以電導法配合Logistic方程確定25個白肉枇杷的抗寒性

婁曉鳴 王化坤 陳勇明 高志紅

摘 要 研究白肉枇杷的抗寒性，為北緣地區白肉枇杷的推廣及抗寒雜交育種提供理論依據。以‘白玉枇杷葉片為試材，采用人工模擬低溫脅迫，建立白肉枇杷電導法配合Logistic方程的抗寒性測定體系，并以此確定25份白肉枇杷資源的抗寒性。結果表明：以不同處理時間、不同低溫處理下白玉葉片的相對電導率（REC）變化作曲線，在低溫處理8 h以上時，REC均隨著處理溫度的降低而呈“S”形變化，可以利用Logistic方程計算半致死溫度（LT50）。25份白肉枇杷LT50測定結果表明冠玉的LT50達到-15.95 ℃，最抗寒，次之為美國種、銅皮、白玉、美玉、上海種等白肉枇杷資源。

關鍵詞 白肉枇杷；抗寒性；電導率法；Logistic方程；半致死溫度

中圖分類號 S667.3 文獻標識碼 A

Abstract The cold tolerance of white pulp loquat was measured to support the extension of loquat in the northern region and cross breeding. Loquat cultivar‘Baiyuwas used to set up the rapid detection system based on the relative electrical conductivity and logistic equation. The cold tolerance of 25 white pulp loquat cultivars was identified with the rapid detection system. The curves of REC against different temperatures and treatment periods were represented using logistic equation. The results showed that REC increased as a S-curves with the decreased temperature when the treatment time was longer than eight hours.According to these S-shaped curves and the logistic equation， we could calculate the lethal temperature of 50%（LT50）. The result of LT50 indicated that the cultivar‘Guanyuhad the strongest cold tolerance among all the main white pulp loquat cultivars， followed by Meiguozhong， Tongpi， Baiyu， Meiyu， Shanghaizhong and so on.

Key words White pulp loquat； Cold tolerance； Electrical conductivity； Logistic equation； LT50

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2016.10.012

枇杷（Eriobotrya japonica Lindl.）是薔薇科枇杷屬亞熱帶常綠果樹，其經濟栽培要求年均溫不低于15 ℃、最冷月均溫不低于5 ℃、絕對最低氣溫不低于-5 ℃，北緣地區要求年均溫不低于12 ℃[1]。冬季和初春的低溫對枇杷產量影響較大，是露地栽培的主要限制因素[2]，因此抗寒性的研究對于枇杷抗寒育種和栽培都具有重要意義。白肉枇杷鮮食品質優異，經濟價值高，發展前景廣闊[3]。江蘇省蘇州地區是中國枇杷栽培的北緣地區，也是中國白肉枇杷集中的傳統產地之一。由于受到冬季低溫凍害的制約江蘇枇杷產業發展緩慢，至今不足2 000 hm2。白肉枇杷抗寒育種及防凍技術研究一直是江蘇及北緣地區重點研究的內容之一[4]。

半致死溫度（LT50）可作為植物抗寒性的重要指標之一。應用電導法配合Logistic方程求出“S”形曲線的拐點溫度能較準確地估計出植物組織的低溫半致死溫度，這在許多作物上得到了廣泛的應用[5-14]。而在枇杷上，僅在個別品種抗寒性鑒定上進行了研究[15-16]，但未見電導法配合Logistic方程抗寒性測定體系的系統研究，電導法應用于白肉枇杷抗寒性鑒定也未見報道。本試驗采用人工模擬低溫脅迫，測定白玉枇杷葉片在不同低溫和時間處理下相對電導率（REC）的變化，配合Logistic方程，建立白肉枇杷抗寒性測定體系。然后，對25份白肉枇杷資源的抗寒性進行鑒定，計算LT50，進而為篩選抗寒品種資源，以及北緣地區白肉枇杷的推廣和抗寒雜交育種提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試25個白肉枇杷材料均屬于枇杷屬普通枇杷種（表1），取自江蘇省白沙枇杷種質資源資源圃（江蘇省太湖常綠果樹技術推廣中心）。

1.2 方法

1.2.1 白肉枇杷抗寒性測定體系的建立 2013年11月1日采集白玉枇杷一年生夏梢頂端第4片完整、無病蟲害的成熟葉片，葉片從3株以上不同植株隨機取樣混合使用，重復3次。將葉片取回實驗室后先用自來水沖洗，除去表面的污物，再用去離子水沖洗，然后用潔凈的濾紙吸干附著的水分。用濕紗布包裹，于4 ℃冰箱預冷12 h后轉入可控溫冰柜（內裝風扇以利空氣循環）進行低溫處理，處理溫度分別是0、-3、-6、-9、-12、-15 ℃，每一溫度下設2、5、8、11、14、24 h等6個時間梯度。冷處理結束放入4 ℃冰箱中解凍4 h，解凍后進行葉片形態觀察和電導率（REC）測定。電導率測定參照郭衛東等[14]的方法稍作改動后進行，用直徑0.5 cm的打孔器打孔取葉圓盤（打孔時注意避開主脈），然后將葉圓盤浸泡于常溫去離子水中（去離子水以葉片和水1 ∶ 50質量比添加），24 h后測常溫電導率，然后再放入100 ℃水浴鍋煮沸15 min，自然冷卻再測煮沸電導率，最后計算REC。根據白玉葉片不同低溫強度和時間下葉片REC的變化繪制曲線，配合Logistic方程，計算LT50，從而建立抗寒性鑒定體系。

