早熟油桃品種的抗寒性對比試驗

尤超　沈虹　郭世榮

摘要：以早紅珠等6個油桃品種為試材，研究自然降溫條件下植株的田間耐寒性及低溫脅迫下花器官的生理生化變化。結果表明，油桃花蕾的抗寒性強弱順序為中油9號>早紅珠>黃九>東方紅>金碩>靈寶，花朵的抗寒性強弱依次為中油9號>早紅珠>黃九>金碩>靈寶>東方紅；經主成分分析和隸屬函數分析法綜合評價，抗寒性強的油桃品種為早紅珠、中油9號，抗寒性弱的油桃品種為靈寶、東方紅；評價油桃耐寒性的最佳處理溫度為-2 ℃。

關鍵詞：低溫脅迫；油桃；早熟；生理指標；抗寒性

中圖分類號： S662.101文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）14-0119-04

適宜溫度是植物生長所必需的環境條件，低溫卻是限制地球上植物分布與生長的重要因素，而低溫傷害是全世界農林生產中損失巨大的一種自然災害[1]。在果樹生產中，低溫傷害也是主要的自然災害之一，特別是對早花果樹，常因遭受早春寒潮襲擊而影響果樹生產。果樹一般是多年生的，一旦受害將比其他作物產生的后果更為嚴重[2-4]。我國的棚室結構一般較為簡單，再加上溫室的低溫逆轉現象，果樹花期的正常發育和生長往往會受到影響，低溫傷害造成的果樹減產或栽培失敗是設施生產中一個突出的問題。

目前，學者們對果樹的耐寒性進行了大量研究，但對油桃（Prunus persica var.nectarina）的耐寒性研究鮮見報道。油桃是重要的多年生果樹，經濟、社會及生態價值較高，而很多地區的霜凍現象則嚴重制約了當地油桃產業的發展[5-7]。為此，研究油桃在低溫脅迫條件下各生理指標的響應情況，探討油桃在低溫脅迫時主要的生理變化狀況，為油桃的耐寒性進一步研究提供參考依據。

1材料與方法

1.1試劑和儀器

三氯乙酸、乙酸乙酯、濃硫酸、脯氨酸（Pro）、硫代巴比妥酸、葡萄糖、蒽酮、甲苯、茚三酮、磺基水楊酸、冰醋酸、蒸餾水、L-蛋氨酸、氮藍四唑、核黃素、磷酸、磷酸二氫鈉、愈創木酚等試劑藥品，由國藥集團化學試劑有限公司提供。HH4型恒溫水浴鍋，國華電器有限公司生產；TPY-6A型土壤養分速測儀，浙江托普儀器有限公司生產；Orion 3-Star 310C-01/310C-06型電導率測量儀，上海納锘實業有限公司生產；FW177型粉碎機，天津泰斯特儀器有限公司生產、PHS-3C型pH計，上海精密科學儀器有限公司生產；分析天平，北京賽多利斯科學儀器有限公司生產；BioPhotometer型分光光度計等。

1.2樣品低溫處理

2013年4月，自南京農業大學（宿遷）設施園藝研究院油桃資源圃選取經自然越冬的早紅珠、中油9號、靈寶、東方紅、黃九、金碩等6個油桃品種長勢較好、無病蟲害的植株各18株，其中早紅珠、中油9號、靈寶等白肉品種4個，黃九、金碩等黃肉品種2個；每個品種采集萌芽期的花蕾、盛花期的花朵，連枝條一起采回，石蠟封住果枝兩端，保溫箱中保濕帶回實驗室，每個品種采樣6份；自來水沖洗，分包于紙袋中；采用美國產低溫水浴進行處理，設置5、2、0、-2、-5、-7 ℃等6個溫度梯度，降溫速度4 ℃/h，以田間常規溫度處理為對照（CK），每個溫度梯度處理30 min；1～2 ℃條件下緩慢解凍，將花芽或花從果枝上撥下，測定電導率；剩余材料過液氮，-80 ℃ 冰箱中保存，待用。

1.3測定內容與方法

參照楊春祥的方法[8]觀察油桃植株花期凍害，參照趙紅星的方法[9]調查油桃田間耐寒性；參照孫群等的方法[10]測定丙二醛（MDA）含量，參照王學奎等的方法[11]測定相對電導率、可溶性糖含量；分別采用酸性茚三酮法[12]、氮藍四唑光還原法、愈創木酚法、紫外光吸收法[13]測定脯氨酸（Pro）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、過氧化物酶（POD）活性、過氧化氫酶（CAT）活性。其中，在開展不同油桃抗寒性綜合評價中，所有生理生化指標數據均為“1.2”節步驟中優選油桃耐寒性最佳處理溫度的條件下測取。

1.4數據處理

采用Excel 2003、SPSS 18.0軟件對數據進行統計分析[14]，將各生理生化指標整合為相互獨立的綜合指標，求出綜合指標得分值；根據得分值、貢獻率大小，求出各綜合指標隸屬函數值、權重；計算各油桃品種抗寒性綜合評價值D，對其抗寒性進行評價[15-16]。

