北方強冬性甘藍型冬油菜品種(系)抗寒性評價

蒲媛媛，趙玉紅，武軍艷，劉麗君，白靜，馬驪，牛早霞，金姣姣，方彥，李學才，孫萬倉

北方強冬性甘藍型冬油菜品種(系)抗寒性評價

蒲媛媛，趙玉紅，武軍艷，劉麗君，白靜，馬驪，牛早霞，金姣姣，方彥，李學才，孫萬倉

（甘肅農業大學農學院/甘肅省干旱生境作物學重點實驗室/甘肅省油菜工程技術研究中心/甘肅省作物遺傳改良與種質創新重點實驗室，蘭州 730070）

【】通過對12個北方強冬性甘藍型油菜的抗寒性進行比較，并運用3種鑒定方法對其抗寒性進行明確劃分，為北方甘藍型冬油菜抗寒性改良提供科學可靠的鑒定方法及優良的抗寒種質。以12個北方強冬性甘藍型油菜為材料，通過觀察記載冬前植株形態、統計田間越冬率、計算半致死溫度（LT50）、測定冬前低溫下生理指標和比較分析冬油菜春播后品種（系）間生長發育的差異、春化率的差異與抗寒性的關系，來比較分析品種間抗寒性的差異，接著運用LT50、隸屬函數綜合評價法和春化差異比較的方法對參試材料的抗寒性強弱進一步進行了明確劃分。參試材料在甘肅天水（34°60′N，海拔1 084—1 650 m）越冬率為92.1%—97.8%，北移至蘭州（36°73′N、海拔1 517 m）和上川（36°03′N、海拔2 150 m），越冬率大幅度降低，蘭州越冬率為36.0%—78.6%（地膜覆蓋），上川越冬率僅為0—14.4%（地膜覆蓋），甘肅農業大學新育成的16TS 309-4、16TS 306-3、16TS 309-10、15NS 45-4、2016 8(G)和2016TSG（10）強冬性甘藍型冬油菜品系，平均越冬率為10.2%—14.4%（上川）。上述品系越冬前植株生長習性趨于匍匐生長，心葉色和幼莖色呈黃綠色或紫色，葉片顏色深綠，地下部干物質積累大于地上部，根冠比增加，介于0.23—0.95，且差異顯著（＜0.05）。低溫條件下，葉片的超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）酶活性、可溶性蛋白質（soluble protein）、可溶性糖（soluble sugar）和游離脯氨酸（proline）含量相對較高，且LT50較低，在-13.4—-5.7℃。冬油菜春播后，12個參試材料的田間春化率介于4.05%—87.65%，2016TS(G)10春化率最低，為4.05%，小區平均株高為10.77 cm，未現蕾階段的植株薹高10.50 cm，現蕾階段的植株薹高17.10 cm，均為品種（系）間最低。相關性分析表明，春化率與平均株（薹）高、成熟期植株所占比例和LT50極顯著正相關，相關系數達0.90—0.96，與越冬率、綜合評價(D)值、CAT、POD、SP呈極顯著負相關，相關系數為-0.96—-0.63。在中國北方，冬油菜適時春播，可通過田間春化率的差異、植株生育時期的差異及平均株（薹）高的差異來評價冬油菜抗寒性的強弱。甘肅農業大學新育成的7個甘藍型冬油菜品系，在北緯36°03′，海拔2 150 m的地區可以越冬，抗寒性顯著優于天油14和天油2288（天水市農業科學研究所選育）及新油23（新疆農業科學院選育）。

甘藍型油菜；越冬率；半致死溫度；春化率；抗寒性評價

0 引言

【研究意義】甘藍型油菜原產歐洲，1943年由原浙江大學孫逢吉教授從日本引進中國，1955年引入陜西漢中地區，此后逐漸北移至陜西關中一帶，并逐步發展到甘肅天水以南的川水區[1-2]。甘藍型冬油菜具有產量高、抗倒伏、品質優良等優良性狀，在中國油菜生產中處于主導地位，總產量占全國油菜的86.3%[3]。由于抗寒性差，甘藍型冬油菜主要分布于北緯34o以南，海拔約1 100 m、冬季負積溫-200℃以下的地區[2]。因此，研究甘藍型冬油菜的抗寒性及相應的抗寒性鑒定方法，篩選適宜于中國北方種植的優良抗寒種質，對中國西北甘藍型冬油菜產業發展至關重要。【前人研究進展】甘藍型冬油菜抗寒性改良研究備受關注，雷建明等[4]育成了強冬性甘藍型雜交油菜天油9號，在甘肅天水中梁（北緯34°61′，海拔1 650 m）越冬率達到95%以上。黃繼英等[5]提出，甘藍型冬油菜北移應選用耐凍性強，冬前苗期形態為匍匐或半直立生長的品種。宋圖良[6]、史鵬輝[7]、馬驪等[8]研究表明，抗寒性強的甘藍型冬油菜具有苗期葉色深綠微帶紫紅色，葉柄短，半直立生長，進入越冬期，葉片生長習性趨于匍匐生長等特點。植物的抗寒性與生理變化有著密切的關系，杜春芳[9]研究發現，耐寒品系L9比敏感品系L7響應低溫脅迫（4℃）更迅速，隨著低溫脅迫時間的延長，L9相對電導率逐漸下降，恢復到正常水平，表現出較強的耐寒性和適應性，而L7的相對電導率則逐漸升高，在12—24 h急劇上升，細胞膜發生了較嚴重的破壞，電解質大量外滲，表現出較差的耐寒性和適應性。耐寒品系L9低溫脅迫下（4℃），脯氨酸積累明顯高于敏感品系L7，L9的可溶性糖含量的明顯變化比L7靈敏，耐寒性和適應性更強。王月等[10]研究表明甘藍型冬油菜北移后，葉片中SOD、POD和CAT酶活性及可溶性蛋白含量都有所升高。宋良圖[6]通過對甘藍型油菜越冬過程的生理研究發現，秦油3號越冬前可溶性糖含量較低，最低值為6.58%，隨著氣溫降低，可溶性糖含量提高較快，達26%以上。目前，越冬率[11]和凍害指數[12]為冬油菜抗寒評價最常用的指標。閆蕾等[13]通過低溫處理油菜幼苗，統計存活率，計算抗寒指數，來評估油菜的抗寒性強弱。楊寧寧等[14]通過統計田間越冬率、測定其半致死溫度（lethal temperature，LT50）及應用隸屬函數分析等方法，對7個冬油菜的抗寒性進行了綜合評價，LT50測定結果和隸屬函數分析結果均與田間越冬率的結果一致。李瑞雪等[15]用電導法和隸屬函數法對6種含笑屬植物的抗寒性進行了評價，其結果與田間調查結果基本一致。迄今為止，隸屬函數廣泛應用于許多物種的抗逆性評價，如，芍藥[16]耐熱性評價，菊芋[17]、花生[18]、老芒麥[19]耐鹽性評價及種質篩選，觀鵝草屬[20]、紫花苜蓿[21]耐寒性評價，綠豆[22]耐旱種質篩選及綜合評價，花生幼苗[23]耐酸性綜合評價，油菜苗期耐鋁的鑒定[24]，種子萌發期抗旱性評價[25]和耐低溫評價[26]等。春化是指冬性作物必須經歷一段時間的持續低溫才能由營養生長階段轉入生殖生長的現象，是通過低溫處理獲得或加速植物開花的過程[27]。根據春化所需日照時長和春化時間的不同，將油菜分為冬性、春性、半冬性3種類型。十字花科植物冬季暴露在低溫環境中，延緩從營養生長向生殖生長轉變的過程，同時獲得了抗寒能力[28]。Fowler等[29]發現4℃（16 h光照）條件下持續處理到冬小麥春化飽和時，其抗寒性最強。【本研究切入點】甘藍型冬油菜品種抗寒性得到改良，種植區雖然已經由陜西關中一帶北移到北緯34°左右的甘肅省天水市秦州區以南地區，但在天水秦州周邊地區，仍然以溝播和冬苫栽培技術來保障甘藍型冬油菜的越冬，因此，甘藍型冬油菜在北緯34°至北緯35°左右地區，仍然難以越冬。2000年起，甘肅農業大學等針對北方甘藍型冬油菜越冬問題，進行了抗寒性品種改良研究，初步育成16TS 309-4、16TS 306-3、16TS 309-10、15NS 45-4、2016 8(G)、2016TS(G)10等一批具有優異抗寒性的甘藍型冬油菜新品系。【擬解決的關鍵問題】本研究選擇甘肅農業大學選育的9個可在北緯35°左右越冬的冬性甘藍型冬油菜、2個天水農業科學院選育的材料（天油14和天油2288）及新疆農業科學院選育的新油23為材料，對其越冬率、LT50、冬前植株形態、低溫下生理生化響應、冬油菜春播后春化率差異進行研究，旨在對冬性甘藍型冬油菜品種（系）的抗寒性進行劃分，提出鑒定冬性甘藍型冬油菜抗寒性的方法，為強抗寒甘藍型冬油菜品種選育提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料及試驗地點概況

