4種甜櫻桃砧木的抗寒生理特性研究

陳秋芳 陳沖 馬碧虎 趙大俊 程培紅

摘 要：以酸櫻桃、大青葉、吉塞拉5號、毛櫻桃4 種甜櫻桃砧木為試材，測定在不同低溫處理條件下各種砧木電導率、可溶性糖及丙二醛（MDA）的變化，評價砧木抗寒性。結果表明，毛櫻桃在低溫脅迫條件下電導率、MDA含量均顯著低于其他3種砧木，可溶性糖含量在-40～-35 ℃區間仍呈上升趨勢。3種抗寒指標的測定結果均表明，毛櫻桃具有較強的抗寒性，吉塞拉5號次之，大青葉最弱。

關鍵詞：甜櫻桃；砧木；抗寒性

甜櫻桃是薔薇科李屬的一個種，是經濟效益較高的樹種之一[1]。隨著果農對甜櫻桃果品價值認可度的提高，甜櫻桃在果樹生產中得到廣泛推廣。前人對甜櫻桃豐產、優質栽培技術已有較為詳盡的研究報道，而對于櫻桃砧木的抗寒生理研究報道得較少。研究甜櫻桃不同砧木的抗寒性對擴大甜櫻桃種植區域意義重大。

本試驗對山西省農業科學院果樹研究所甜櫻桃品種園的4種甜櫻桃砧木（酸櫻桃、大青葉、吉塞拉5號、毛櫻桃）越冬期的抗寒生理生化特性進行了比較研究，通過對不同砧木枝條電導率、可溶性糖和丙二醛含量在不同低溫脅迫條件下的測定，分析各不同砧木之間的抗寒性差異，為進一步篩選甜櫻桃抗寒砧木提供理論依據。

1 材料與方法

試驗在山西省農科院果樹研究所（地處山西省太谷縣）進行，試材酸櫻桃、大青葉、吉塞拉5號和毛櫻桃，均采自本所櫻桃品種園5年生砧木樹上。樹勢中庸，管理水平一般。2013年1月14日在樹體進入深休眠時剪取各砧木植株外圍1年生直徑大約0.3 cm左右枝條。采回先用自來水沖洗干凈，再用去離子水沖洗，濾紙吸干，剪成3～4 cm 長的小段，裝入保鮮袋中，在0 ℃條件下保存備用。將試材放入人工氣候箱中逐漸降溫至-20 ℃、-25 ℃、-30 ℃、-35 ℃、-40 ℃（5 ℃/h），分別處理8 h，低溫處理完成后，取出試材在4 ℃冰箱中恢復2 h，室溫下恢復1 h，以保存在0 ℃條件下的試材為對照。

電導率的測定使用DDS-307的電導儀；可溶性糖含量測定采用蒽酮法；丙二醛（MDA）含量的測定采用雙組分光光度計法 [2]。數據處理采用Excel軟件處理。

2 結果與分析

2.1 電導率的變化

電導法是通過人工低溫處理，改變生物膜透性，增加組織滲透液內電導值來測定植株的抗寒性。相同溫度下電導率越高，表明植株的抗寒性越弱。試驗結果表明（圖1），隨著溫度的下降，4種砧木枝條細胞內電導率總體呈上升趨勢，其中，大青葉的外滲率相對較大，毛櫻桃的外滲率相對較小。毛櫻桃的抗寒性較強，大青葉較弱。

圖1 低溫脅迫下4種砧木電導率變化

半致死溫度可作為評價抗寒性的一個指標，目前，以電導率達50%時的溫度作為半致死溫度[3]。依據枝條組織在不同處理溫度下的電導率曲線計算出大青葉、酸櫻桃、吉塞拉5號以及毛櫻桃的半致死溫度分別為-18.9 ℃、-24.1 ℃、-27.6 ℃及-31.7 ℃。半致死溫度越低，抗寒性越 好。 供試的4種砧木抗寒性

