低溫脅迫下5個杏樹品種的抗寒性研究

古力娜?阿拉山，阿爾斯蘭

(1.新疆林業科學院，新疆 烏魯木齊 830063；2.新疆農業大學，新疆 烏魯木齊 830000)

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低溫脅迫下5個杏樹品種的抗寒性研究

古力娜?阿拉山1，阿爾斯蘭2

(1.新疆林業科學院，新疆 烏魯木齊 830063；2.新疆農業大學，新疆 烏魯木齊 830000)

以引進的‘玉杏’、‘紅豐’、‘凱特’、‘紅太陽’、‘大棚王’等5個杏品種1年生休眠枝為試材,經低溫處理后，測定其相對電導率、可溶性糖、游離脯氨酸(Pro)含量、丙二醛(MDA)的含量，研究越冬枝條的抗寒性。結果表明：參試品種電解質滲出率、可溶性糖含量、丙二醛(MDA)含量和游離脯氨酸(Pro)含量均隨著溫度的降低而增高，同一低溫脅迫下，不同品種間相對電解質滲出率、可溶性糖含量、丙二醛(MDA)含量和游離脯氨酸(Pro)含量不同，表明各品種間抗寒性差異顯著。不同品種抗寒力排序為：‘玉杏’> ‘紅豐’> ‘凱特’>‘紅太陽’>‘大棚王’。

杏； 抗寒性 ；生理生化指標

杏(Armeniacavulgaris)是我國一種優良的果樹品種，對荒漠干旱氣候適應力強[1]。新疆果樹面積排在第二，占新疆栽培果樹面積的90%都分布于南疆；杏樹先葉后花，杏花四月初開，當月落花，但是由于其花期短，休眠期短，極易受到晚霜的危害， 造成減產甚至絕收。2006—2007 年連續 2 年在新疆南疆地區冬季出現嚴重的凍害，大面積杏樹花芽凍死，枝條抽干，導致杏樹連續兩年減產，個別杏園甚至絕產[2]。所以研究杏樹枝條越冬情況和花果抗寒能力有重要的意義 。采用人工模擬低溫脅迫研究植物抗寒性與生理生化指標的關系,并對抗寒性做出評價,是目前植物抗寒性研究的主要方法之一。本試驗選擇了 5個栽培品種,進行了越冬枝條的相關生理生化指標的測定研究，旨在為選擇抗寒品種提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試的材料均取自新疆林科院瑪納斯試驗苗圃引進品種‘玉杏’‘紅豐’‘凱特’‘紅太陽’‘大棚王’5個品種。樹齡為 3 a ，選取中部(直徑 1 cm 左右)生長良好長勢基本一致的1年生休眠枝條試驗材料。

1.2 方法

1.2.1 材料處理 將休眠枝條在采樣地從積雪中取出，選取枝條上盡量有較多的芽，最好一個枝條上有6～10個芽。每個品系取50個枝條，將取下的材料在剪口處涂抹凡士林后裝入塑料袋密封帶回實驗室。按品系貼上標簽裝入聚乙烯袋中，用濕紗布(捏住后紗布不能擠出水為標準)包裹材料，用保鮮袋放置0～4 ℃冰箱中保存，將枝條切成小薄片，每份取樣1.0 g，保存備用。將各個脅迫溫度和各個脅迫時間進行編號，便于后面的數據統計；試驗品種為：紅豐，大棚王、玉杏紅、紅太陽、凱特；試驗樣品于2013年1月12日采于林科院瑪納斯平原林場實驗基地，采樣當天溫度-10 ℃；試驗冷脅迫處理時間：降溫和升溫速度均為3 ℃?h-1,達到所需溫度后持續處理12 h、24 h、36 h、48h。

將5個試驗品種1年生枝條均分成5份，用干凈紗布包裹放入塑料袋中，置于冰箱中保存備用。用梯度降溫法,分組進行冷凍處理。降溫和升溫速度為3 ℃?h-1,冷凍溫度分別為0、-25、-30、-35和-40 ℃,達到所需溫度后持續處理12 h。