1.2.2 25個白肉枇杷品種的抗寒性鑒定 2014年1月3日采集25個白肉枇杷品種葉片。由于枇杷已經經過了低溫鍛煉，處理溫度調整為-3、-8、-13、-18、-23 ℃等5個梯度，處理時間均為8 h，然后按1.2.1的方法測定電導率。

1.3 數據分析

REC計算公式為：REC=（樣品常溫電導率/樣品煮沸電導率）×100%。參考朱根海等[17]和莫惠棟[18]有關組織LT50的計算方法，配合Logistic方程計算LT50。

2 結果與分析

2.1 不同低溫脅迫下白玉枇杷葉片REC的動態變化

處理24 h后，0、-3、-6 ℃脅迫下葉片基本正常，形態上未出現受凍現象；-9、-12、-15 ℃脅迫下，葉片顏色變深褐至黑色，明顯受凍。

由圖1可以看出，隨著處理時間的延長，不同低溫脅迫下白玉枇杷葉片REC的動態變化趨勢不同。在0、-3、-6 ℃處理的葉片相對電導率變化不明顯，分別在20%～25%、30%左右、40%～45%變動，這說明葉片可以耐受-6 ℃低溫；在-9、-12 ℃處理的相對電導率隨著時間的延長逐漸增加；在-15 ℃處理的相對電導率在80%～90%，變化較小，這說明-15 ℃已超過了葉片耐受的最低溫度。形態上觀察到的白玉枇杷受凍情況與REC的變化趨勢相符。

2.2 不同處理時間對白玉枇杷葉片REC的影響

從圖2可以看出，不同處理時間隨著白玉枇杷葉片處理溫度的降低，葉片REC逐漸增加。2和5 h處理的REC變化曲線呈上升趨勢，未出現峰值。而低溫處理8 h，葉片REC在0 ℃為21.95%，在

-9 ℃時上升到70.46%，在-15 ℃時達到89.35%，是0 ℃時的4倍；低溫處理24 h，0 ℃時葉片REC為20.17%，-3 ℃時增加到31.35%，-6 ℃時45.12%，-9 ℃高達96.38%，葉片細胞膜系統基本遭到了破壞。說明8 h以上處理的REC變化明顯，均在-15 ℃時出現峰值，曲線呈“S”形，滿足Logistic方程計算LT50的要求。

2.3 Logistic方程及LT50

采用電導法配合Logistic方程計算LT50，8、11、14、24 h等4個不同處理時間分別計算白玉葉片的LT50，其值在-4.76和-5.87 ℃，結果重復性較好。R2在0.915 5～0.992 0，說明各擬合方程均具有較好的擬合結果（表2）。因此白肉枇杷電導法配合Logistic方程計算LT50的低溫處理時間應采取8 h以上的處理時間。

2.4 25個白肉枇杷品種的抗寒性鑒定

由表3可見，25個白肉枇杷品種R2在0.92～0.99之間，說明各方程擬合程度較好。在25個枇杷品種中除甜種LT50高于-9 ℃以外，其他品種均在-9 ℃以下，其中抗寒性最強的是冠玉，LT50達到-15.95 ℃，其次為美國種為-13.12 ℃。美國種、銅皮、白玉、美玉LT50為-12.11～-13.12 ℃，冰糖種、青種、大種、上海種、寧海白、千禧佩玉、雞蛋白LT50為-11.04～-11.86 ℃，紅毛白肉、豐玉LT50為-10.45～-10.59 ℃，其他品種LT50在-9.13～-9.95 ℃左右。25份資源中編號2、9來自上海，10、21來自浙江，11來自福建，22來自日本，其它19份來自江蘇蘇州（表1），這19份資源LT50差異較大，與其他地區資源相比，無明顯地區差異性。

3 討論與結論

本試驗利用白肉枇杷品種白玉葉片在不同低溫處理下REC的變化，配合Logistic方程，建立了白肉枇杷抗寒性測定體系，并對25份白肉枇杷資源的抗寒性進行了鑒定。結果顯示冠玉的LT50達到-15.95 ℃，最抗寒，次之為美國種、銅皮、白玉、美玉、上海種等白肉枇杷資源，這與生產上田間枇杷花果抗寒性鑒定結果基本一致[19]。這說明電導率結合Logistic方程測定枇杷葉片的抗寒性是可行，枇杷葉片LT50可作為枇杷育種早期抗寒性鑒定的重要指標，特別是在北緣地區篩選枇杷等抗寒常綠綠化樹品種時，它是一種簡單、高效的鑒定方法。另外，電導率法測定的枇杷抗寒性雖然不能直接與栽培學上的產量劃上等號，但葉片抗寒性強則可抵御更長時間或更低溫度的傷害，進而為枇杷產量提供支撐作用。因此，本文建立的白沙枇杷抗寒性的電導法測定體系，可以促進優質抗寒枇杷新品種選育，并結合其它防凍技術措施擴大北緣地區枇杷產業種植區域和效益。

本試驗結果表明，在-6 ℃以上葉片無凍害產生，之后隨著溫度的降低，葉片受凍逐漸嚴重，-15 ℃是葉片能耐受的極限溫度。而從時間上來說，葉片可以承受短時-9 ℃低溫，而超過2 h，葉片則出現凍害癥狀。當然，枇杷的凍害是一個多因素影響的結果，除低溫強度、持續時間有關，還與降溫劇烈程度、生理階段、樹體長勢、生長狀態等有關，這些都有待于進一步試驗數據的證實。

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