5個(gè)蘋果矮化砧木抗寒性研究

何平 李林光 王海波 常源升

摘要：本研究以M26、M9T337、71-3-150、60-160、BP 5種蘋果（?Malus?）矮化砧木的一年生枝條為試材，通過(guò)低溫處理，測(cè)定不同砧木枝條的相對(duì)電導(dǎo)率、可溶性糖和丙二醛含量及SOD、POD活性。結(jié)果表明：砧木的抗寒性與可溶性糖含量呈正相關(guān)，與丙二醛含量、相對(duì)電導(dǎo)率和SOD、POD活性呈負(fù)相關(guān);?71-?3-150、60-160和BP砧木抗寒性較強(qiáng)，M26和M9T337抗寒性較弱。

關(guān)鍵詞：蘋果;矮化砧木;抗寒性

中圖分類號(hào)：S661.1??文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A??文章編號(hào)：1001-4942（2019）01-0042-04

Study on Cold Resistance of Five Apple Dwarf Rootstocks

He Ping， Li Linguang， Wang Haibo， Chang Yuansheng

（Shandong Institute of Pomology， Taian 271000， China）

Abstract?The study was carried out with one-year-old branches of five apple dwarf rootstocks including M26， M9T337， 71-3-150， 60-160 and BP as materials. Under different low temperature treatments， the rootstock relative electrolyte leakage， the contents of soluble sugar and malondialdehyde （MDA） and the activities of superoxide dismutase （SOD） and peroxidase （POD） were determined. The results showed that the cold resistance of rootstocks had positive correlation with soluble sugar content， but had negative correlation with MDA content， relative electrolyte leakage， SOD and POD activities. The cold resistance of 71-?3-?150， 60-160 and BP rootstocks was stronger， while that of M26 and M9T337 was weaker.

Keywords??Apple; Dwarf rootstocks; Cold resistance

矮化密植栽培是目前世界上蘋果生產(chǎn)發(fā)展的趨勢(shì)，利用矮化砧木是實(shí)現(xiàn)矮化密植栽培的主要途徑[1]。不同矮化砧木的抗性，特別是抗寒性差異很大，選擇不當(dāng)將會(huì)產(chǎn)生極大損失。我國(guó)北方蘋果產(chǎn)區(qū)冬季低溫，選擇既抗寒又矮化的蘋果砧木，對(duì)發(fā)展北方蘋果矮化密植栽培具有重要意義。

為促進(jìn)矮化栽培，我國(guó)先后從國(guó)外引進(jìn)M系和MM系等矮化砧木應(yīng)用于生產(chǎn)，但這些砧木抗寒性較差，適應(yīng)能力具有一定局限性，特別是在我國(guó)北方蘋果產(chǎn)區(qū)，常有不同程度的凍害發(fā)生。近年來(lái)，科研工作者在蘋果矮化抗寒砧木方面進(jìn)行過(guò)一定研究[2， 3]，但仍較少。前人研究表明，蘋果[4]、葡萄[5]、櫻桃[6]等果樹枝條中的電解質(zhì)滲出率和丙二醛、抗氧化酶和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量與抗寒性密切相關(guān)。本研究以M26、M9T337和引自俄羅斯的71-3-150、60-160、BP矮化中間砧一年生成熟枝條為試材，通過(guò)低溫處理，檢測(cè)不同矮化砧木的相對(duì)電導(dǎo)率、可溶性糖和丙二醛含量、SOD和POD活性等抗寒指標(biāo)的變化，以明確各砧木的抗寒性，旨在選出適宜寒地蘋果生產(chǎn)應(yīng)用的矮化砧木，為選育和鑒定蘋果抗寒砧木提供理論依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?試驗(yàn)材料

供試蘋果矮化砧木為M26、M9T337和引自俄羅斯的71-3-150、60-160、BP，均種植于山東省果樹研究所天平湖實(shí)驗(yàn)基地。于2017年1月至2月選取長(zhǎng)勢(shì)基本一致、充分成熟、無(wú)病蟲害的1年生枝條，截取自基部第4個(gè)芽起保留約15個(gè)飽滿芽的枝段作為試驗(yàn)材料，后于山東省果樹研究所進(jìn)行處理。

1.2?試驗(yàn)處理

將采回的砧木枝條清洗干凈，石蠟封閉剪口，放入低溫保存箱中。箱中設(shè)-20、-25、-30、?-35、?-40℃ 5個(gè)處理溫度，以0℃為對(duì)照。為達(dá)到設(shè)定溫度，以4℃/h的降溫速度進(jìn)行降溫，后于設(shè)定溫度下保持12 h，之后以4℃/h升溫至0℃，保存2 h，然后室溫下放置12 h，以備檢測(cè)。每處理30個(gè)枝條。

