賀蘭山東麓8個釀酒葡萄品種抗寒性比較

施明++謝軍 徐美隆 王佳

摘要：以巴格斯酒莊主栽的威代爾、赤霞珠等8個釀酒葡萄品種1年生枝條為材料，測定低溫處理后各品種的相對電導(dǎo)率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、丙二醛含量、超氧化物歧化酶活性、過氧化物酶活性，應(yīng)用電導(dǎo)法配合Logistic方程計算供試品種的半致死溫度，并采用主成分分析法對不同品種的抗寒能力進(jìn)行比較。結(jié)果表明，隨溫度降低，8個釀酒葡萄品種枝條的相對電導(dǎo)率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量逐漸升高，SOD活性、脯氨酸含量、丙二醛含量先升后降，POD活性下降，可見，相對電導(dǎo)率、半致死溫度、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、POD活性、脯氨酸含量可作為葡萄抗寒性綜合評價的指標(biāo)。8個品種的抗寒性大小依次為威代爾>赤霞珠>霞多麗>馬瑟蘭>蛇龍珠>西拉>梅鹿輒>白玉霓。

關(guān)鍵詞：賀蘭山東麓；釀酒葡萄；抗寒性；主成分分析；半致死溫度

中圖分類號： S663.101文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）05-0137-03

寧夏回族自治區(qū)葡萄產(chǎn)區(qū)地處賀蘭山東麓沖積扇平原地帶和黃土高原邊緣區(qū)域，是中國新興的釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)之一[1]。經(jīng)過近30年的發(fā)展，2015年統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，寧夏賀蘭山東麓葡萄種植面積發(fā)展到4.07萬hm2，綜合年產(chǎn)值166億元。寧夏回族自治區(qū)葡萄產(chǎn)區(qū)冬季干燥寒冷，葡萄往往須要埋土防寒才能越冬，導(dǎo)致成本增加，但如埋土不當(dāng)就會導(dǎo)致凍害發(fā)生，這限制了葡萄產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，釀酒葡萄品種的選擇及其抗寒性鑒定顯得尤為重要。

關(guān)于釀酒葡萄抗寒性的研究已有不少報道[2-6]，但大都集中在與抗寒性有關(guān)的生理生化指標(biāo)如電導(dǎo)率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量等研究上，而用任何單一的形態(tài)或生理指標(biāo)很難客觀地評價葡萄品種的抗寒性。本試驗以賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)主栽的威代爾、赤霞珠等8個釀酒葡萄品種為材料，通過人工模擬低溫環(huán)境，對其枝條進(jìn)行低溫誘導(dǎo)，測定葡萄枝條的相對電導(dǎo)率、脯氨酸含量、氧化酶活性等生理指標(biāo)，并應(yīng)用主成分分析法，結(jié)合半致死溫度，對賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)主栽的釀酒葡萄品種抗寒性進(jìn)行綜合分析評價。

1材料與方法

1.1試驗材料

釀酒葡萄品種赤霞珠、梅鹿輒、霞多麗、蛇龍珠、西拉、馬瑟蘭、白玉霓、威代爾的枝條，采集于寧夏回族自治區(qū)銀川巴格斯酒莊葡萄園。樹體為6年生，露地栽培，采用“廠”字形架式，田間管理水平一致，植株生長勢良好。2015年10月中下旬采集枝條，每個品種選取20株樹，每株采集1～2根生長健壯、直徑為10 mm左右的1年生枝條。

[HTK]1.2試驗處理[HT]

將枝條清洗干凈，放入塑料袋中，分別置于-13、-17、-21、-25、-29 ℃的低溫冰柜中冷凍處理，以4 ℃保存的材料為對照；以5 ℃/h速度進(jìn)行降溫，達(dá)到設(shè)定溫度后保持 15 h；取出枝條，4 ℃下保持12 h，測定各指標(biāo)。每處理重復(fù)3次。