試驗以12個甘藍型冬油菜為材料，分別在天水市農業科學研究所試驗田（天水中梁站）、甘肅農業大學試驗田（蘭州）、上川鎮（蘭州永登縣）的油菜工程中心試驗基地進行，參試材料名稱、來源及試驗點信息見表1和表2。

1.2 試驗設計

試驗分秋播和春播2部分。

秋播：試驗于2016—2018年分別在天水（渭南，海拔1 084 m；中梁，海拔1 650 m）和上川鎮油菜工程中心試驗基地進行。小區面積4 m2，3次重復，隨機區組排列，開溝條播，行距20 cm，株距8—10 cm，天水于9月中旬播種，上川于8月中旬播種，出苗后及時定苗，越冬前、返青后統計苗數，計算越冬率，越冬率（%）=返青期植株數/苗期植株總數×100%。2017年為提高越冬率，冬前分別對甘肅農業大學試驗點和上川鎮試驗點種植的材料進行地膜覆蓋。

春播：試驗于2017—2018年3月下旬播種于上川鎮油菜工程中心試驗基地，小區面積：4 m2，3次重復，隨機區組排列，開溝條播，行距20 cm，株距8—10 cm。8月下旬統計小區總株數及處于不同生長發育階段（主要包括未現蕾、現蕾期、花期和成熟期）的株數，計算春化率，春化率（%）=未現蕾的植株數/小區總株數×100%，分別測量每個植株的株（薹）高。

采樣：2016年分別于9月26日（氣溫：7—18℃）和10月29日（氣溫：0—8℃）在上川鎮油菜工程中心試驗基地進行田間采樣。挖取整個植株用于測定地上、地下干物質。取每株植株展開的第三片葉，用于測定生理指標。

表1 試驗材料一覽表

表2 種植區主要氣候因子

1.3 測定項目及方法

1.3.1 半致死溫度（LT50） 2016年9月上旬，播種于樹脂花盆中（直徑20 cm），置于自然條件下生長（甘肅農業大學，蘭州），待植株長至6、7葉，分別置于5℃、0℃、-5℃、-10℃和-15℃各處理3 h，取每株植物展開的第三片葉，用直徑約8 mm的打孔器，避開主葉脈打葉圓片，將葉圓片裝入15 ml帶蓋的離心管中，每個溫度下3個重復，每個離心管放10片圓葉，加入10 ml去離子水，于0℃冰水混合物中解凍2 h，充分震蕩3 h，靜置12 h，采用雷磁DJS-1D電導儀測得電導率（R1），再將試管置于沸水浴中40 min，震蕩3 h，靜置12 h，測得電導率（R2），相對電導率=R1/R2×100%。

1.3.2 植物學觀察 參照《油菜種質資源描述規范和數據標準》[30]觀察記載冬前油菜植株的心葉色、幼莖色、葉柄色及生長習性，統計植株葉片數。

1.3.3 干物質測定 將挖取的植株用蒸餾水清洗干凈，用濾紙吸干表面水分，分別稱量地上部與地下部的鮮重，再置于烘箱內105℃殺青40 min，85℃烘至恒重，用電子天平（精確度為0.01 g）稱重記錄數據[31]。

1.3.4 生理指標測定 采用電導儀測定相對電導率；采用氮藍四唑法（nitroblue tetrazolium，NBT）測定超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）；采用愈創木酚法測定過氧化物酶（peroxidase，POD）；采用紫外吸收法測定過氧化氫酶（catalase，CAT）；采用考馬斯亮藍法測定可溶性蛋白質（soluble protein，SP）含量；采用蒽酮比色法測量可溶性糖（soluble sugar，SS）含量；采用磺基水楊酸浸提-酸性茚三酮顯色法測量游離脯氨酸（proline，Pro）含量[31]。

1.4 數據處理及評價方法

1.4.1 Logistic回歸方程分析 將相對電導率進行Logistic回歸分析，回歸模型為：

其中為相對電導率，代表處理溫度，為細胞傷害率的飽和容量，、為方程參數。為了確定、的值，將方程進行線性化處理，

1.4.2 綜合評價數據分析 單項指標耐寒系數計算為K=（低溫測定值/常溫測定值）。采用聚類分析和標準差系數賦予權重法進行綜合評價，運用SPSS19.0進行聚類分析和方差分析，標準差系數賦予權重法計算方法如下：

（1）數據標準化 運用隸屬函數對各指標進行標準化處理：

μ(X)=（1）

μ(X)=（2）

式中，X表示品種第個指標的隸屬值；min表示第個綜合指標的最小值；max表示第個綜合指標的最大值，指標與抗寒性成正相關用隸屬函數公式（1）計算隸屬函數值，指標與抗寒性成負相關用反隸屬函數公式（2）計算隸屬函數值。

（2）權重確定 采用標準差系數法（S），用公式（3）計算標準差系數，公式（4）歸一化后得到各指標的權重系數。

V=（3）

W=（4）

式中，表示12個品種，表示SOD、POD、CAT、SP、SS、Pro 6個指標。

（3）綜合評價值 用公式（5）計算各株系的綜合評價值。

式中，D值為各參試材料的綜合評價值。

2 結果

2.1 甘藍型冬油菜越冬率及葉片半致死溫度（LT50）

2.1.1 甘藍型冬油菜越冬率 通過比較種植在天水和上川的冬油菜越冬率，發現參試材料在天水均能安全越冬，平均越冬率達92.1%—97.8%，差異不顯著（＜0.05），種植區域從海拔1 084 m提高到1 650 m，越冬率有小幅度的下降，但仍達到89.5%以上。北移至蘭州和上川后，越冬率大幅度下降，蘭州為6.0%—22.5%，上川僅有0—5%，地膜覆蓋后，蘭州越冬率提高到36.0%—78.6%，上川越冬率仍然較低，僅為0—14.4%，且差異顯著（＜0.05）。中國西北冬季地面無積雪覆蓋，氣溫低，氣候干燥，新油23和天油2288未能越冬，天油14的越冬率僅為1.0%，抗寒性弱。根據天水、蘭州和上川的平均越冬率，將12個參試材料進行聚類分析，初步劃分為抗寒強（強）、抗寒較強（中）和抗寒弱（弱）3類（表3）。

