百子蓮之物候期與耐熱指標

Abstract

"百子蓮(Agapanthus spp.) 為優良庭園植物，因具有夏季開花與罕見藍色花朵特性，目前已廣泛於景觀造園使用。然而臺灣對百子蓮物候適應性與耐熱性所知極少，本研究探討百子蓮於臺中新社區物候期特性，並以花粉、種子、細胞相對傷害值及葉綠素螢光值，探討測量品種於高溫逆境下之反應差異。 參試品種依開花時間區分為早生種：‘Big Blue’、‘Wolga’；中生種：‘Blue Baby’、‘Wavy Navy’、‘Purple Cloud’；晚生種：‘Hazy Day’、‘Storm Cloud’。百子蓮生長期具明顯季節性。物候現象約可分為七個階段，包括營養生長四個階段及生殖生長三個階段。所有品種的側芽萌生期約略落於八月至九月，常綠型大多於側芽萌生期後進入側芽葉片生長期，而落葉性品種則進入停滯期，此為兩品種群間之主要差異。常綠性品種之側芽葉片生長約於二月至四月間停止，進入停滯期，而落葉性品種約於二月重新開始生長，四月後生長速率逐漸趨緩。常綠性品種在花梗抽出前會出現約一個月的停滯期，並先後於四月底至六月中抽出花梗，而落葉性品種則約為六月底抽出花梗。 將八品種百子蓮花粉置於含 10% 蔗糖之BK培養基，以5℃為間隔，培養於水浴溫度5 - 45℃ 一小時，觀察溫度對花粉萌發率之影響，結果顯示百子蓮發芽率隨培養溫度上升逐漸增加，超過30°C則急劇下降。花粉發芽率具品種差異，以雙直線迴歸計算花粉發芽溫度三基點，最低發芽溫度(minimum temperature,Tmin)、最適發芽溫度(optimum temperature, Topt )及最高發芽溫度(maximum temperature, Tmax)分別為6℃、31.2℃、43.6℃。其中‘Wavy Navy’與‘Hazy Day’之Topt 較高，‘Purple Cloud’之Tmax較高，顯示此三品種可能具有耐熱潛力。 細胞電解質滲漏技術可用於量測細胞膜熱穩定性。以25、30、35、40、45、50、53、55、58、60、65或 70℃水浴溫度將8品種百子蓮葉片與花瓣圓片處理30分鐘後，所有品種的相對傷害值(relative injury, RI)隨水浴溫度增加而呈S曲線變化，葉片曲線轉折中點溫度約為53℃，以此水浴溫度進行品種耐熱性鑑定，結果顯示‘Blue Baby’ RI值最高，‘Wolga’、‘Storm Cloud’、‘Purple Cloud’及 ‘Wavy Navy’四品種較低；花瓣細胞相對傷害值反應與葉片接近，曲線轉折中點為50.1℃，顯示花瓣細胞對高溫更為敏感。 延續相對傷害值之試驗結果，挑選‘Blue Baby’、‘Big Blue’、‘Hazy Day’之種子，以5 - 25℃(每溫度處理間隔5℃)溫度處理。結果顯示5℃最大發芽率僅35%，隨溫度升高，各品種種子發芽率與發芽速率亦逐漸增加，僅‘Blue Baby’於25℃時發芽速率降低。‘Big Blue’及‘Hazy Day’發芽適溫為25℃，‘Blue Baby’則為20℃。依迴歸計算百子蓮發芽基礎溫度為1.9 - 2.3℃，種子發芽積溫為47 - 71℃d。 百子蓮‘Big Blue’以雙氧水與α-naphthyl acetate檢測柱頭活性，結果顯示百子蓮的柱頭於花開後第二天具可授粉性，為雌蕊後熟。以離體瓶插方式將百子蓮‘Big Blue’切花分別放置於平均溫度14、18、23、28及33℃ 溫控環境，於授粉後24小時調查體內花粉萌發情況，並記錄著果率、結種率與莢內種子數。‘Big Blue’體內花粉管於均溫23℃下皆生長正常，超過28℃高溫則出現花粉管末端膨大與伸長迴轉，並導致結實率與結籽率下降，顯示高溫造成百子蓮受精前障礙。 將三品種百子蓮栽培於日夜溫25/20與30/25℃環境。結果顯示‘Blue Baby’與‘Big Blue’之非光化學淬熄(non-photochemical quenching; qN)保持不變或增加，‘Hazy Day’則逐漸下降。25/20與30/25℃處理下，‘Hazy Day’之葉綠素螢光參數之最小螢光值(The minimal fluorescence in dark; Fo)、最大螢光釋放量(The maximum fluorescence in dark; Fm)及最大螢光參數的比值(maximum quantum efficiency of photosystem II, Fv/Fm)沒有明顯差異，而栽培於30/25℃ ‘Blue Baby’的Fv/Fm下降並維持於0.65，‘Big Blue’之Fv/Fm亦下降但逐漸回升，而‘Hazy Day’則維持於0.75-0.85間。‘Blue Baby’及‘Big Blue’於30/25℃下淨光合作用率降低，而‘Hazy Day’則無顯著差異。 百子蓮耐熱性品種選拔，建議的生理指標包括花粉最適發芽溫度(Topt)、葉片細胞相對傷害值(RI)，以及葉綠素螢光參數：qN、Fo、Fm、Fv/Fm。參試品種Hazy Day因可於炎熱的六月及七月生長開花，或可作為良好的耐熱候選品種。 "