2結果與分析

2.1油桃種質資源田間耐寒性調查

2.1.1油桃受凍害癥狀表現受凍嚴重的當年生油桃結果母枝皮層凍黑、干枯，皮層剝離，受凍害稍輕的當年生結果母枝皮層褐變，芽眼和形成層變黑或變褐，生長發育推遲，新生葉片扭曲或畸形；受凍害油桃對病害的抵抗力降低，易遭受炭疽病等病菌侵染，造成植株大枝枯死。

2.1.2不同油桃品種的受凍情況2014年5月、10月，分2次調查南京農業大學（宿遷）設施園藝研究院油桃種質資源圃栽植的6個油桃品種共200株經長時間低溫冷害后的植株受凍情況。由表1可見，2014年5月受凍害影響的植株有140株，占資源保存數的70%，其中凍枯死亡20株，占資源保存數的10%；2014年10月調查發現，因受凍而延遲生長的資源均恢復正常生長。

2.1.3不同油桃品種花器官的凍害情況褐變是組織受低溫傷害的直接表現。由表2可見，5 ℃低溫處理與對照（CK）6個油桃品種的花蕾、花朵褐變率均為0.0%； 2 ℃時， 金碩、黃九、靈寶、東方紅的花器官出現輕微褐變，褐變率在 0.3%～5.3%；-5 ℃時，6個油桃品種的花蕾和花朵均出現不同程度的褐變，東方紅的褐變率相對最高，花蕾、花朵的褐變率分別為67.3%、63.1%；-7 ℃時，東方紅花朵的褐變率相對最高，為92.1%，其后依次是靈寶、金碩、黃九、早紅珠、中油9號，這說明花朵的抗寒性強弱依次為中油9號>早紅珠>黃九>金碩>靈寶>東方紅；靈寶的花蕾褐變率相對最高，為89.2%，其后依次為金碩、東方紅、黃九、早紅珠、中油9號，這說明花蕾的抗寒性強弱依次為中油9號>早紅珠>黃九>東方紅>金碩>靈寶。因此，中油9號、早紅珠油桃的花器官抗寒性相對較強，東方紅、靈寶油桃的花器官抗寒性相對較差。

2.2低溫處理對油桃花器官電導率的影響

低溫脅迫下，油桃植株易脫水，質膜部分Ca2+會被Na+競爭性代替，導致質膜透性變強，而相對電導率可反映植株的質膜透性大小與膜脂過氧化程度，其數值大小往往與耐寒性成反比。不同凍害溫度下測定油桃植株的相對電導率，既可判斷其耐寒性，又可進一步獲知評價耐寒性的最適處理溫度[17]。由表3可見，隨脅迫溫度的降低，油桃花器官的相對電導率整體呈增加趨勢；與對照相比，5、2、0 ℃低溫脅迫處理的油桃花器官，其相對電導率呈小幅緩慢上升，且波動幅度較小；-2 ℃低溫脅迫時，各品種的相對電導率急劇增加，早紅珠、中油9號油桃的相對電導率明顯低于其他品種；-5、-7 ℃ 低溫脅迫時，各處理的相對電導率又逐步趨于穩定，呈小幅波動。該試驗結果與油桃花器官的凍害情況基本吻合。結合油桃相對電導率變化情況，判斷油桃耐寒性的最佳處理溫度為-2 ℃。

2.3不同油桃品種的抗寒性綜合評價

2.3.1低溫脅迫對油桃各生理生化指標的影響由表4可知， 低溫脅迫處理的6個油桃品種花器官各生理生化指標存在明顯的差異，MDA、Pro、可溶性糖含量分別在0.071～0.104 μmol/g、264～386 μg/g、1.36%～2.56%之間，SOD、POD、CAT活性分別在144～348 U/g、9.45～24.6 U/（g·min）、17.9～42.0 U/（g·min）之間；東方紅油桃花器官的MDA含量相對最高，極顯著高于其他油桃品種（P<0.01）；金碩、早紅珠、黃九油桃之間的花器官MDA含量差異不顯著（P>0.05），顯著高于中油9號，低于靈寶（P<0.05）；東方紅花器官的Pro含量相對最低，極顯著低于其他品種（P<0.01），黃九與靈寶間的花器官Pro含量差異不顯著（P>0.05）；早紅珠、中油桃9號花器官的可溶性糖含量極顯著高于其他品種（P<0.01），靈寶花器官的可溶性糖含量相對最低，但黃九與東方紅間的花器官可溶性糖含量差異不顯著（P>0.05）；6個油桃品種花器官的SOD活性相互間差異極顯著（P<0.01），中油9號的SOD活性極顯著高于其他品種（P<0.01）；除黃九、金碩之間的花器官POD活性差異顯著（P<0.05）外，POD活性變化趨勢與SOD大致相同；早紅珠、中油桃9號的花器官CAT活性相對較高，相互之間差異不顯著（P>0.05），極顯著高于其他品種（P<0.01），靈寶、黃九間的花器官CAT活性差異不顯著（P>0.05）。CAT活性高的油桃品種其可溶性糖、Pro含量并不一定同時都高或MDA含量低，而MDA含量高的品種也并非CAT活性、可溶性糖含量、Pro含量都低，各生理指標變化幅度有所不同，相互之間存在信息重疊，這說明抗寒性可能是一個受多因素影響的數量性狀，僅用單項指標無法準確反映油桃的抗寒性。