2.1.2 葉片電導率及半致死溫度（LT50） 相對電導率可反映低溫脅迫下植物細胞膜受傷害程度。葉片相對電導率隨著溫度降低，呈增加趨勢，在LT50之前，電導率緩慢增加，LT50之后，細胞膜受損嚴重，電解質外滲，電導率迅速升高（表4）。根據葉片相對電導率擬合成Logistic回歸方程，擬合度（2）在0.87— 0.96，LT50介于-13.38—-4.40℃，根據LT50對參試材料抗寒性的強弱排序為2016TS(G)10（-13.38℃）＞16TS 309-4（-9.58℃）＞16TS 306-3（-7.96℃）＞15NS 45-4（-7.28℃）＞16TS 309-10（-6.98℃）＞2016 8(G)（-6.83℃）＞16TS 312-2（-6.55℃）＞16NTS 158（-6.11℃）＞16NPZ 269-1（-5.71℃）＞天油14（-5.59℃）＞新油23（-5.39℃）＞天油2288（-4.4℃）。

2.2 甘藍型冬油菜冬前植物學形態及干物質積累特征

在上川試驗點，參試材料冬前為半直立或匍匐生長，葉色深綠，心葉、幼莖色呈紫色，或心葉葉緣呈紫色，葉柄出現少量紫色。新油23、16NTS 158、天油14和天油2288地上部分生長茂盛，冬前葉片數達到11.3—12.8片，其余品系的葉片數介于9.1—11.0片（表5和圖1）。

表3 參試材料名稱及越冬情況

不同小寫字母表示處理在0.05水平差異顯著小寫字母表示。下同

Different letters indicate significant differences at＜0.05. The same as below

表4 不同低溫下葉片相對電導率及Logistic擬合方程

冬前優先將有機物質分配至地下部分，是發展冬前壯苗的關鍵[11]。越冬前（10月29日），16TS 312-2、16NTS 158、天油14和天油2288地上部分的干物質積累量在各品系間相對較大（12.24—15.68 g），地下部的干物質量相對較少（2.25—3.67 g），根冠比較小，為0.19—0.25。16TS 309-4和15NS 45-4根冠比最大，為0.95和0.88，2016TS(G)10次之，為0.59，且材料間差異顯著（＜0.05）（表6）。

表5 甘藍型冬油菜越冬前植物學記載

1：新油23；2：16TS 309-4；3：16TS 306-3；4：16TS 312-2；5：16TS 309-10；6：16NPZ 269-1；7：16NTS 158；8：15NS 45-4；9：2016 8(G)；10：2016TS(G)10；11：天油14；12：天油2288；13：半直立生長；14：半直立-匍匐生長；15：匍匐生長；16：心葉和幼莖色呈黃綠色；17：心葉呈紫色；18：心葉、幼莖、葉柄呈紫色

表6 冬前參試材料間干物質積累比較

2.3 甘藍型冬油菜越冬前生理響應特征

2.3.1 葉片中抗氧化酶活性變化 SOD、POD、CAT酶活性隨著氣溫的降低呈不同程度的增加趨勢，且品種（系）差異顯著（＜0.05）（圖2-A—圖2-C）。新油23對低溫的響應較早，9月26日測定時，SOD酶活性為293.94U·g-1FW，與其他材料相比，活性較高，但10月29日測定時僅為356.46U·g-1FW，活性最低。2次測定結果顯示，新油23和天油2288抗氧化酶活性增幅較小，而16TS 309-4、16TS 306-3、16TS 309-10、15NS 45-4、2016TS(G)10和天油14隨氣溫降低酶活性增加幅度較大，其中，16TS 309-4、15NS 45-4和天油14的POD酶活性較高，分別為110.6、115.3和118.1U·g-1·min-1。16TS 306-3、15NS 45-4和2016TS(G)10葉片內CAT酶活性相對較高，為15.97—18.73U·g-1·min-1，較高的抗氧化酶能清除細胞內過多的活性氧，維持細胞正常代謝，表現出較強的抗寒性。新油23和天油2288隨著氣溫的下降，抗氧化酶活性合成較慢，活性氧的積累對細胞造成氧化脅迫，影響細胞正常代謝，表現出較弱的抗寒性。

2.3.2 葉片滲透調節物質含量的變化 可溶性蛋白和游離脯氨酸含量隨氣溫的降低積累速度緩慢，可溶性糖含量增速相對較快，材料間差異顯著（＜0.05）（圖2-D—圖2-F）。9月26日測定時，16NTS 158、天油14和天油2288有較高的可溶性蛋白質含量，分別為5.54、5.18和5.05 mg·g-1。隨著氣溫降低，10月29日測定時，16TS 309-4、16NTS 158、15NS 45-4、2016TS(G)10和天油14低溫脅迫下仍保持較高的可溶性蛋白含量。新油23可溶性糖含量在9月26日測定時為0.524 mg·g-1，與其他材料相比含量最高，隨著氣溫下降增加緩慢，10月29日測定時含量為1.178 mg·g-1。2次測定結果顯示，低溫脅迫下，16TS 312-2、16NPZ 269-1和2016 8(G)在品種（系）間一直保持相對較高的可溶性糖含量。16TS 309-4、16TS 306-3和2016TS(G)10的游離脯氨酸含量在10月29日測定時為品種（系）間相對較高，分別為3.33、3.39和3.32 mg·g-1。16NTS 158、新油23和天油2288對低溫較敏感，可溶性糖和可溶性蛋白的積累早于其他品系，但積累速度緩慢，且天油2288抗氧化酶的含量也較低（圖2-A—圖2-C），表現出較弱的抗寒性。

2.4 甘藍型冬油菜春播后的差異比較

2.4.1 春化率差異比較 春化是通過低溫處理獲得或加速植物開花[27]。春播后，品種（系）間及同一品種（系）內，植株生長發育均表現出巨大差異（圖3），主要處于5種不同的生長發育階段：抽薹后只進行營養生長階段、現蕾階段、開花階段、灌漿及完全成熟階段。田間統計結果（表7）顯示，參試材料間各生長發育階段的植株比例差異較大。甘藍型冬油菜在生長發育過程中先抽薹后現蕾，以現蕾作為通過春化階段的標志性狀，比較參試材料間通過春化的植株比例。各品種（系）春化率在4.05%—87.65%，且差異顯著（＜0.05）。2016TS(G)10和16TS 309-4春化率最低，分別為4.05%和9.39%，大部分植株處于抽薹后只進行營養生長。新油23、天油14號和天油2288春化率分別為87.65%、55%和85.19%，其中，天油2288成熟植株數占72.22%，比例最高，其次為新油23，成熟植株比例為48.18%。新油23進入現蕾階段的植株數占39.51%，高于其他材料。其余品系的春化率在17.16%（16TS 306-3）—43.98%（16NPZ 269-1）。

表7 參試材料春播后不同生長發育階段的植株個數及所占比例

1：新油23；2：16TS 309-4；3：16TS 306-3；4：16TS 312-2；5：16TS 309-10；6：16NPZ 269-1；7：16NTS 158；8：15NS 45-4；9：2016 8(G)；10：2016TS(G)10；11：天油14；12：天油2288