1.3?測(cè)定指標(biāo)及方法

相對(duì)電導(dǎo)率用DDS-307型電導(dǎo)率儀測(cè)定，并用Logistic方程擬合，推導(dǎo)出砧木的半致死溫度[7];可溶性糖含量用蒽酮比色法測(cè)定;丙二醛含量用硫代巴比妥酸比色法測(cè)定;SOD活性用NBT法測(cè)定;POD活性采用愈創(chuàng)木酚比色法測(cè)定。

1.4?數(shù)據(jù)分析

利用Microsoft Excel 2010和SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及差異性比較。

2?結(jié)果與分析

2.1?不同低溫處理對(duì)砧木枝條相對(duì)電導(dǎo)率的影響[HT]

不同砧木枝條的相對(duì)電導(dǎo)率隨溫度的降低呈上升趨勢(shì)，與處理溫度呈明顯負(fù)相關(guān)。71-3-150、60-160和BP枝條的相對(duì)電導(dǎo)率較低，相互間差異不大，M26和M9T337則較高。在0℃至?-25℃?區(qū)間內(nèi)，不同砧木枝條相對(duì)電導(dǎo)率緩慢上升;在-25℃至-40℃區(qū)間內(nèi)急劇上升（圖1），這說(shuō)明此溫度范圍內(nèi)枝條組織已受到嚴(yán)重傷害，細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)大量外滲。

2.2?不同低溫處理對(duì)砧木枝條可溶性糖含量的影響

不同砧木枝條的可溶性糖含量隨溫度的降低而增加，且在 0℃～-30℃之間上升緩慢，在?-30℃～?-40℃之間則上升加劇。71-3-150、?60-?160和BP中可溶性糖含量上升速度顯著大于M26和M9T337，M26最小，且M26和M9T337的上升速度在-35℃以后有所下降（圖2）。

2.3?不同低溫處理對(duì)砧木枝條丙二醛含量的影響

不同砧木枝條丙二醛含量隨處理溫度的降低呈上升趨勢(shì)。其中，M26的丙二醛含量最高， M9T337次之，60-160和BP砧木相差不大，71-3-150含量較低，并在-35℃以后有所下滑（圖3）。

2.4?不同低溫處理對(duì)砧木枝條SOD活性的影響

不同砧木枝條SOD活性隨處理溫度的降低均呈先升高后降低的趨勢(shì)。71-3-150、60-160和BP的SOD活性顯著高于M26和M9T337砧木，且在-35℃時(shí)開始下降，而M26和M9T337砧木在-30℃開始下降（圖4）。

2.5?不同低溫處理對(duì)砧木枝條POD活性的影響

不同砧木枝條POD活性變化趨勢(shì)與SOD相似，均表現(xiàn)為先上升后下降。71-3-150、60-160、BP和M26在-35℃時(shí)POD活性達(dá)到最大值;而M9T337在-30℃時(shí)達(dá)到最大值。相同低溫處理下，71-3-150、60-160和BP的POD活性差異不大，保持較高水平，M26次之，M9T337最低（圖5）。

2.6?不同低溫處理與砧木枝條生理生化指標(biāo)的相關(guān)性

通過(guò)對(duì)蘋果不同矮化砧木枝條生理生化指標(biāo)的測(cè)定，并對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表1所示。M26的相對(duì)電導(dǎo)率和丙二醛含量最高，半致死溫度（LT?50?）也最高;BP的LT?50?為-37.242℃，其SOD和POD活性都較高，與71-3-150和?60-?160差異不顯著，與M26和M9T337差異達(dá)到極顯著水平。根據(jù)各生理指標(biāo)和酶活性判定砧木的抗寒性為BP >60-160>71-3-150 >M9T337>M26。

2.7?半致死溫度與不同溫度處理生理生化指標(biāo)的相關(guān)性分析

由表2可知，LT?50?與0℃～-40℃的可溶性糖含量呈正相關(guān)，與丙二醛含量、SOD、POD活性在0～-40℃呈負(fù)相關(guān);與可溶性糖含量在0、?-35℃?和-40℃時(shí)呈顯著正相關(guān)，與丙二醛含量在0℃和-40℃時(shí)呈顯著負(fù)相關(guān)，與SOD活性在-30℃和-35℃呈顯著負(fù)相關(guān)，與POD活性在0℃和-35℃呈顯著負(fù)相關(guān)。