1.2.2 測定方法 相對電導率采用電導儀測定[3]; 可溶性總糖含量采用蒽酮比色法測定[4，5]；游離脯氨酸(Pro)含量采用茚三酮法[4，5]; 丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸法測定[4-6]。

1.2.3 低溫脅迫下材料處理 通過低溫試驗箱模擬田間低溫對實驗材料進行低溫脅迫處理，根據(2013年 )1月上旬的溫度，設置梯度脅迫溫度，脅迫處理設置為0、-25、-30、-35和-40 ℃ 5個處理。將待低溫處理的材料放入高低溫交變程控實驗箱，-4 ℃?h-1速度自動降溫，降到所設置溫度后維持12、24、36、48 h 后，當天取出脅迫處理后的材料直接用于抗寒性測定。

1.2.4 數據處理 采用Excel2003和SPSS19.0軟件分析實驗數據。

2.結果與分析

2.1 杏樹不同品種在低溫脅迫下相對電導率變化

植物組織受到逆境傷害時，由于膜的功能受損或結構破壞，而使其透氣性增大，細胞內各種水溶性物質包括電解質有不同程度的外滲，將植物組織浸入無離子水中，水的電導將因電解質的外滲而加大，傷害越重，外滲越多，電導度的增加也越大，故可用電導儀測定外滲的電導度增加值而得知傷害程度。

細胞膜結構易遭到破壞，導致溶質外滲，則植物抗寒性越差。反之抗寒性越強。對杏樹不同杏品種低溫處理后組織電解質滲出率增加的速率因品種而異。在-25 ℃低溫脅迫時，與對照相比，紅豐，紅太陽、玉杏、大棚王和凱特的相對電導率增幅均較小，分別為30%、35%、31%、40%、34%，可看出在此溫度下，對參試杏樹各品種的影響相對??；在-30 ℃低溫脅迫時相對電導率增幅均不明顯；當低溫-40 ℃及以下時，各品種的相對電導率≥69.5%，說明當溫度降至40 ℃時，新疆重點推廣的杏樹品種均將遭受嚴重的凍害。

表1 杏樹不同品種在低溫處理后其相對電導率 %

2.2 杏樹低溫脅迫對可溶性糖含量的影響

可溶性糖是植物體內重要的滲透調節物質和能量物質。它不僅能夠增加細胞內溶質濃度，降低細胞的冰點，還可緩沖細胞質過度脫水，保護細胞質膠體不致遇冷凝固，從而減少低溫對細胞的傷害。5個優質杏品種經過低溫脅迫處理后枝條中可溶性糖含量變化如圖2所示，隨著脅迫溫度的下降，枝條中可溶性糖含量呈逐漸增高的趨勢，但不同品種之間可溶性糖含量的變化各異。玉杏的可溶性糖含量變化最大，大鵬王的可溶性糖含量變化最小。

表2 杏樹不同品種在在低溫處理后其可溶性糖量 μg?g-1

2.3 低溫脅迫對脯氨酸含量的影響

植物在正常條件下,游離脯氨酸含量很低,但遇到逆境時,游離脯氨酸便會大量積累,脯氨酸含量高的品種抗逆性較強,反之較弱[10]。5個優質杏品種經過低溫脅迫處理后枝條中可溶性糖含量變化如表3所示，當脅迫溫度由-25 ℃降為-30 ℃時，5個優質杏品種枝條中的脯氨酸含量變化不大。當脅迫溫度低于-30 ℃時，5個優質杏品種枝條中的脯氨酸含量都開始增加，其中玉杏的脯氨酸含量曲線變化幅度較大，紅太陽和大鵬王的曲線變化幅度比較平緩。脅迫溫度為-45 ℃時，玉杏的脯氨酸含量增幅最大，增幅為373.548 3 ug?g-1，紅太陽的脯氨酸含量增幅最小，增幅為73.548 3 ug?g-1。

