程度和植物的抗逆性（張智猛等，2013）?？扇苄缘鞍资侵参矬w內(nèi)重要的營養(yǎng)物質(zhì)和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，對細(xì)胞的生命物質(zhì)及生物膜起到保護作用。本研究中，‘黑魁和‘天目恩賜的可溶性蛋白和丙二醛含量均隨遮蔭強度增加而減少，‘雪紋的可溶性蛋白和丙二醛含量在40%光照處理最低，在15%光照度下含量又出現(xiàn)增加，說明光照過強會引起‘黑魁和‘天目恩賜細(xì)胞膜透性增大、胞內(nèi)電解質(zhì)外滲，同時出現(xiàn)膜脂過氧化、丙二醛含量增加，從而誘導(dǎo)可溶性蛋白合成以消除光強對細(xì)胞造成傷害。而對‘雪紋而言，光照過強或過弱均會導(dǎo)致丙二醛和可溶性蛋白含量增加，在40%光照條件下降到最小值，表明植株受到的脅迫最小。

綜上所述，不同虎耳草觀賞品種在強光或弱光脅迫下，會通過調(diào)節(jié)葉片形態(tài)、調(diào)整光合色素及次生代謝物含量等方式來適應(yīng)光照環(huán)境的改變，但不同品種間的表型、生理生化指標(biāo)和光適應(yīng)性存在差異。將光適應(yīng)性篩選出來的指標(biāo)值標(biāo)準(zhǔn)化后運用隸屬函數(shù)法得到三個虎耳草品種在15%光照處理下的隸屬函數(shù)值，其結(jié)果表明‘雪紋最耐陰且對光強的適應(yīng)性最強，其推廣栽培的環(huán)境更廣，綜合形態(tài)及生理指標(biāo)表明其最適光照度為40%光照；相對來說，‘天目恩賜和‘黑魁抗強光或抗弱光的能力稍差，其推廣栽培范圍稍窄，兩者的最適光照度為15%～40%。因此，在園藝實踐推廣應(yīng)用中，應(yīng)充分考慮不同品種的適宜光照強度范圍和小環(huán)境。

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（責(zé)任編輯 蔣巧媛 鄧斯麗）