根據參試材料間春化率的差異，將參試材料的抗寒性分為5個等級（表7），Ⅰ級（春化率≤10%）：16TS 309-4和2016TS(G)10；Ⅱ級（30%≥春化率≥10%）：16TS 306-3、16TS 312-2、16TS 309-10、15NS 45-4和2016 8(G)；Ⅲ級（50%≥春化率≥30%）：16NPZ 269-1和16NTS 158；Ⅳ級（70%≥春化率≥50%）：天油14；Ⅴ級（春化率≥70%）：新油23和天油2288。

2.4.2 不同生長發育階段株（薹）高差異比較 由表8可以看出，春化率低的品系，其小區平均薹高亦低，2016TS(G)10的春化率最低為4.05%，小區平均株高為10.77 cm，未現蕾階段的植株薹高10.50 cm，現蕾階段的植株薹高17.10 cm，均為品種（系）間最低。新油23和天油2288春化率最高，分別為87.65%和85.19%，小區平均株高80.18和58.21 cm，亦為品種（系）間最高。天油2288成熟階段的植株平均株高為69.40 cm，低于新油23（122.50 cm）。將春化率、平均株（薹）高、不同生育階段的平均株（薹）高所占比例進行相關性分析，結果（表9）顯示，春化率與平均株（薹）高、成熟期植株所占比例相關系數達0.90—0.96，極顯著正相關。

表8 春播后不同生長發育階段的株（薹）高

表9 春化率與平均株（薹）高的相關性分析

** 代表＜0.01,*代表＜0.05。下同 **＜0.01, *＜0.05. The same as below

2.5 甘藍型冬油菜抗寒性評價

2.5.1 隸屬函數法綜合評價 通過計算SOD、POD、CAT、SP、SS和Pro 6個生理指標的抗寒系數（表10），可以看出，參試材料間抗寒系數差異顯著（＜0.05）。運用隸屬函數法，以抗寒系數為依據，對參試材料的抗寒性進行評價，對每個指標賦予權重，定量比較材料間的抗寒性強弱。用標準差系數賦予權重法計算綜合評價（D）值（表11中D值代表參試材料的抗寒性），新油23的D值最小，為0.343，2016TS(G)10的D值最大，為3.106，是新油23的9.06倍，是其他品種（系）的1.05—6.30倍。根據D值對參試材料的抗寒性進行了排序2016TS(G)10＞16TS 309-4＞16TS 306-3＞16TS 309-10＞15NS 45-4＞2016 8(G)＞16TS 312-2＞16NTS 158＞16NPZ 269-1＞天油14＞天油2288＞新油23，結果與LT50的結果基本吻合。

2.5.2 春化差異與抗寒性關系 將LT50、越冬率、春化率、抗寒相關的生理指標（SOD、CAT、POD、SP、SS和Pro）進行相關性分析，結果顯示，春化率與LT50呈極顯著正相關，相關系數為0.741，與越冬率、綜合評價（D）值、SOD、CAT、POD和SP極顯著負相關，相關系數為-0.96—-0.64（表12），結果表明，春化率可以反映出參試材料抗寒性的強弱，可用于品種（系）的抗寒性評價，其評價結果為2016TS(G)10＞16TS 309-4＞15NS 45-4＞16TS 306-3＞2016 8(G)＞16TS 309-10＞16TS 312-2＞16NTS 158＞16NPZ 269-1＞天油14＞新油23＞天油2288。得到的結果與LT50、越冬率和綜合評價的結果基本吻合。

3 討論

3.1 甘藍型冬油菜抗寒性研究

甘藍型冬油菜以甘肅天水為原種植區代表，北緯34°33′，海拔從1 084 m上升至1 650 m，越冬率小幅度下降，由94.1%—99.0%下降至89.5%—96.4%。北移至蘭州永登后，由于西北地區氣候干燥，無積雪覆蓋，越冬期漫長，冬前冬后冬油菜生長期短，越冬率大幅下降，甘肅農業大學新育成的16TS 309-4、16TS 306-3、16TS 312-2、16TS 309-10、15NS 45-4、2016 8(G)和2016TS(G)10一系列抗寒材料越冬率顯著高于天油14、天油2288和新油23。為了適應低溫，植株形態相應發生了變化，越冬前植株半直立或匍匐生長，葉色深綠微帶紫紅色，根頸大、根冠比高等特點[11, 33-35]。根部有機物的積累，是越冬期植株抵御低溫的能量保障，是形成強抗寒能力的物質基礎。抗寒性強的品種，冬前優先將有機物分配至地下部，發展壯苗，弱抗寒品種將光合產物運輸至地上部，不僅減少了地下部有機物的積累，且易造成地上部的徒長，降低了其抗寒能力[33]。本研究中，越冬前參試材料半直立或匍匐生長，部分品系心葉及幼莖呈紫色，地下部有機物質的積累大于地上部，根冠比增加，與前人研究有較高的一致性。

表10 主要生理指標的抗寒系數評價

表11 隸屬函數值和綜合評價值結果

（1）：SOD；（2）：CAT；（3）：POD；（4）：SP（5）：SS；（6）：Pro

表12 春化率與抗寒指標的相關性分析

為了適應低溫，植物體內引起一系列錯綜復雜的生理變化，低溫脅迫使細胞內活性氧積累，激發抗氧化酶防御系統[36]。可溶性糖、可溶性蛋白、游離脯氨酸含量的積累與抗寒性呈顯著的正相關關系[37-38]。閆彪等[39]研究顯示，低溫誘導使油菜幼苗中的SOD、POD和CAT先升高后降低。杜春芳[9]研究表明，抗寒性強的品系L9葉片中的游離脯氨酸和可溶性糖含量積累明顯高于抗寒性弱的品系L7，低溫下L9能及時調節可溶性糖含量來抵御低溫脅迫，表現出更強的耐寒性和適應性。本研究中，新油23和天油2288對低溫較敏感，抗氧化酶系統對低溫的響應較早，隨著氣溫下降，植株受害程度加深，抗氧化酶活性和滲透調節物質的積累減少，表現出較弱的抗寒性。16TS 309-4、16TS 306-3、16TS 309-10、15NS 45-4和2016TS(G)10在低溫下可溶性蛋白質、可溶性糖及游離脯氨酸含量積累較快，調節細胞滲透勢，增加細胞質濃度，降低冰點，預防胞內結冰，表現出較強的抗寒性，與前人的研究結果相符。

春化是一種與低溫持續時間成正比的定量反應，當達到植物春化特定要求（即春化飽和），繼續置于低溫下對加速從營養生長階段向生殖發育階段的轉變沒有影響。Waalen等[40]研究發現，大田試驗條件下，Californium的春化需求低于Banjo，Californium在38.2 d達到了春化飽和，Banjo在52.6 d達到了春化飽和。California和Banjo的耐寒性分別保持了31和67 d。整個越冬期Banjo（LT50-16.5℃）的平均耐寒性顯著高于Californium（LT50-15.8℃）。2個品種在-18℃處理下的存活率呈顯著差異，Banjo平均存活率為16%，顯著高于Californium。孫萬倉等[41]研究發現，抗寒性強的白菜型冬油菜，其冬性則強，通過春化所需的低溫時間越長。本研究利用春季有限的低溫時間，誘導植株春化，因參試材料抗寒性不同，春化結果差異巨大，春化率低，未通過春化作用的植株比例高，無法從營養生長進入生殖生長，則抗寒性強。冬性弱的材料通過春化作用的植株比例高，甚至可以完成整個生育期。本研究結果與前人結果有較高的一致性，抗寒性弱的新油23和天油2288在春季有限的低溫條件下通過春化作用，進入生殖生長并完成整個生育期，而新選育的16TS 309-4、16TS 306-3、16TS 312-2、16TS 309-10、15NS 45-4、2016 8(G)和2016TS(G)10品系則未能在春季有限的低溫時間完成春化作用，則抗寒性強。