從強到弱依次為：毛櫻桃、吉塞拉5號、酸櫻桃以及大青葉。-20 ℃對于大青葉砧木來說已經是極限，-20 ℃低溫的地區不適宜用大青葉做砧木栽培甜櫻桃。

2.2 低溫處理枝條可溶性糖含量的變化

在高等植物的抗寒性研究中發現，可溶性糖含量與植物抗寒性之間呈正相關，抗寒性強的品種可溶性糖含量高。本試驗結果表明（圖2）：隨著溫度的逐漸降低各砧木枝條內可溶性糖含量呈逐漸升高的趨勢，大青葉、酸櫻桃和吉塞拉5號在-35 ℃達到最大，后又逐漸降低，說明-35 ℃是極限溫度。在這個過程中吉塞拉5號可溶性糖含量一直高于大青葉和酸櫻桃。在相同溫度條件下吉塞拉5號的抗寒性強于酸櫻桃，大青葉較弱。而毛櫻桃在-35 ℃繼續降溫到-40 ℃時，其可溶性糖仍呈上升趨勢，說明還沒有到達極限溫度，其抗寒性更強。

圖2 低溫脅迫下4種砧木可溶性糖含量的變化

2.3 低溫處理枝條丙二醛（MDA）含量的變化

MDA是膜脂過氧化作用的最終產物，也是膜系統受害的重要指標之一。枝條內 MDA 含量隨自然溫度的下降而增加；抗寒性強的品種 MDA 含量低，抗寒性弱的品種 MDA 含量高，與電導率的變化相一致。試驗結果表明（圖3）：對照溫度（0 ℃）條件下，毛櫻桃枝條內MDA

圖3 低溫脅迫下四種砧MDA含量的變化

含量顯著低于其他3種砧木，隨著溫度的降低，4種砧木枝條MDA總體呈現逐步上升的趨勢，說明在低溫脅迫下，脂質發生過氧化作用細胞膜受損。其中，大青葉、酸櫻桃、吉塞拉5號在-35 ℃出現MDA極大值后突然下降，而毛櫻桃在-40～-35 ℃區間的MDA仍呈上升趨勢，說明-40 ℃還沒有達到最大值。

3 結論和討論

植物組織受到低溫脅迫，由于膜的結構和功能受損，使其透性增大，細胞內各種水溶性物質有不同程度的外滲，水的電導度因電解質的外滲而加大，外滲愈多，傷害愈重，電導度的增加也愈大，所以，電導率、丙二醛等指標可作為砧木早期抗寒性的鑒定指標[7]。

本試驗以毛櫻桃、吉塞拉5號、酸櫻桃和大青葉4種不同甜櫻桃砧木為材料，通過對其進行電導率、可溶性糖以及MDA含量的變化規律測定來評價砧木抗寒性。試驗結果表明，毛櫻桃自然低溫條件下枝條內MDA含量顯著低于其他3種砧木。MDA是膜脂過氧化的最終分解產物，MDA的積累反映了細胞膜的傷害程度，是常用的膜脂過氧化指標[6]。毛櫻桃電解質外滲率也相對最小，說明在低溫脅迫下，毛櫻桃受到的細胞膜傷害最小。而大青葉在低溫脅迫下電導率、MDA含量明顯高于其他3個砧木，說明大青葉在低溫下細胞膜受傷害程度高，抗寒性也最弱。

綜合分析低溫脅迫下毛櫻桃、吉塞拉5號、酸櫻桃和大青葉4種甜櫻桃砧木枝條電導率、可溶性糖、MDA的變化規律以及半致死溫度的確定，可初步認為4個砧木品種中毛櫻桃的抗寒性最強，大青葉的抗寒性最弱，吉塞拉5號的抗寒性略比酸櫻桃強。植物抗寒性除受到諸多環境因素的影響外還受遺傳因素的決定，植物對逆境的抵抗和適應包括一系列復雜的生理生化過程[4]。而以上只是通過幾個生理指標對甜櫻桃砧木的抗寒性進行了初步比較，所以還需通過試驗及大田進一步驗證。

參考文獻

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基金項目：山西省國際科技合作項目（2012081003）；山西省農科院育種基礎工程（Yy2jc1312）。

第一作者簡介：陳秋芳（1971-），女，碩士，從事櫻桃育種與栽培技術研究。