2.3.2主成分分析對不同油桃品種的生理生化指標進行主成分分析。由表5可見，第1個綜合指標的貢獻率達 89.647%，即該指標代表了所測6個單項生理生化指標 89.647% 的信息。因此，可將相互影響的6個單項生理生化指標轉換為1個新的相互獨立的綜合指標，即1個主成分。經統計分析，可得1個主成分分析因子的載荷矩陣，MDA含量、Pro含量、可溶性糖含量、SOD活性、POD活性、CAT活性的系數分別為-0.937、0.971、0.871、0.978、0.994、0.925，則可知這個主成分包含Pro含量、SOD活性、POD活性3個生理生化指標，并得出公因子權重為0.944 4。

2.3.3綜合評價綜合評價值D的大小反映植物綜合抗寒能力的大小，其值越大表明越抗寒。由表6可見，中油桃9號的綜合評價值D相對最大，為1.903 0；東方紅相對最小，為1.023 7；6個油桃品種中，抗寒性強的品種有中油9號、早紅珠，抗寒性中等的品種有黃九、金碩，抗寒性弱的品種有靈寶、東方紅。

3結論與討論

在自然降溫條件下，對資源圃保存的油桃品種進行田間耐寒性調查，結果表明，油桃的凍害程度與其品種密切相關，白肉品種的抗寒性強于黃肉品種。通過對低溫脅迫下油桃品種的花朵及花蕾等進行抗寒性綜合評價發現，花蕾的抗寒性強弱順序為中油9號>早紅珠>黃九>東方紅>金碩>靈寶，花朵的抗寒性強弱依次為中油9號>早紅珠>黃九>金碩>靈寶>東方紅。測定低溫脅迫下油桃花器官的相對電導率，結果表明，隨脅迫溫度的降低，油桃花器官的相對電導率整體呈增加趨勢；早紅珠、中油9號油桃的相對電導率明顯低于其他品種；判斷油桃耐寒性的最佳處理溫度為-2 ℃。測定低溫脅迫下不同油桃花器官的生理生化指標分析發現，產于河南省、北京市等地的中油9號、早紅珠等油桃品種抗寒性強，產于山東省、江蘇省等地的靈寶、東方紅等油桃品種抗寒性相對較弱。

植物受到低溫脅迫損傷往往膜透性會增大，因此細胞膜相對透性大小是植物抗寒力強弱的重要指標。本試驗結果表明，隨溫度的降低，不同油桃花器官相對電導率初期緩慢增加，達到一定低溫相對電導率急劇上升，之后又趨于穩定，整個變化過程呈“S”形曲線。相對電導率前期平緩增加，表明油桃花器官對低溫具有一定適應性，脅迫到一定程度相對電導率急劇上升，這是植物細胞膜遭受破壞的結果。

可溶性糖、脯氨酸（Pro）等為逆境下植物自身合成的滲透調節物，對質膜完整性及質膜透性有保護作用[18-20]。早紅珠等花芽分化早的品種其可溶性糖含量顯著高于靈寶等花芽分化稍晚的品種，這可能是因早熟品種油桃花器官自然休眠期短，低溫刺激淀粉酶，分解產生較多可溶性糖。Pro含量的變化趨勢與可溶性糖大致相同。有研究表明，膜脂過氧化可使植物細胞膜受損，膜脂過氧化產物丙二醛（MDA）會損傷其生物膜功能[21]。試驗結果表明，低溫脅迫下，黃肉油桃花器官的MDA含量差異相對較小，東方紅等4個白肉油桃花器官的MDA含量差異相對較大，這種差異性有待于進一步探索[22]。低溫脅迫可使植物細胞產生高濃度活性氧物質，這些物質會導致植物被氧化損傷，但活性氧過多積累的同時會增強植物體內酶促保護系統酶的活性[23-28]。試驗結果表明，不同油桃品種間的花器SOD活性差異顯著，而SOD活性在油桃抗寒性評價中起到重要的作用，一定程度上可以用這一指標進行油桃品種抗寒性評價。

在抗寒性研究中，以往多采用單一指標進行分析，而植物抗逆性受多種因素的影響[29]，用單個指標評價植物抗寒性很難反映植物的抗寒實質。研究油桃的抗寒能力宜采用生理生化及形態等綜合指標進行分析[30]。本研究通過對SOD等6個生理指標進行主成分分析，將其轉化成1個新的綜合指標，并與田間耐寒性調查及組織褐變觀察結果進行印證，綜合評價油桃抗寒性，結果表明，Pro含量、POD活性等指標在油桃抗寒性綜合評價中作用明顯，田間耐寒性分析能直接反映各材料的抗寒性強弱；對花器官低溫冷凍處理，通過觀察其褐變情況也能反映油桃的抗寒性強弱。因此，可將田間耐寒性調查和組織褐變觀察作為油桃抗寒性鑒定評價的重要手段。

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