3.2 甘藍型冬油菜新品系的抗寒性評價

低溫脅迫下相對電導率是反映植物受凍后細胞膜透性的重要指標，能較直觀且準確地反映出植物在低溫下受脅迫程度[42-43]，外滲電解質越多，電導率越大，細胞膜受害程度越深，則抗寒性越弱，反之抗寒性越強。結合Logistic方程求得半致死溫度（LT50），能更加準確地評價植物的抗寒性[14]，LT50越低植物的抗寒性越強，反之則越弱。本研究根據LT50將參試材料的抗寒性強弱排序為2016TS(G)10（-13.38℃）＞16TS 309-4（-9.58℃）＞16TS 306-3（-7.96℃）＞15NS 45-4（-7.28℃）＞16TS 309-10（-6.98℃）＞2016 8(G)（-6.83℃）＞16TS 312-2（-6.55℃）＞16NTS 158（-6.11℃）＞16NPZ 269-1（-5.71℃）＞天油14（-5.59℃）＞新油23（-5.39℃）＞天油2288（-4.4℃）。為了避免因單一指標鑒定結果不一致，而造成最終評價結果的不準確，本研究將SOD、POD、CAT、SP、SS和Pro 6個抗寒指標進行綜合評價，根據綜合評價（D）值的大小，評價參試材料的抗寒性，得到的結果與LT50基本吻合，該方法已在小麥[44]、胡麻[45]、草坪草[46]等植物在抗逆的綜合評價中廣泛應用。

冬油菜春播后，通過田間植株生長發育的差異，能直觀的將參試材料抗寒性進行劃分。相關性分析顯示，春化率與越冬率、LT50呈極顯著正相關，與綜合評價（D）值極顯著負相關，與SOD、CAT、POD、SP、SS和Pro呈不同程度負相關關系，冬油菜適時春播，田間春化結果的差異可以反應出其抗寒性，可用于評價冬油菜的抗寒性，應用于生產實踐中。

3.3 甘藍型冬油菜新抗寒性品系的意義

隨著強抗寒白菜型冬油菜的育成，冬油菜種植區域向北推進5°—13°，使之成為中國北方重要的油料作物，及繼冬小麥之后重要的冬季覆蓋作物[1, 47-48]。中國西北地區冬寒春旱，研究甘藍型冬油菜抗寒性，提高甘藍型冬油菜抗寒性，對優良的種質資源進行品種遺傳改良，是中國西北冬油菜產業發展的關鍵。孫萬倉等[49]對白菜型冬油菜抗寒育種研究結果發現，輪回選擇代數與越冬率為顯著的線性正相關關系，將抗寒性強的品種在寒冷的生態環境下進行輪回選擇，是改良北方冬油菜抗寒性的有效途徑。本研究中上川試驗點地處北緯36°03′，海拔2 150 m，最大凍土深度113 cm、最冷月平均氣溫-8.1℃、最冷月平均最低氣溫-13.3℃、極端最低氣溫-26.5℃、年均氣溫6.5℃、無霜期142 d、最大降雨量200 mm，為典型的寒旱區，在該生態點能安全越冬的冬油菜品系，利用輪回選擇的方法及適當的選擇年限，可有效地選育出適應于中國北方種植的強抗寒型甘藍型冬油菜。

21世紀中國氣候將持續變暖，尤以北方冬半年最為明顯，降水量也呈增加趨勢，氣候變化將會造成全國種植制度界限不同程度北移[50]，種植界限的北移西擴，為甘藍型冬油菜品種向北向西擴展提供了可能。甘藍型冬油菜地上部的生長較白菜型冬油菜旺盛，冬、春季可在地表形成植被層。研究表明[51]，甘藍型冬油菜越冬時采摘部分青葉后越冬死苗率為69.1%，全部采光的越冬死苗率在90%以上，因此，葉片不僅對油菜越冬至關重要，還能增加地表覆蓋度，保證春播土壤墑情，減少地表裸露面積，切斷沙塵來源，有效預防沙塵暴，利于西北農業生產和生態環境改善，使之成為西北生態環境建設的重要組成部分。

4 結論

冬油菜適時春播，可以通過田間春化率、植株的生長發育時期及平均株（薹）高的差異，來鑒定冬油菜抗寒性的強弱。甘肅農業大學新育成的一系列甘藍型冬油菜在北緯36°03′，海拔2 150 m的生態條件下可以越冬，抗寒性顯著優于天油14和天油2288（天水市農業科學研究所選育）及新油23（新疆農業科學院選育）。

[1] 孫萬倉, 武軍艷, 方彥, 劉秦, 楊仁義, 馬維國, 李學才, 張俊杰, 張鵬飛, 曹建明, 孫佳. 北方旱寒區北移冬油菜生長發育特性. 作物學報, 2010, 36(12): 2124-2134.

SUN W C, WU J Y, FANG Y, LIU Q, YANG R Y, MA W G, LI X C, ZHANG J J, ZHANG P F, CAO J M, SUN J. Growth and development characteristics of winter rapeseed northern-extended from the cold and arid regions in China.,2010, 36(12): 2124-2134. (in Chinese)

[2] 王晨光, 李思訓. 陜西省甘藍型油菜再次北移的探討. 陜西農業科學(自然科學版), 2000(3): 32-33, 46.

WANG C G, LI S X. Study on the north extension of., 2000(3): 32-33, 46. (in Chinese)

[3] 殷艷, 廖星, 余波, 王漢中. 我國油菜生產區域布局演變和成因分析. 中國油料作物報, 2010, 32(1): 147-151.

YIN Y, LIAO X, YU B, WANG H Z. Regional distribution evolvement and development tendency of Chinese rapeseed production., 2010, 32(1): 147-151. (in Chinese)

[4] 雷建明, 龐進平, 范提平, 張建學, 張巖, 張亞宏. 強冬性甘藍型單低雜交油菜02N雜2的選育. 中國種業, 2010(6): 66-67.

LEI J M, PANG J P, FAN T P, ZHANG J X, ZHANG Y, ZHANG Y H. Breeding of strong winter type hybrid rapeseed ‘02N hybrid 2’., 2010(6): 66-67. (in Chinese)

[5] 黃繼英. 甘藍型冬油菜北移可行性初探. 中國油料, 1992(4): 43-46.

HUANG J Y. Preliminary study on the feasibility of north migration of., 1992(4): 43-46. (in Chinese)

[6] 宋良圖. 甘藍型油菜抗寒性的形態生理學研究. 安徽農業科學, 1992(2): 127-132.

SONG L T. Morphological and physiological basis of the cold hardiness of winter rape ()., 1992(2): 127-132. (in Chinese)

[7] 史鵬輝. 北方強冬性白菜型冬油菜抗寒性評價及抗寒機制研究[D]. 蘭州: 甘肅農業大學, 2013: 14-15.

SHI P H. Evaluation of cold tolerance and study on the cold tolerance mechanism on strong anti-cold north winter rapeseed () [D]. Lanzhou: Gansu Agricultural University, 2013: 14-15. (in Chinese)

[8] 馬驪, 孫萬倉, 劉自剛, 趙艷寧, 楊剛, 劉海卿, 武軍艷, 方彥, 李學才, 劉林波, 錢武,侯獻飛. 白菜型與甘藍型冬油菜抗寒機理差異的研究. 華北農學報, 2016(1): 147-154.