1.3測定內(nèi)容和方法

將處理好的枝條用蒸餾水沖洗干凈，避開芽眼，用鉛筆刀削成薄片，混合均勻；稱取1 g枝條薄片放入三角瓶中，加 20 mL 蒸餾水，搖勻，用DDS-11A型電導(dǎo)儀測初電導(dǎo)率；用保鮮膜封口，沸水中煮30 min，冷卻至室溫，測定終電導(dǎo)率，計算電解質(zhì)滲出率（相對電導(dǎo)率）；將8個葡萄品種枝條經(jīng)不同低溫處理的相對電導(dǎo)率分別運用Logisitic方程“S”曲線擬合，求得葡萄枝條的半致死溫度（LT50），重復(fù)3次。相對電導(dǎo)率計算公式為：相對電導(dǎo)率=初電導(dǎo)率/終電導(dǎo)率×100%。

分別采用蒽酮乙酸乙酯比色法、考馬斯亮藍(lán)法、硫代巴比妥酸比色法、茚三酮比色法測定可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛、脯氨酸含量[7-8]；分別采用氮藍(lán)四唑（NBT）還原法、愈創(chuàng)木酚法測定超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）活性[7]。

1.4數(shù)據(jù)處理

采用Eccel 2007、SPSS 16.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2結(jié)果與分析

2.1低溫脅迫對釀酒葡萄枝條相對電導(dǎo)率的影響

由表1可知，隨溫度降低，8個釀酒葡萄品種枝條的相對電導(dǎo)率逐漸升高；4 ℃時，威代爾、馬瑟蘭的相對電導(dǎo)率明顯低于其他葡萄品種；-17 ℃時，赤霞珠、西拉的電導(dǎo)率明顯高于其他品種；-21 ℃時，威代爾的電導(dǎo)率明顯低于其他品種。威代爾的半致死溫度相對最低，為-24.90 ℃；其次為赤霞珠、霞多麗，分別為-19.31、-19.05 ℃；白玉霓的半致死溫度相對最高，為-16.56 ℃，根據(jù)半致死溫度得出8個釀酒葡萄品種的抗寒性順序為威代爾>赤霞珠>霞多麗>馬瑟蘭>蛇龍2.2.1可溶性糖由圖1可知，因品種抗寒能力的不同，不同葡萄品種枝條的可溶性糖含量差異較大，隨溫度降低，不同葡萄品種枝條的可溶性糖含量均呈增大趨勢。-17 ℃以上，8個葡萄品種枝條的可溶性糖含量均為緩慢上升；-17～-21 ℃，除威代爾外，其他釀酒葡萄枝條的可溶性糖含量急劇上升，上升幅度相對最大的是馬瑟蘭；低于-21 ℃，威代爾葡萄枝條的可溶性糖含量急劇上升，白玉霓葡萄枝條的可溶性糖含量上升幅度相對最小；-29 ℃時，威代爾葡萄枝條的可溶性糖含量相對最高。

2.2.2脯氨酸植物體內(nèi)游離脯氨酸能促進(jìn)蛋白質(zhì)的水合作用，使蛋白質(zhì)膠體親水面積增大，從而使植物低溫時免受傷害。由圖2可知，隨溫度降低，各葡萄品種枝條的脯氨酸含量均呈先升高后降低的變化趨勢，各品種間變化幅度存在一定差異。-21 ℃時， 除威代爾外， 其他品種葡萄枝條其脯氨酸

含量達(dá)到最大值；-25 ℃時，威代爾葡萄枝條的脯氨酸含量達(dá)到最大值。

2.2.3可溶性蛋白由圖3可知，隨溫度降低，各葡萄品種枝條的可溶性蛋白含量均呈增加趨勢；-13～-17 ℃時，梅鹿輒、白玉霓葡萄枝條的可溶性蛋白含量急劇升高，-21～-25 ℃ 時，威代爾葡萄枝條的可溶性蛋白含量急劇升高，而其他葡萄品種枝條可溶性蛋白含量在-17～-21 ℃時急劇升高，各品種枝條可溶性蛋白含量的變化在-13～-25 ℃之間與枝條半致死溫度LT50基本呈對應(yīng)關(guān)系。

