山西梨部分栽培品種抗寒性研究初報

郭黃萍，楊 盛，郝國偉，張曉偉，王 璐

（山西省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所，山西太谷 030815）

華北地區(qū)冬季寒冷，果樹易發(fā)生凍害，凍害是限制果樹生長發(fā)育的主要因素之一，凍害輕則造成果實產(chǎn)量下降、品質(zhì)變劣，重則造成植株死亡，帶來巨大經(jīng)濟損失，同時給梨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來巨大的障礙。因此，在寒冷地區(qū)的果樹生產(chǎn)中，抗寒性鑒定是一項重要任務。

本研究通過對山西栽培的7個梨品種抗寒性進行研究，旨在為現(xiàn)有品種栽培區(qū)域的劃定、雜交育種中抗寒性強親本的選擇、推廣抗寒性新品種以及制訂合理的栽培管理方法，避免或減輕凍害，推動山西省梨業(yè)科學、健康、快速發(fā)展，提供一定的參考依據(jù)[1-11]。

1 材料和方法

1.1 材料

供試梨品種為山西省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所常規(guī)管理下10～15 a生的玉露香梨、雪花梨、庫爾勒香梨、玉酥梨、晉酥梨、晉蜜梨、蘋果梨。2011年1月中旬選用粗細均勻一致的1 a生枝條作為試材。

1.2 方法

1.2.1 人工模擬冷凍試驗 每個品種設5個溫度處理：室溫（CK），-10，-20，-30，-40 ℃。

1.2.2 可溶性糖含量的測定 用蒽酮法測定可溶性糖的含量。

1.2.3 脯氨酸含量的測定 用酸性茚三酮染色法測定脯氨酸的含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同低溫處理下梨樹枝條膜透性的變化

對低溫處理后的枝條進行電導度測定，按電導率公式進行計算，所得結(jié)果如表1所示。

從表1可以看出，各品種的相對電導率均隨著溫度的降低而增加，但增加的幅度并不均勻，處理溫度在-10～-20℃之間時，玉露香梨、晉蜜梨的電導率略有下降，這與高愛農(nóng)等[11]在蘋果上的試驗結(jié)果相同，可能是這些品種在初遇低溫時的一種自我保護反應。當降溫至-20℃時，雪花梨、晉酥梨、蘋果梨的相對電導率均增至60%以上；降溫至-30℃時，7個梨品種的相對電導率均增至60%以上；繼續(xù)降溫至-40℃時，庫爾勒香梨、雪花梨的相對電導率猛增至80%以上，此時細胞質(zhì)膜透性遭到了嚴重破壞，使得電解質(zhì)大量外滲。

表1 不同低溫條件下梨樹枝條的相對電導率 %

進一步以枝條的相對電導率為依據(jù)，按傷害 率公式進行計算，結(jié)果列于表2。

表2 不同低溫條件下梨樹枝條的傷害率 %

從表2可以看出，隨著處理溫度的降低，各品種的傷害率隨之增加，其中，玉露香梨、玉酥梨、晉蜜梨在-10℃時傷害率均低于15%；40℃時，除晉蜜梨外，各品種傷害率均增到40%以上。對以上結(jié)果進行回歸分析，所得結(jié)果列于表3。從表3可以看出，傷害率與溫度變化呈線性負相關(guān)，即回歸系數(shù)b值愈大，其傷害率愈低，品種的抗寒性愈強。因此，梨品種抗寒性由強到弱的順序為：蘋果梨＞晉酥梨＞晉蜜梨＞玉露香梨＞雪花梨＞玉酥梨＞庫爾勒香梨。這與陳長蘭等[12-13]報道的結(jié)果基本一致，但與實際生產(chǎn)還存在一定的差異。原因可能是由于電解質(zhì)滲出率受到供試材料的樹齡、樣品的切取厚度等因素的影響。

表3 不同低溫處理梨品種回歸方程及抗寒性

2.2 不同低溫處理下梨品種枝條各生理指標的變化規(guī)律

2.2.1 可溶性糖含量變化 可溶性糖是寒冷條件下細胞內(nèi)的保護物質(zhì)，其含量與植物的抗寒性之間呈正相關(guān)關(guān)系。可溶性糖的積累可為樹體的早期生長提供營養(yǎng)，促進脫落酸的積累，間接誘導蛋白質(zhì)合成，增強樹體抗寒性。