MA L, SUN W C, LIU Z G, ZHAO Y N, YANG G, LIU H Q, WU J Y, FANG Y, LI X C, LIU L B, QIAN W, HOU X F.Study of difference in mechanism of cold resistance of winter rapeseed ofand., 2016(1): 147-154. (in Chinese)

[9] 杜春芳. 甘藍型油菜低溫誘導的轉錄組和蛋白組分析[D]. 武漢: 華中農業大學, 2016: 29-32.

DU C F. Analysis of transcriptomics and proteomics induced by cold stress inL. [D]. Wuhan: Huazhong Agricultural University,2016: 29-32. (in Chinese)

[10] 王月, 孫萬倉, 劉自剛, 楊寧寧, 方彥, 曾秀存, 孔德晶, 魯美宏, 王麗萍, 董紅業, 楊剛, 侯獻飛, 劉林波, 種彥容. 甘藍型冬油菜在西北不同生態區適應性及生理生化反應. 干旱地區農業研究, 2015, 33(4): 197-205.

WANG Y, SUN W C, LIU Z G, YANG N N, FANG Y, ZENG X C, KONG D J, LU M H, WANG L P, DONG H Y, YANG G, HOU X F, LIU L B, ZHONG Y R. Adaptation and physiological and biochemical characteristics of winter rapeseed (L.) in different eco-regions of northwest China., 2015, 33(4): 197-205. (in Chinese)

[11] 孫萬倉, 武軍艷, 曾軍, 朱慧霞, 劉雅麗, 張亞宏. 8個白菜型冬油菜品種抗寒性的初步評價. 湖南農業大學學報(自然科學版), 2007, 33(8): 151-155.

SUN W C, WU J Y, ZENG J, ZHU H X, LIU L Y, ZHANG Y H. Preliminary evaluation of cold resistance of 8 Chinese cabbage varieties., 2007, 33(8): 151-155. (in Chinese)

[12] 張曉紅, 馮梁杰, 楊特武, 徐正華, 胡立勇. 冬季低溫脅迫對油菜抗寒生理特性的影響.植物生理學報, 2015, 51(5): 737-746.

ZHANG X H, FENG L J, YANG T W, XU Z H, HU L Y. Effects of chilling stress on physiological characteristics of rapeseed seedlings in winter., 2015, 51(5): 737-746.(in Chinese)

[13] 閆蕾, 蔡俊松, 高立兵, 黃斌, 馬海清, 劉清云, 戴熙燕, 張學昆, 程勇, 鄒錫玲. 甘藍型油菜抗寒性鑒定方法的建立和種質資源篩選. 中國油料作物學報, 2018, 40(1): 74-83.

YAN L, CAI J S, GAO L B, HUANG B, MA H Q, LIU Q Y, DAI X Y, ZHANG X K, CHENG Y, ZOU X L. Identification method and selection of cold tolerance in rapeseed (L.)., 2018, 40(1): 74-83. (in Chinese)

[14] 楊寧寧, 孫萬倉, 劉自剛, 史鵬輝, 方彥, 武軍艷, 曾秀存, 孔德晶, 魯美宏, 王月. 北方冬油菜抗寒性的形態與生理機制. 中國農業科學, 2014, 47(3): 452-461.

YANG N N, SUN W C, LIU Z G, SHI P H, FANG Y, WU J Y, ZENG X C, KONG D J, LU M H, WANG Y. Morphological characters and physiological mechanisms of cold resistance of winter rapeseed in northern China., 2014, 47(3): 452-461. (in Chinese)

[15] 李瑞雪, 金曉玲, 胡希軍, 柴弋霞, 蔡夢穎, 羅峰, 張方靜. 6種含笑屬植物抗寒性分析與綜合評價. 應用生態學報, 2017, 28(5): 1464-1472.

LI R X, JIN X L, HU X J, CHAI Y X, CAI M Y, LUO F, ZHANG F J. Analysis and comprehensive evaluation on cold resistance of six varieties of．, 2017, 28(5): 1464-1472. (in Chinese)

[16] 張佳平, 李丹青, 聶晶晶, 夏宜平. 高溫脅迫下芍藥的生理生化響應和耐熱性評價. 核農學報, 2016, 30(9): 1848-1856.

ZHANG J P, LI D Q, NIE J J, XIA Y P. Physiological and biochemical responses to the high temperature stress and heat resistance evaluation ofPall. cultivars., 2016, 30(9): 1848-1856. (in Chinese)

[17] 朱菊華, 孫星, 許斌, 梁婷, 劉明, 繆建, 趙耕毛. 不同基因型菊芋耐鹽生理及其生態適應性研究. 草業學報, 2018, 27(6): 120-127.

Zhu J H, Sun X, Xu B, LIANG T, LIU M, MIU J, ZHAO G M. physiological response and ecological adaptability of different Jerusalem artichoke genotypes to salt stress., 2018, 27(6): 120-127. (in Chinese)

[18] 孫東雷, 卞能飛, 陳志德, 邢興華, 徐澤俊, 齊玉軍, 王曉軍, 王幸. 花生萌發期耐鹽性綜合評價及耐鹽種質篩選. 植物遺傳資源學報, 2017, 18(6): 1079-1087.

SUN D L, BIAN N F, CHEN Z D, XING X H, XU Z J, QI Y J, WANG X J, WANG X.Comprehensive evaluation of salt tolerance and screening for salt tolerant accessions of peanut (L.) at germination stage., 2017, 18(6): 1079-1087. (in Chinese)

[19] 德英, 石鳳翎, 趙來喜, 穆懷彬, 解繼紅, 趙海霞. 老芒麥種質資源耐鹽性評價. 中國草地學報, 2017, 39(6): 106-111.

DE Y, SHI F L, ZHAO L X, MU H B, XIE J H, ZHAO H X. Evaluation of the salt resistance ofgermplasm resources., 2017, 39(6): 106-111. (in Chinese)

[20] 李長慧, 李淑娟, 劉艷霞, 董添財, 賈科, 梁德飛. 低溫脅迫對10份鵝觀草屬野生種抗寒生理指標的影響. 草業科學, 2018, 35(1): 123-132.

Li C H, Li S J, Liu Y X, Dong T C, Jia K, Liang D F. Effect of low temperature stress on the cold-resistance physiological indexes of 10 germplasm resources ofin Qinghai., 2018, 35(1): 123-132. (in Chinese)

[21] 陳晶晶, 王英哲, 金艷, 郭強, 徐博. 不同紫花苜蓿雜交組合對凍害脅迫的生理響應.草業科學, 2018, 35(5): 1138-1144.

Chen J J, Wang Y Z, Jin Y, Guo Q, Xu B. Physiological responses of different alfalfa hybrid combinations to freezing stress., 2018, 35(5): 1138-1144. (in Chinese)

[22] 王蘭芬, 武晶, 景蕊蓮, 程須珍, 王述民. 綠豆種質資源成株期抗旱性鑒定. 作物學報, 2015, 41(8): 1287-1294.

WANG L F, WU J, JING R L, CHENG X Z, WANG S M. Identification ofgermplasm resources resistant to drought at adult stage., 2015, 41(8): 1287-1294. (in Chinese)

[23] 于天一, 林建材, 孫學武, 馮昊, 孫秀山, 吳正鋒, 鄭永美, 沈浦, 王才斌. 花生幼苗耐酸鑒定指標篩選及綜合評價. 中國油料作物學報, 2017, 39(4): 488-495.