由圖4可知，隨溫度降低，各葡萄品種枝條的丙二醛含量均呈先升高后降低的變化趨勢；白玉霓、梅鹿輒葡萄枝條的丙二醛含量變化幅度相對較大，表明這2個葡萄品種低溫處理時對膜脂過氧化產(chǎn)物的清除能力相對較弱，抗寒能力也相對較弱；威代爾、赤霞珠葡萄枝條的丙二醛含量變化幅度相對較小，說明其抗寒能力相對較強，這與半致死溫度對抗寒性的判斷結(jié)論基本吻合。

[HTK]2.4低溫脅迫對釀酒葡萄枝條保護(hù)酶活性的影響

2.4.1SOD由圖5可知，隨溫度降低，各葡萄品種枝條的SOD活性均呈先升高后降低的變化趨勢，但各葡萄品種枝條SOD活性到達(dá)峰值的溫度及變化幅度有所不同。其中，威代爾、赤霞珠、蛇龍珠、馬瑟蘭、西拉葡萄枝條的SOD活性在 -17 ℃ 時達(dá)到峰值，且威代爾變化幅度相對最小；梅鹿輒、白玉霓葡萄枝條的SOD活性在-13 ℃時達(dá)到峰值，且變化幅度大于其他品種。

2.4.2POD由圖6可知，隨溫度降低，各葡萄品種枝條的POD活性均呈下降趨勢；4～-29 ℃溫度條件下，梅鹿輒、白玉霓葡萄枝條的POD活性明顯低于同一溫度下其他品種，威代[CM（25]爾葡萄枝條的POD活性明顯高于同一溫度下其他品種；

將葡萄枝條測定的8個抗寒指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，得出抗寒生態(tài)生化指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)矩陣。由表2可知，相對電導(dǎo)率與可溶性蛋白含量呈顯著正相關(guān)，與LT50呈極顯著正相關(guān)，與POD活性呈顯著負(fù)相關(guān)；可溶性蛋白含量與POD活性呈極顯著負(fù)相關(guān)，與LT50呈極顯著正相關(guān)；丙二醛含量與LT50呈極顯著正相關(guān)；SOD活性與LT50呈顯著正相關(guān)；POD活性與LT50呈極顯著負(fù)相關(guān)。由于眾變量之間存在一定的相關(guān)性，使得觀測數(shù)據(jù)反映的信息存在重疊現(xiàn)象，所以在葡萄抗寒評價中不能單獨依賴某個或某2個指標(biāo)對葡萄1年生枝條的抗寒性進(jìn)行評價，而應(yīng)采用主成分分析利用較少的綜合指標(biāo)較好地反映葡萄的抗寒性。

對供試材料的8個指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，結(jié)果由表3可見，第1主成分中，相對電導(dǎo)率、可溶性蛋白含量、POD活性、LT50等指標(biāo)的特征向量絕對值相對較大，貢獻(xiàn)率達(dá)57.911%；第2主成分中，脯氨酸含量的特征向量絕對值相對較大，貢獻(xiàn)率達(dá)32655%；第1、第2主成分累積貢獻(xiàn)率達(dá)到90.570%。因此，提取前2個主成分?jǐn)y帶的信息，可將相對電導(dǎo)率、LT50、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、POD活性、脯氨酸含量作為葡萄抗寒性綜合評價的指標(biāo)。因此，通過測定相對電導(dǎo)率、半

致死溫度、可溶性蛋白含量、游離脯氨酸含量、POD活性，得出寧夏主栽的8個釀酒葡萄品種抗寒性強弱順序為威代爾>赤霞珠>霞多麗>馬瑟蘭>蛇龍珠>西拉>梅鹿輒>白玉霓。