由圖1可知，不同梨樹枝條內(nèi)可溶性糖含量均在原有基礎上隨著外界溫度的降低呈規(guī)律性變化，即從-10℃到-40℃逐漸增加，到-40℃品種枝條內(nèi)可溶性糖含量達到最高值。從整體來看，蘋果梨的可溶性糖凈增長量最大，說明在寒冷環(huán)境中枝條內(nèi)部積累了大量的可溶性糖，抗寒性越強的品種，可溶性糖積累的越多，抵御不良環(huán)境的能力越強[14-16]。

2.2.2 游離脯氨酸含量變化 由圖2可知，不同梨品種枝條中脯氨酸含量均在原有基礎上隨著外界溫度的降低而升高，但各品種間變化幅度存在一定的差異。從整體來看，抗寒性最強的蘋果梨脯氨酸含量最高，但抗寒性較強的晉酥梨和玉露香梨脯氨酸含量較少。由此可見，脯氨酸含量與梨品種的抗寒性相關(guān)性較小。

3 結(jié)論與討論

3.1 7個梨樹品種的抗寒性

本試驗測得7個梨品種抗寒性強弱順序為：蘋果梨＞晉酥梨＞晉蜜梨＞玉露香梨＞雪花梨＞玉酥梨＞庫爾勒香梨，這與李俊才等[17]的研究結(jié)果基本一致，而與孫秉鈞等[18]的研究結(jié)果相差較大。這可能與采樣的時期有關(guān)，1月中旬樹體已經(jīng)過充分的低溫鍛煉，生命活動減弱，膜的穩(wěn)定性增強，生長活動和細胞分裂停止，能較客觀地反映出各品種的抗寒性。

3.2 關(guān)于可溶性糖與植物抗寒性的關(guān)系

有研究認為，可溶性糖的增加能減少細胞內(nèi)結(jié)冰的機會，維持膜在低溫下的正常功能，對原生質(zhì)、偶聯(lián)因子、凍敏感蛋白等起到保護作用；還可增大細胞的原生質(zhì)濃度，使細胞質(zhì)形成玻璃化狀態(tài)，增強細胞液的流動性，從而起到抗脫水的作用，提高其抗寒性。

另有研究表明，可溶性糖在低溫下的這種調(diào)節(jié)作用可能與植物的種類有關(guān)。劉祖琪等[19]在紅薯的研究中發(fā)現(xiàn)，可溶性糖與其抗寒性無關(guān)。

為進一步研究可溶性糖含量與梨樹抗寒性的關(guān)系，對休眠期間梨枝條的可溶性糖含量及其變化進行了研究，結(jié)果表明，抗寒性不同的梨品種可溶性糖含量隨溫度的降低而升高，枝條內(nèi)的可溶性糖含量與電解質(zhì)滲出率呈負相關(guān)。

3.3 關(guān)于游離脯氨酸與植物抗寒性的關(guān)系

目前有2種觀點：一種觀點認為，抗寒性與游離脯氨酸的累積之間呈正相關(guān)關(guān)系。游離脯氨酸作為細胞質(zhì)的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，在對抗低溫脅迫時起到平衡細胞代謝的作用，來保持細胞內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定，其含量的增加可以增強抗寒性。牛立新等報道，葡萄枝條中的脯氨酸含量隨處理溫度的降低呈明顯增加趨勢，抗寒性越強的品種增加的倍數(shù)越高，與杏抗寒性的研究結(jié)果一致[20]。另一觀點認為，抗寒性與游離脯氨酸的累積無關(guān)。劉娥娥等[21]指出，同一脅迫條件下，耐寒性強的水稻品種脯氨酸積累得較少，而耐寒性弱的品種脯氨酸積累得較多，因而，脯氨酸的累積與抗寒性無關(guān)。

本試驗研究結(jié)果表明，無論抗寒性強還是弱的梨品種，枝條內(nèi)的游離脯氨酸含量均隨溫度的下降而增加，但脯氨酸的含量與抗寒性的相關(guān)性較小。這表明，脯氨酸的含量變化不僅受低溫的影響，而且還受其他因素的制約[21-25]。

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