YU T Y, LIN J C, SUN X S, FENG H, SUN X S, WU Z F, ZHENG Y M, SHEN P, WANG C B. Screen of acid resistance evaluation indicators and comprehensive evaluation in peanut seedlings of different genotypes., 2017, 39(4): 488-495. (in Chinese)

[24] 熊潔, 鄒小云, 陳倫林, 李書宇, 鄒曉芬, 宋來強. 油菜苗期耐鋁基因型篩選和鑒定指標的研究. 中國農業科學, 2015, 48(16): 3112-3120.

XIONG J, ZOU X Y, CHEN L L, LI S Y, ZOU X F, SONG L Q. Screening of rapeseed genotypes with aluminum tolerance at seedling stage and evaluation of selecting indices., 2015, 48(16): 3112-3120. (in Chinese)

[25] 陳致富, 李勤菲, 張永晶, 崔藝馨, 許汪潔, 賀亞軍, 萬華方, 李曉榮, 錢偉. 白菜型油菜品種萌發期的抗旱性鑒定與篩選. 植物遺傳資源學報, 2015, 16(1): 15-22.

CHEN Z F, LI Q F, ZHANG Y J, CUI Y X, XU W J, HE Y J, WAN H F, LI X R, QIAN W. Identification and screening of resources with tolerance against drought stress induring germination stage., 2015, 16(1): 15-22. (in Chinese)

[26] 鮮孟筑, 楊萍, 胡立勇, 徐正華. 油菜種子萌發成苗期耐低溫性評價. 作物雜志, 2015(5): 116-122.

XIAN M Z, YANG P, HU L Y, XU Z H. Comprehensive evaluation of low temperature tolerance in rapeseed during germination and emergence periods., 2015(5): 116-122. (in Chinese)

[27] Chouard P. Vernalization and its relations to dormancy., 1960, 11(1):191-238.

[28] HAWKINS G P , DENG Z A, KUBIK T J , JOHNSON-FLANAGAN A M. Characterization of freezing tolerance and vernalization in Vern-, a spring-typeline derived from a winter cross., 2002, 216(2): 220-226.

[29] Fowler D B, Limin A E, Wang S Y, Ward R W. Relationship between low-temperature tolerance and vernalization response in wheat and rye., 1996, 76(1): 37-42.

[30] 伍曉明, 陳碧云, 陸光遠. 油菜種質資源描述規范和數據標準. 北京: 中國農業出版社, 2007.

WU X M, CHEN B Y, LU G Y.. Beijing: China Agricultural Press, 2007. (in Chinese)

[31] 鄒琦. 植物生理學實驗指導. 北京: 中國農業出版社, 2000.

ZOU Q.. Beijing: China Agricultural Press, 2000. (in Chinese)

[32] 崔黨群. Logistic曲線方程的解析與擬合優度測驗. 數理統計與管理, 2005(1): 112-115.

CUI D Q. Analysis and making good fitting degree test for logistic curve regression equation., 2005(1): 112-115. (in Chinese)

[33] 劉自剛, 孫萬倉, 楊寧寧, 王月, 何麗, 趙彩霞, 史鵬飛, 楊剛, 李學才, 武軍艷, 方彥曾秀存. 冬前低溫脅迫下白菜型冬油菜抗寒性的形態及生理特征. 中國農業科學, 2013, 46(22): 4679-4687.

LIU Z G, SUN W C, YANG N N, WANG Y, HE L, ZHAO C X, SHI P F, YANG G, LI X C, WU J Y, FANG Y, ZENG X C. Morphology and physiological characteristics of cultivars with different levels of cold-resistance in winter rapeseed (L.) during cold acclimation., 2013, 46(22): 4679-4687. (in Chinese)

[34] 王麗萍, 楊剛, 孫萬倉, 張正麗, 王月, 董紅業, 趙艷寧, 孔德晶, 魯美宏, 楊寧寧, 劉自剛, 方彥, 武軍艷. 白菜型冬油菜和春油菜雜交后代抗寒性與植物學特性. 干旱地區農業研究, 2015(4): 291-296.

WANG L P, YANG G, SUN W C, ZHANG Z L, WANG Y, DONG H Y, ZHAO Y N, KONG D J, LU M H, YANG N N, LIU Z G, FANG Y, WU J Y. Cold resistance and botanical characteristics of the hybrid progeny between winter and spring turnip rapes(L.)., 2015(4): 291-296. (in Chinese)

[35] 武軍艷, 方彥, 張朋飛, 楊月蓉, 孫萬倉, 劉自剛, 李學才. 北方旱寒區冬油菜根系抗寒指標分析. 干旱地區農業研究, 2014(6): 250-255.

WU J Y, FANG Y, ZHANG P F, YANG Y R, SUN W C, LIU Z G, LI X C. Analysis of cold-tolerant characters of winter rape roots in northern arid-cold area., 2014(6): 250-255. (in Chinese)

[36] CHEN Y, JIANG J F, CHANG Q S, GU C S, SONG A P, CHEN S M, DONG B, CHEN F D. Cold acclimation induces freezing tolerance via antioxidative enzymes, proline metabolism and gene expression changes in two chrysanthemum species., 2014, 41(2): 815-822.

[37] ZHANG X Z, WANG K H, ERVIN E H, WALTZ C, MURPHY T. Metabolic changes during cold acclimation and deacclimation in ?ve bermudagrass varieties: I. Proline, total amino acid, protein, and dehydrin expression., 2011, 51: 838-846.

[38] 蘇李維, 李勝, 馬紹英, 戴彩虹, 時振振, 唐斌, 趙生琴, 蒲彥濤. 葡萄抗寒性綜合評價方法的建立. 草業學報, 2015, 24(3): 70-79.

SU L W, LI S, MA S Y, DAI C H, SHI Z Z, TANG B, ZHAO S Q, PU Y T. A comprehensive assessment method for cold resistance of grape vines., 2015, 24(3): 70-79. (in Chinese)

[39] 閆彪. 甘藍型油菜響應低溫脅迫的差異蛋白質組學分析[D]. 鄭州: 鄭州大學, 2012: 21-30.

YAN B. Differential proteomics analysis ofL. in response to low temperature stress [D]. Zhengzhou: Zhengzhou University, 2012: 21-30. (in Chinese)

[40] WAALEN W M, STAVANG J A, OLSEN J E. The relationship between vernalization saturation and the maintenance of freezing tolerance in winter rapeseed., 2014, 106(1): 164-173.

[41] 孫萬倉, 侯獻飛, 楊剛, 劉自剛, 曾秀存, 武軍艷, 方彥, 李學才, 郭仁迪. 一種利用高溫誘導鑒定白菜型冬油菜抗寒性的方法: 中國, CN104982173A, 2015-10-21.

SUN W C, HOU X F, YANG G, LIU Z G, ZENG X C, WU J Y, FANG Y, LI X C, GUO R D. Method for identifying cold resistance of winter rapeseed by using high temperature induction: China, CN104982173A, 2015-10-21. (in Chinese)

[42] ARMATRONG J J, TAKEBAYASHI N, SFORMO T, WOLF D E. Cold tolerance in., 2015, 102: 439-448.

[43] PEIXTO M M, FRIESEN P C, SAGE R F. Winter cold tolerance thresholds in field-grown Miscanthus hybrid rhizomes., 2015, 66: 4415-4425.

