不同櫻桃品種及砧木抗寒性評價

趙慧 尹礫 田長平 孫慶田

摘要：本試驗(yàn)以7個甜櫻桃品種和7個櫻桃砧木為材料，通過測定露天冬季低溫條件下不同樹體一年生枝條的SOD、POD、CAT活性和相對電導(dǎo)率、MDA含量，并利用隸屬函數(shù)法對櫻桃抗寒性進(jìn)行綜合評價。結(jié)果表明：參試甜櫻桃品種的抗寒能力依次為：獨(dú)立日>福晨>俄羅斯8號>保加利亞4號>美早>黑珍珠>福星。參試櫻桃砧木抗寒能力依次為：毛櫻桃>東北山櫻>煙櫻 4號>蘭丁2號>SZ-1>煙櫻2號>煙櫻1號。

關(guān)鍵詞：櫻桃;品種;砧木;抗寒性;隸屬函數(shù)法;綜合評價

中圖分類號：S662.5文獻(xiàn)標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942（2019）07-0037-04

櫻桃（Prunus avium L.）素有“北方春果第一枝”的美譽(yù)，是落葉果樹中露地栽培成熟期最早的果樹之一，近年來隨著鮮果市場上甜櫻桃售價升高，各地櫻桃栽培面積也日益擴(kuò)大[1]。由于櫻桃喜溫、不耐寒，容易發(fā)生凍害，因此栽培中對櫻桃抗寒品種和抗寒砧木的選擇至關(guān)重要。目前關(guān)于蘋果[2]、梨[3]、杏[4]、葡萄[5]、柑橘[6]、桃[7]抗寒性研究報道較多，有關(guān)櫻桃樹體抗寒性的研究多采用電導(dǎo)法和恢復(fù)生長法以及檢測相關(guān)生理指標(biāo)來進(jìn)行，該類方法測定的抗寒性生理指標(biāo)較多且所表映的抗寒性強(qiáng)弱比較復(fù)雜[8]。

目前，科研工作者對植物寒害產(chǎn)生的機(jī)制進(jìn)行了大量研究。張春山等[9]明確凍害會直接作用于質(zhì)膜，破壞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)，進(jìn)而造成質(zhì)膜通透性增大導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)離子外滲，通過測定細(xì)胞電解質(zhì)滲出率即可反映細(xì)胞受凍害程度。李合生[10]認(rèn)為MDA是具有細(xì)胞毒性的物質(zhì)，對質(zhì)膜有毒害作用，主要破壞細(xì)胞膜系統(tǒng)，在植株遭遇逆境傷害時含量增加，是反映細(xì)胞質(zhì)膜損傷的重要指標(biāo)。馬正君等[11]通過對不同葡萄品種抗氧化酶活性的比較，對品種的抗寒能力進(jìn)行評價，并得出抗寒性強(qiáng)的品種酶活性相對高于抗寒性弱的品種，抗寒性強(qiáng)的品種保護(hù)酶活性隨處理溫度的降低下降較小。吳瑕等[12]認(rèn)為櫻桃自然休眠過程中，枝條的MDA含量呈先增加后降低的變化趨勢，SOD活性先升高后下降，枝條韌皮部厚度與其電導(dǎo)率呈負(fù)相關(guān)。Niyaz等[13]研究發(fā)現(xiàn)櫻桃樹體在抗寒過程中，脯氨酸含量、過氧化物酶（POD）活性和超氧化物歧化酶（SOD）活性的變化與其相對電導(dǎo)率和丙二醛含量的變化相反。基于此，本試驗(yàn)選擇不同櫻桃品種和砧木的枝條，通過測定其在寒冷條件下的相對電導(dǎo)率、丙二醛（MDA）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）和過氧化氫酶（CAT）活性等指標(biāo)，再采用隸屬函數(shù)法對不同櫻桃的抗寒性進(jìn)行評價，以期為抗寒品種及砧木的選育提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2018年在煙臺市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院進(jìn)行。以取自該院大櫻桃資源圃的黑珍珠、美早、福晨、福星、俄羅斯8號、保加利亞4號、獨(dú)立日（優(yōu)系，暫定名）7個甜櫻桃品種和蘭丁2號、SZ-17（優(yōu)株代號）、東北山櫻、煙櫻1號、煙櫻4號、毛櫻桃、煙櫻2號7個櫻桃砧木為試材。

1.2 試驗(yàn)處理

煙臺地區(qū)冬季“三九”時節(jié)（最高氣溫-2℃，最低氣溫-14℃），正值櫻桃極易遭受寒害的時期，于該時期結(jié)束后選取大田生長的各櫻桃樹體一年生粗細(xì)一致的枝條備用。

1.3 測定指標(biāo)及方法

相對電導(dǎo)率的測定參照文獻(xiàn)[14]方法：將田間取回的枝條避開芽眼剪成2 cm長的小段，用蒸餾水沖洗3遍。稱取2 g枝條放入三角瓶中，加40 mL蒸餾水，在室溫下靜置12 h，用電導(dǎo)率儀測定初始電導(dǎo)值;之后將三角瓶封口，沸水浴20 min后開封，室溫靜置2 h測定終電導(dǎo)值，計算相對電導(dǎo)率。