3結(jié)論與討論

相關(guān)研究表明，生理生化指標(biāo)雖不能直接判斷作物品種間的抗寒性強弱關(guān)系，但都與抗寒性有密切的聯(lián)系[9-10]。植物細(xì)胞膜系統(tǒng)受到低溫脅迫時，植株相對電導(dǎo)率的變化可顯示膜系統(tǒng)受到傷害的程度，傷害越嚴(yán)重，細(xì)胞膜透性越大，細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)外滲越多，測到的相對電導(dǎo)率也就越高。馬小河等研究表明，赤霞珠、梅鹿輒、霞多麗、西拉的半致死溫度分別是-22.12、-15.27、-22.57、-20.00 ℃[11]。本研究結(jié)果表明，隨處理溫度的降低，8個品種的電解質(zhì)滲出率逐漸升高，赤霞珠、梅鹿輒、霞多麗、西拉半致死溫度分別是-19.31、-16.79、-19.05、-17.56 ℃，這與馬小河等的研究結(jié)果[11]相差較大，可能與葡萄的樹齡、枝條粗度和成熟度等有關(guān)。

植物在逆境條件下，植物體內(nèi)的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)大量積累，導(dǎo)[CM（25]致細(xì)胞滲透勢下降，從而起到調(diào)節(jié)作用。可溶性糖、脯氨

酸、可溶性蛋白是植物體內(nèi)3種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，在低溫脅迫下，淀粉水解速度加快，可溶性糖含量增高，細(xì)胞液的濃度也隨之升高，冰點下降，從而提高了植物的抗寒性。曹建東等認(rèn)為，抗寒性強的品種可溶性糖含量增加幅度大，抗寒性弱的品種可溶性糖含量增加幅度小[12]。本研究結(jié)果表明，葡萄枝條在受到低溫脅迫時，能夠產(chǎn)生較多的糖來保護(hù)機體，起到調(diào)節(jié)機體滲透勢的作用，其中威代爾可溶性糖含量相對較高，抗寒性較強，而白玉霓可溶性糖含量最低，抗寒性最弱。

經(jīng)主成分分析判斷，寧夏賀蘭山東麓主栽的8個釀酒葡萄品種抗寒性強弱順序為威代爾>赤霞珠>霞多麗>馬瑟蘭>蛇龍珠>西拉>梅鹿輒>白玉霓。

參考文獻(xiàn)：

[1]張新寧，楊學(xué)習(xí)，石桃紅，等. 釀酒葡萄品種威代爾在寧夏的引種栽培報告[J]. 中外葡萄與葡萄酒，2012（3）：36-37.

[2]魯金星，姜寒玉，李 唯.低溫脅迫對砧木及釀酒葡萄枝條抗寒性的影響[J]. 果樹學(xué)報，2012（6）：1040-1046.

[3]高振，翟衡，張克坤，等. LT-I分析7個釀酒葡萄品種枝條的抗寒性[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，46（5）：1014-1024.

[4]張倩，劉崇懷，郭大龍，等. 5個葡萄種群的低溫半致死溫度與其抗寒適應(yīng)性的關(guān)系[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2013，41（5）：149-154.

[5]高登濤，白茹，魯曉燕，等. 引入石河子地區(qū)的5個葡萄砧木抗寒性比較[J]. 果樹學(xué)報，2015（2）：232-237.

[6]王依，靳娟，羅強勇，等. 4個釀酒葡萄品種抗寒性的比較[J]. 果樹學(xué)報，2015（4）：612-619.

[7]張志良，瞿偉菁，李小方.植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)[M]. 4版. 北京：高等教育出版社，2009.

[8][JP3]鄒琦.植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000.[JP]

[9]謝麗芬. 葡萄砧木抗寒性鑒定及抗寒機理的研究[D]. 呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.[ZK）]

[10]楊鳳翔，金芳，顏霞. 不同草莓品種抗寒性綜合評價[J]. 果樹學(xué)報，2010（3）：368-372.

[11]馬小河，唐曉萍，董志剛，等. 6個釀酒葡萄品種抗寒性比較[J]. 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2013，33（1）：1-5.

[12]曹建東，陳佰鴻，王利軍，等. 葡萄抗寒性生理指標(biāo)篩選及其評價[J]. 西北植物學(xué)報，2010，30（11）：2232-2239.