表3 杏樹不同品種在在低溫處理后其脯氨酸含量 μg?g-1

2.4 低溫脅迫對丙二醛含量的影響

丙二醛是膜脂質過氧化的產物,其含量的多少是膜脂質過氧化作用強弱的一個重要指標[11]。丙二醛含量高說明植物抗寒性弱，反之，則抗寒性強。低溫脅迫下5個優質杏品種枝條中的MDA含量的測定結果見表4，可以看出5個優質杏品種的MDA含量均隨著溫度的降低而升高。大鵬王的丙二醛含量高于其他4個優質杏品種，增幅最大，增幅為1.604 9 mmol?g-1，玉杏的丙二醛含量始終處于較低的水平，增幅最小，增幅為1.062 9 mmol?g-1。從丙二醛的含量來看,5個優質杏品種中玉杏的抗寒性最強，大鵬王的抗寒性最弱。

表4 杏樹不同品種在在低溫處理后其丙二醛含量 mmol?g-1

3 結論與討論

在植物抗寒性研究中，采用生態、形態、理化或生化的單一指標進行抗寒性鑒定，很難反映植物的抗寒實質。植物的生理過程是錯綜復雜的，植物的抗性受多種因素影響，利用各種指標對植物的抗寒性進行綜合評價，克服單指標鑒定的不足，能較準確地反映植物的抗寒實質。因此，引進的杏樹各品種自身的生物學特性，進行合理的栽培，以增強其耐低溫能力。

本實驗主要利用低溫脅迫對細胞膜透性、膜脂氧化性、滲透調節物質等三方面的影響不同，得出的結論各不同；掌握5個優質杏品種的抗寒性，篩選抗寒性好的杏品種。

本研究結果表明，5個優質杏品種枝條的電解質滲出率、可溶性糖含量、脯氨酸含量、丙二醛含量與誘導低溫達到顯著相關水平。綜上所述，5個優質杏品種的抗寒性強弱為：玉杏>紅豐>凱特>紅太陽>大棚王。

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Cold Resistance of 5 Varieties ofArmeniacavulgarisunder Low Temperature Stress

Gulina?Alashan1,A Ersilan2

(1.Xinjiang Academy of Forestry Sciences,Urumqi 830063,China;2.Xinjiang Agricultural University,Urumqi 830000,China)

Taking introducedArmeniacavulgaris‘Yuxin’ ,Armeniacavulgaris‘Hongfeng’ ,Armeniacavulgaris‘Kaite’,Armeniacavulgaris‘Hongtaiyang’ &Armeniacavulgaris‘Dapengwang’ of five apricot varieties as materials,after treatment of low temperature,determination relative conductivity,soluble sugar,free proline (Pro) content,malondialdehyde (MDA) content,cold-resistance of overwintering branches were studied. Result shows that electrolyte leakage,content of soluble sugar content,malondialdehyde (MDA) and free proline (Pro) of varieties increase with the decrease of temperature. Under low temperature stress,relative electrolyte leakage,content of soluble sugar,malondialdehyde (MDA) and free proline (Pro) of various varieties are significant,which shows the cold resistance of various varieties are significant different. Different varieties of resistance Cold force sort:Armeniacavulgaris‘Yuxin’>Armeniacavulgaris‘Hongfeng’>Armeniacavulgaris‘Kaite’>Armeniacavulgaris‘Hongtaiyang’>Armeniacavulgaris‘Dapengwang’.

Armeniacavulgaris; cold resistance; physiological and biochemical indices

1005-5215(2016)10-0043-03

2016-08-23

新疆維吾爾自治區財政林業科技專項資金項目(2011-03)

古力娜?阿拉山(1968-)，女(哈薩克族)，新疆伊寧人，研究生，副研究員，現從事防沙治沙等方面研究.

阿爾斯蘭，Email:nadyla007@126.com

S662.2

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2016.10.017