3?討論與結(jié)論

抗寒性是蘋果抗性評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，果樹受低溫脅迫后，其生理生化發(fā)生復(fù)雜變化[8]。正確評(píng)價(jià)蘋果不同砧木的抗寒性，對(duì)蘋果產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展意義重大。低溫脅迫下，細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)大量外滲，從而引起電導(dǎo)率的變化，可以間接反映出材料抗寒性的大小，可應(yīng)用Logistic方程法推導(dǎo)出材料的半致死溫度，前人在柑桔[9]、杏[10]、蘋果[11]等果樹抗寒中已有研究。本試驗(yàn)得出俄羅斯的三個(gè)砧木71-3-150、60-160和BP抗寒性較強(qiáng)，M26和M9T337較弱。這一結(jié)果與前人研究結(jié)果基本相同。植物體中的SOD和POD是重要的調(diào)節(jié)酶，反映著植物抵御逆境能力的大小[12， 13]。本試驗(yàn)中不同砧木枝條的SOD和POD活性均隨著處理溫度的降低呈先上升后下降趨勢(shì)，并且71-3-150、60-160和BP的兩種酶活性均較M26和M9T337強(qiáng)。此結(jié)果與前人在葡萄[14]和李[15]上的研究相似，低溫可誘導(dǎo)SOD和POD活性增強(qiáng)，但溫度過(guò)低對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重傷害，導(dǎo)致酶活性降低或失活。

相對(duì)電導(dǎo)率、丙二醛和可溶性糖含量、SOD和POD活性等指標(biāo)在評(píng)價(jià)蘋果矮化砧木的抗寒性上具有一定可靠性。通過(guò)本研究結(jié)果可以看出，SOD活性與相對(duì)電導(dǎo)率呈正相關(guān)，與可溶性糖含量呈負(fù)相關(guān)，丙二醛含量與POD活性呈正相關(guān)。但本試驗(yàn)是在室內(nèi)通過(guò)人工降溫實(shí)現(xiàn)的，與自然條件還有一定差異，有待于進(jìn)一步田間試驗(yàn)確認(rèn)。

綜合分析可知，蘋果砧木抗寒性與可溶性糖含量呈正相關(guān)，與丙二醛含量、相對(duì)電導(dǎo)率和SOD與POD活性呈負(fù)相關(guān);71-3-150、60-160和BP砧木抗寒性強(qiáng)于M26和M9T337。

參?考?文?獻(xiàn)：

[1]原永兵， 劉成連， 王永章，等. 現(xiàn)代蘋果矮化密植栽培技術(shù)研究[J]. 落葉果樹， 2001， 43（6）： 1-6.

[2]趙同生， 趙國(guó)棟， 張新生， 等. 應(yīng)用恢復(fù)生長(zhǎng)法和組織褐變法比較幾種蘋果矮化砧木抗寒性[J]. 中國(guó)果樹， 2018 （3）： 23-25.

[3]卜慶雁， 周晏起， 許英武， 等. 蘋果抗寒性研究進(jìn)展[J]. 北方果樹， 2005 （2）： 1-4.

[4]楊鳳秋， 陳東玫， 趙永波， 等. 蘋果矮化砧木抗寒性比較研究[J]. 河北農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2011， 15（4）： 8-9.

[5]何偉， 艾軍， 范書田， 等. 葡萄品種及砧木抗寒性評(píng)價(jià)方法研究[J]. 果樹學(xué)報(bào)， 2015， 32（6）： 1135-1142.

[6]李勃， 劉成連， 楊瑞紅， 等. 櫻桃砧木抗寒性鑒定[J]. 果樹學(xué)報(bào)， 2006， 23（2）： 196-199.

[7]朱根海， 劉祖祺， 朱培仁. 應(yīng)用Logistic方程確定植物組織低溫半致死溫度的研究[J]. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 1986 （3）： 11-16.

[8]張福鎖. 環(huán)境脅迫與植物育種[M]. 北京： 農(nóng)業(yè)出版社， 1993：195-214.

[9]羅正榮， 章文才. 應(yīng)用Logistic方程測(cè)定柑桔抗凍力的探討[J]. 果樹科學(xué)， 1994， 11（2）： 100-102.

[10]王飛， 陳登文， 李嘉瑞. 應(yīng)用Logistic方程確定杏枝條低溫半致死溫度的研究[J]. 河北農(nóng)業(yè)技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)， 1998， 12（4）： 30-35.

[11]李翠紅， 張永茂， 馮毓琴， 等. 蘋果矮化砧木抗寒性的評(píng)價(jià)與比較[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2017， 30（5）： 1183-1188.

[12]殷麗麗， 李曉燕，劉修麗， 等. 幾種蘋果矮化砧木的抗寒性研究[J]. 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2011， 28（3）： 198-200，204.

[13]周碧燕， 陳杰忠， 季作梁， 等. 香蕉越冬期間SOD活性和可溶性蛋白質(zhì)含量的變化[J]. 果樹科學(xué)， 1999， 16（3）： 192-196.

[14]王麗雪， 李榮富， 張福仁. 葡萄枝條中蛋白質(zhì)、過(guò)氧化物酶活性變化與抗寒性的關(guān)系[J]. 內(nèi)蒙古農(nóng)牧學(xué)院學(xué)報(bào)， 1996， 17（1）： 45-50.

[15]朱立武， 李紹穩(wěn)， 劉加法， 等. 李抗逆性生理生化指標(biāo)及其相關(guān)性的研究[J]. 園藝學(xué)報(bào)， 2001， 28（2）： 164-166.