抗寒馴化對果桑低溫半致死溫度的影響

曲躍軍，杜人杰，張翼

（黑龍江省林業科學院牡丹江分院，黑龍江牡丹江157009）

果桑屬于桑科（M raceae）桑屬（Morus），又名桑椹，營養豐富，口味鮮美，具有極其豐富的營養和醫療保健功能，果桑作為一種新型產業，表現出良好的發展勢頭[1]。果實除鮮食外，可加工成罐頭、果汁、酒、茶及作為各種食物的佐劑和添加劑，應用極其廣泛。果桑適應性好，抗性較強，生長快速，結果早，效益高，果實美觀，采摘期長，效益75萬~90萬元/h m2[2]。黑龍江省地域遼闊，擁有優質的土地資源，但是冬季寒冷，低溫制約了果桑經濟在黑龍江產區的發展。

電導法是鑒定植物抗寒性的重要方法，通過采用Logistic方程擬合相對電導率求得低溫半致死溫度來對抗寒性進行預測已廣泛應用于多種經濟樹種，如蘋果、洋梨、蓮霧等[3]。用低溫半致死溫度來評價及預測植物品種抗寒性在寒地引種過程中十分可靠，根據低溫半致死溫度可對欲引種的種質資源、引種地選擇進行預判，節省精力、縮短馴化年限，大幅度提高寒地育種效率。該試驗在對黑龍江省低緯度地區引種成功的4個果桑品種進行了5年寒地馴化基礎上[2]，測定了它們的低溫半致死溫度，通過分析寒地馴化前后低溫半致死溫度的變化，驗證寒地馴化是否增強了果桑的抗寒性，以期為黑龍江省高緯度高寒地區果桑寒性鑒定、雜交育種的資源篩選及引種栽培提供理論基礎和實踐依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于黑龍江省牡丹江市穆棱地區，具體情況參照杜人杰等[4]的說明。

1.2 材料來源

供試材料為休眠期的果桑枝條，4份果桑種質資源分別為‘安椹’‘白玉王’‘遼5’‘紅果2號’。2015年春季扦插試材于試驗地，常規管理，樹勢良好。

1.3 試驗方法

2020年11月取4個果桑品種長勢相近的1年生休眠枝條。取材后，自來水沖洗干凈，再用去離子水沖洗2次，最后用吸水紙擦干。參照2015年曲躍軍等[2]果桑低溫半致死溫度測定方法，使用高低溫交變試驗箱對枝條進行低溫處理，分別設置16℃、-10℃、-20℃、-30℃、-40℃、-50℃6個溫度梯度。冷凍處理以4℃/h的速度降溫，達到設定溫度后，維持24 h，然后室溫（16℃）解凍。以16℃為對照（C K）。每個品種每個溫度水平重復3次。將處理過的枝條剪成0.2 c m的小段，稱重1.0 g，放入小三角瓶中，加入30 m L去離子水浸泡15 h，測定初電導率值（S1），三角瓶封口后沸水浴25 m in，冷卻后室溫測定終電導率值（S2）。以去離子水電導率Lck為對照，依據相對電導率×100%計算電解質外滲率y（%）。將處理溫度（t）作為自變量，枝條的相對電導率（y）作為因變量，繪制相對電導率隨溫度變化的散點圖，并與L o g istic方程模型進行擬合，其中x為冷凍梯度溫度（℃），a為電解質滲出率的飽和容量，b、k為方程參數。為確定b、k值，將方程進行線性化處理，轉化為y′與x的直線方程。通過回歸分析求得b、k值及擬合優度（R2），當R2（＞0.7）結果顯著時，測定果桑低溫半致死溫度，將此次求得的低溫半致死溫度與5年前低溫馴化前的低溫半致死溫度做對比分析。

所有數據采用Excel2010和Origin Pro19.0處理。

2 結果與分析

2.1 處理溫度對果桑枝條細胞膜透性的影響

4個品種果桑枝條的相對電導率隨著溫度降低而出現增高的趨勢，但并不呈線性增加，而呈“S”型曲線增勢。由表1可知，在16℃~-8℃降溫過程中，4個果桑品種的電解質滲出率在13.19%~17.00%，變化不大，說明在此溫度范圍內形成的對應形狀冰晶對膜系統未造成明顯傷害，只發生了輕微可逆的膜損傷；當溫度在-8℃~-32℃時，電解質滲出率變化范圍為13.70%~67.21%，變化范圍非常大，說明在此降溫范圍內，細胞內形成的特定形狀的冰晶使膜系統發生了極嚴重且不可逆的損傷；當溫度從-32℃降到-40℃時，相對電導率變化范圍為51.33%~68.82%，變化幅度不大，說明冰晶已經徹底破壞膜系統，細胞功能喪失，細胞死亡。

表1 不同低溫脅迫后4個果桑品種枝條相對電導率 %

2.2 Logistic方程擬合及低溫半致死溫度（LT50）分析

由表2可知，擬合的L o g istic方程擬合優度（R2）介于0.872 66～0.907 34，均大于相關系數顯著性臨界值0.708 4，說明L o g istic方程擬合效果好，模型選擇正確，預測結果較真。經過5年寒地低溫馴化，‘安椹’LT50降低了4.74℃，‘白玉王’LT50降低了4.57℃，‘遼5’LT50降低了5.19℃，‘紅果2號’LT50降低了5.65℃，LT50降低幅度均在5℃左右，說明不同品種的果桑經過寒地低溫馴化均可以增強抗寒性，低溫馴化使膜系統更加堅韌，不易被冰晶破壞。

表2 4個品種果桑相對電導率回歸方程及低溫半致死溫度（LT50）

3 結論

該研究對黑龍江省低緯度地區引種成功的4個果桑品種（‘安椹’‘白玉王’‘遼5’‘紅果2號’）進行了5年寒地馴化，測定了它們枝條組織隨溫度變化的相對電導率，擬合L o g istic方程后，運算出這4個果桑品種的LT50，通過分析低溫馴化前后LT50的變化規律，推測寒地馴化過程中果桑抗寒性的變化進程，以期為黑龍江省更高緯度的高寒地區果桑寒性鑒定、雜交育種的資源篩選及引種栽培提供理論基礎和實踐依據。