抗氧化酶活性測定：將田間取回的枝條用蒸餾水沖洗干凈，避開芽眼，剪成3～5 mm的薄片，混合均勻，稱取0.5 g研磨充分。采用氮藍(lán)四唑光還原法測定超氧化物歧化酶（SOD）活性、愈創(chuàng)木酚還原法測定過氧化物酶（POD）活性、紫外吸收法測定過氧化氫酶（CAT）活性、硫代巴比妥酸（TBA）法測定丙二醛（MDA）含量[13-16]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用隸屬函數(shù)法[16]對各指標(biāo)測定值進(jìn)行定量轉(zhuǎn)換，求出各品種不同指標(biāo)所對應(yīng)的隸屬函數(shù)值。公式如下：

若指標(biāo)與抗寒性成負(fù)相關(guān)，則利用反隸屬函數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，計算公式：

式中Xij為第i個品種第j個測定指標(biāo);P為各品種各項(xiàng)指標(biāo)測定的綜合評定結(jié)果;n為測定的指標(biāo)總數(shù);Xjmax、Xjmin分別為各品種第j項(xiàng)指標(biāo)的最大值和最小值。

利用Microsoft Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)整理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同甜櫻桃品種抗寒性分析

由表1可以看出，獨(dú)立日的SOD活性最高，福星次之，俄羅斯8號最低。 俄羅斯8號的POD活性最高，福晨和獨(dú)立日最低。福晨的CAT活性最高， 福星、美早的最低。相對電導(dǎo)率和丙二醛含量均以獨(dú)立日最低，分別以黑珍珠、福星最高。

利用隸屬函數(shù)法科學(xué)、準(zhǔn)確地評價7種甜櫻桃品種的抗寒性強(qiáng)弱，結(jié)果如表2所示，獨(dú)立日的綜合評定值最高，為0.6727，福星最低，為0.1742。根據(jù)綜合評定值得出，甜櫻桃品種的抗寒能力依次為：獨(dú)立日>福晨>俄羅斯8號>保加利亞4號>美早>黑珍珠>福星。

2.2 不同櫻桃砧木抗寒性分析

由表3可以看出，毛櫻桃的SOD、POD、CAT活性均為最高，分別為887.16、900.0、2.88 U/（ g·min），其相對電導(dǎo)率和丙二醛含量均為最低。煙櫻1號的SOD、CAT活性均為最低，相對電導(dǎo)率和丙二醛含量均為最高。煙櫻2號的POD、CAT活性均最低。

利用隸屬函數(shù)法對不同櫻桃砧木進(jìn)行抗寒性評價，結(jié)果如表4所示，毛櫻桃的綜合評定值最高，為1.000，煙櫻1號的最低，為0.0167。依據(jù)綜合評定值得出，櫻桃砧木抗寒能力依次為：毛櫻桃>東北山櫻>煙櫻 4號>蘭丁2號>SZ-17>煙櫻2號>煙櫻1號。

3 討論與結(jié)論

植物凍害的損傷程度與降溫速度、低溫時間長短和解凍快慢等因素密切相關(guān)，自然條件下引起凍害發(fā)生的原因較為復(fù)雜，室內(nèi)模擬測定并不能完全反映該條件下的凍害情況[16]。本研究中的樣品均取自大田，完全排除人工模擬處理?xiàng)l件對試驗(yàn)結(jié)果的影響。同時，選取的采樣樹樹齡（5年）、樹勢一致，所采集枝條的長度和粗度等一致，盡可能減少取樣帶來的誤差。

相關(guān)學(xué)者對果樹樹體抗寒性的研究表明，SOD、POD、CAT活性與樹體抗寒性呈正相關(guān)，而相對電導(dǎo)率和丙二醛含量則與樹體抗寒性呈負(fù)相關(guān)[17-21]。本研究不同甜櫻桃品種中，俄羅斯8號的POD活性最高，福晨與獨(dú)立日的均為最低;獨(dú)立日的SOD活性最高，俄羅斯8號的最低;福晨的CAT活性最高;相對電導(dǎo)率和丙二醛含量，獨(dú)立日均最低，黑珍珠和福星數(shù)值分別最高。不同砧木中蘭丁2號、SZ-17、煙櫻1號的POD活性相同，但其它測定指標(biāo)的數(shù)值差別較大。因此通過比較某一指標(biāo)大小并不能評價出不同櫻桃品種的抗寒性強(qiáng)弱。

國內(nèi)不少學(xué)者將主成分分析法、聚類分析法、隸屬函數(shù)法等應(yīng)用于植物抗寒性的綜合評價中，其中隸屬函數(shù)法在果樹上應(yīng)用較多且效果較好[22]。本研究得出獨(dú)立日和毛櫻桃的抗寒性綜合評定值分別為0.6727、1.000，表明獨(dú)立日在參試甜櫻桃品種中抗寒性最強(qiáng)，毛櫻桃在參試櫻桃砧木中抗寒性最強(qiáng)。實(shí)測中發(fā)現(xiàn)獨(dú)立日在煙臺地區(qū)連續(xù)多年的抗寒觀測中表現(xiàn)突出，葉芽和花芽能耐受-19℃的低溫，這與本次試驗(yàn)結(jié)果相符。毛櫻桃為東北地區(qū)原生櫻桃砧木，可在黑龍江省佳木斯市露天自然越冬，抗寒性非常強(qiáng)。因此，本研究建立的應(yīng)用隸屬函數(shù)對櫻桃當(dāng)年生枝條的POD、SOD、CAT活性和相對電導(dǎo)率、MDA含量5項(xiàng)生理指標(biāo)進(jìn)行綜合評價方法可為嚴(yán)寒季節(jié)櫻桃資源抗寒性強(qiáng)弱的鑒定提供依據(jù)。

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