[44] 張龍龍, 楊明明, 董劍, 趙萬春, 高翔, 陳冬陽. 三個小麥新品種不同生育階段抗旱性的綜合評價. 麥類作物學報, 2016, 36(4): 426-434.

ZHANG L L, YANG M M, DONG J, ZHAO W C, GAO X, CHEN D Y. Comprehensive analysis of drought resistance of three new wheat cultivars at different growth stages., 2016, 36(4): 426-434. (in Chinese)

[45] 羅俊杰, 歐巧明, 葉春雷, 王方, 王鏞臻, 陳玉梁. 重要胡麻栽培品種的抗旱性綜合評價及指標篩選. 作物學報, 2014, 40(7): 1259-1273.

LUO J J, OU Q M, YE C L, WANG F, WANG Y Z, CHEN Y L. Comprehensive valuation of drought resistance and screening of indices of important flax cultivars., 2014, 40(7): 1259-1273. (in Chinese)

[46] 羅耀, 席嘉賓, 譚筱弘, 張巨明. 9種暖季型草坪草耐陰性綜合評價及其指標的篩選. 草業學報, 2013, 22(5): 239.

LUO Y, XI J B, TAN X H, ZHANG J M. Evaluation of shade tolerance of nine warm-season turfgrass and selection of their shade tolerant indices., 2013, 22(5): 239. (in Chinese)

[47] 孫萬倉. 北方旱寒區冬油菜栽培技術. 北京: 中國農業出版社, 2013.

SUN W C.. Beijing: China Agriculture Press, 2013. (in Chinese)

[48] 孫萬倉. 北方冬油菜北移與區劃. 北京: 科學出版社, 2016.

Sun W C.. Beijing: science press, 2016. (in Chinese)

[49] 孫萬倉, 曾秀存, 劉自剛, 楊剛, 方彥, 武軍艷, 李學才. 輪回選擇對白菜型冬油菜抗寒性及經濟性狀的影響. 中國油料作物學報, 2015, 37(4): 443-452.

SUN W C, ZENG X C, LIU Z G, YANG G, FANG Y, WU J Y, LI X C. Effects of recurrent selection on cold tolerance and economic traits of., 2015, 37(4): 443-452. (in Chinese)

[50] 楊曉光, 劉志娟, 陳阜. 全球氣候變暖對中國種植制度可能影響: Ⅵ. 未來氣候變化對中國種植制度北界的可能影響. 中國農業科學, 2011, 44(8): 1562-1570.

YANG X G, LIU Z J, CHEN F. The possible effects of global warming on cropping systems in China: Ⅵ. Possible effects of future climate change on northern limits of cropping system in China., 2011, 44(8): 1562-1570. (in Chinese)

[51] 王栓全, 劉冬梅. 甘藍型油菜北移的栽培技術. 作物雜志, 1995(1): 20-21.

Wang S Q, LIU D M. Cultivation techniques ofL.., 1995(1): 20-21. (in Chinese)

Comprehensive Assessment on Cold Tolerance of the Strong Winterus L. Cultivated in Northern China

PU YuanYuan, ZHAO YuHong, WU JunYan, LIU LiJun, BAI Jing, MA Li, NIU ZaoXia, JIN JiaoJiao, FANG Yan, LI XueCai, SUN WanCang

(College of Agronomy, Gansu Agricultural University/Gansu Provincial Key Laboratory of Arid Land Crop Sciences/Gansu Research Center of Rapeseed Engineering and Technology/Key Laboratory of CropGenetics Improvement and Germplasm Enhancement of Gansu Province, Lanzhou, 730070)

【】In this study, the cold tolerance of twelve strong winter, which planted in northern China, were compared. The degree of cold tolerance was clearly classified by three identification methods. It provides a scientific and reliable identification method and varieties (lines) with strong cold tolerance, for improvement ofin northern China【】 Twelve strong wintervarieties (lines) were used as the materials.In order to compare and analyze the difference of cold tolerance among these materials, we observed the morphology of seedlings before overwintering, recorded statistical overwintering rate and calculated the lethal temperature (LT50), meanwhile, measured physiological indexes, and analyzed the relationship among cold tolerance, vernalization rate and the differences ingrowth stages after sowing in early spring. Then, we used LT50, subordinate function and comparison of vernalization differences, respectively, to clarify the cold tolerance classification of twelve. 【】The overwinteringsurvival rate of materials in Tianshui area (34°60′N, altitude 1 084-1 650 m) was 92.1%-97.8%. However, the overwinteringsurvival rate decreased rapidly after moving to Lanzhou (36°73′N, altitude 1 517 m) and Shangchuan (36°03′N, altitude 2 150 m), the overwinteringsurvival rate was 0-14.4%, (plastic film mulch) and 36.0%-78.6% (plastic film mulch) respectively.The strong winterlines ‘16TS 309-4, 16TS 306-3, 16TS 309-10, 15NS 45-4, 2016 8(G) and 2016TSG (10)’ which were new bred by Gansu Agricultural University could survive over winter, with the average overwinteringsurvival rate of 10.2%-14.4%.Before overwintering, the seedlings of these new materials tended to prostrate growth, the colors of heart leaves and young stems were yellow-green or purple, the color of leaves was dark green, the accumulation of underground dry matter was greater than aboveground dry matter, and the root shoot ratio increased which was between 0.23 to 0.95, with a significant difference (＜0.05). Under cold stress, leaves kept relatively high enzyme activity of super oxide dismutase (SOD), peroxidase (POD) and catalase (CAT), moreover, the high content of soluble protein (SP), soluble sugar (SS) and free proline (Pro) was detected, and LT50was relatively lower (range from -13.4℃ to -5.7℃). In the field experiment, twelve winter rapeseeds were sowed in early spring, the results have shown that the vernalization rate was between 4.05% and 87.65%, and ‘2016TS (G) 10’ was the lowest one. However, ‘2016TS (G) 10’ not only has the lowest vernalization rate (4.05%), but also the average plant height (10.77 cm), the average blot height of plants in the not budding stage (10.50 cm) and the average blot height of plants in budding stage (17.10 cm) were all the lowest one. Correlation analysis showed that the vernalization rate was significantly positively correlated with the average plant (bolt) height, the proportion of mature plants and LT50, with2of 0.90-0.96, and significantly negatively correlated with overwintering survival rate, LT50, comprehensive evaluation value (D), CAT, POD and SP, with2of-0.96--0.63.【Conclusion】In northern China, sowing winter rapeseeds in the early spring, according to the difference of vernalization rate, growth stage and average plant (blot) high, the cold tolerance of winter rapeseeds were evaluated. The seven new lines ofs bred by Gansu Agricultural University showed strong cold tolerance, could over winter in the area of 36°03′N, altitude 2 150 m, and the cold tolerance was significantly strong than Tianyou 14, Tianyou 2288 (bred by Tianshui Agricultural Science Research Institute) and Xinyou 23 (bred by Xinjiang Academy of Agricultural Sciences), that is an essential germplasm resource with strong cold tolerance forbreeding in northern China.

L.; overwintering survival rate; LT50; vernalization rate; assessment of cold tolerance

10.3864/j.issn.0578-1752.2019.19.002

2019-04-19；

2019-05-30

國家現代農業產業技術體系（CARS-12）、國家“973”計劃（2015CB150206）、科技部項目（2016YFD0101300）、甘肅省重大專項（17ZD2NA016-4）、甘肅省現代農業產業技術體系（GARS-TSZ-1）

蒲媛媛，E-mail：vampirepyy@126.com。

孫萬倉，E-mail：18293121851@163.com

（責任編輯 李莉）