低温胁迫下5个杏树品种的抗寒性研究

古力娜•阿拉山，阿尔斯兰

(1.新疆林业科学院，新疆 乌鲁木齐 830063；2.新疆农业大学，新疆 乌鲁木齐 830000)



低温胁迫下5个杏树品种的抗寒性研究

古力娜•阿拉山1，阿尔斯兰2

(1.新疆林业科学院，新疆 乌鲁木齐 830063；2.新疆农业大学，新疆 乌鲁木齐 830000)

以引进的‘玉杏’、‘红丰’、‘凯特’、‘红太阳’、‘大棚王’等5个杏品种1年生休眠枝为试材,经低温处理后，测定其相对电导率、可溶性糖、游离脯氨酸(Pro)含量、丙二醛(MDA)的含量，研究越冬枝条的抗寒性。结果表明：参试品种电解质渗出率、可溶性糖含量、丙二醛(MDA)含量和游离脯氨酸(Pro)含量均随着温度的降低而增高，同一低温胁迫下，不同品种间相对电解质渗出率、可溶性糖含量、丙二醛(MDA)含量和游离脯氨酸(Pro)含量不同，表明各品种间抗寒性差异显著。不同品种抗寒力排序为：‘玉杏’> ‘红丰’> ‘凯特’>‘红太阳’>‘大棚王’。

杏； 抗寒性 ；生理生化指标

杏(Armeniacavulgaris)是我国一种优良的果树品种，对荒漠干旱气候适应力强[1]。新疆果树面积排在第二，占新疆栽培果树面积的90%都分布于南疆；杏树先叶后花，杏花四月初开，当月落花，但是由于其花期短，休眠期短，极易受到晚霜的危害， 造成减产甚至绝收。2006—2007 年连续 2 年在新疆南疆地区冬季出现严重的冻害，大面积杏树花芽冻死，枝条抽干，导致杏树连续两年减产，个别杏园甚至绝产[2]。所以研究杏树枝条越冬情况和花果抗寒能力有重要的意义 。采用人工模拟低温胁迫研究植物抗寒性与生理生化指标的关系,并对抗寒性做出评价,是目前植物抗寒性研究的主要方法之一。本试验选择了 5个栽培品种,进行了越冬枝条的相关生理生化指标的测定研究，旨在为选择抗寒品种提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试的材料均取自新疆林科院玛纳斯试验苗圃引进品种‘玉杏’‘红丰’‘凯特’‘红太阳’‘大棚王’5个品种。树龄为 3 a ，选取中部(直径 1 cm 左右)生长良好长势基本一致的1年生休眠枝条试验材料。

1.2 方法

1.2.1 材料处理 将休眠枝条在采样地从积雪中取出，选取枝条上尽量有较多的芽，最好一个枝条上有6～10个芽。每个品系取50个枝条，将取下的材料在剪口处涂抹凡士林后装入塑料袋密封带回实验室。按品系贴上标签装入聚乙烯袋中，用湿纱布(捏住后纱布不能挤出水为标准)包裹材料，用保鲜袋放置0～4 ℃冰箱中保存，将枝条切成小薄片，每份取样1.0 g，保存备用。将各个胁迫温度和各个胁迫时间进行编号，便于后面的数据统计；试验品种为：红丰，大棚王、玉杏红、红太阳、凯特；试验样品于2013年1月12日采于林科院玛纳斯平原林场实验基地，采样当天温度-10 ℃；试验冷胁迫处理时间：降温和升温速度均为3 ℃•h-1,达到所需温度后持续处理12 h、24 h、36 h、48h。

将5个试验品种1年生枝条均分成5份，用干净纱布包裹放入塑料袋中，置于冰箱中保存备用。用梯度降温法,分组进行冷冻处理。降温和升温速度为3 ℃•h-1,冷冻温度分别为0、-25、-30、-35和-40 ℃,达到所需温度后持续处理12 h。

1.2.2 测定方法 相对电导率采用电导仪测定[3]; 可溶性总糖含量采用蒽酮比色法测定[4，5]；游离脯氨酸(Pro)含量采用茚三酮法[4，5]; 丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸法测定[4-6]。

1.2.3 低温胁迫下材料处理 通过低温试验箱模拟田间低温对实验材料进行低温胁迫处理，根据(2013年 )1月上旬的温度，设置梯度胁迫温度，胁迫处理设置为0、-25、-30、-35和-40 ℃ 5个处理。将待低温处理的材料放入高低温交变程控实验箱，-4 ℃•h-1速度自动降温，降到所设置温度后维持12、24、36、48 h 后，当天取出胁迫处理后的材料直接用于抗寒性测定。

1.2.4 数据处理 采用Excel2003和SPSS19.0软件分析实验数据。

2.结果与分析

2.1 杏树不同品种在低温胁迫下相对电导率变化

植物组织受到逆境伤害时，由于膜的功能受损或结构破坏，而使其透气性增大，细胞内各种水溶性物质包括电解质有不同程度的外渗，将植物组织浸入无离子水中，水的电导将因电解质的外渗而加大，伤害越重，外渗越多，电导度的增加也越大，故可用电导仪测定外渗的电导度增加值而得知伤害程度。

细胞膜结构易遭到破坏，导致溶质外渗，则植物抗寒性越差。反之抗寒性越强。对杏树不同杏品种低温处理后组织电解质渗出率增加的速率因品种而异。在-25 ℃低温胁迫时，与对照相比，红丰，红太阳、玉杏、大棚王和凯特的相对电导率增幅均较小，分别为30%、35%、31%、40%、34%，可看出在此温度下，对参试杏树各品种的影响相对小；在-30 ℃低温胁迫时相对电导率增幅均不明显；当低温-40 ℃及以下时，各品种的相对电导率≥69.5%，说明当温度降至40 ℃时，新疆重点推广的杏树品种均将遭受严重的冻害。

表1 杏树不同品种在低温处理后其相对电导率 %

2.2 杏树低温胁迫对可溶性糖含量的影响

可溶性糖是植物体内重要的渗透调节物质和能量物质。它不仅能够增加细胞内溶质浓度，降低细胞的冰点，还可缓冲细胞质过度脱水，保护细胞质胶体不致遇冷凝固，从而减少低温对细胞的伤害。5个优质杏品种经过低温胁迫处理后枝条中可溶性糖含量变化如图2所示，随着胁迫温度的下降，枝条中可溶性糖含量呈逐渐增高的趋势，但不同品种之间可溶性糖含量的变化各异。玉杏的可溶性糖含量变化最大，大鹏王的可溶性糖含量变化最小。

表2 杏树不同品种在在低温处理后其可溶性糖量 μg•g-1

2.3 低温胁迫对脯氨酸含量的影响

植物在正常条件下,游离脯氨酸含量很低,但遇到逆境时,游离脯氨酸便会大量积累,脯氨酸含量高的品种抗逆性较强,反之较弱[10]。5个优质杏品种经过低温胁迫处理后枝条中可溶性糖含量变化如表3所示，当胁迫温度由-25 ℃降为-30 ℃时，5个优质杏品种枝条中的脯氨酸含量变化不大。当胁迫温度低于-30 ℃时，5个优质杏品种枝条中的脯氨酸含量都开始增加，其中玉杏的脯氨酸含量曲线变化幅度较大，红太阳和大鹏王的曲线变化幅度比较平缓。胁迫温度为-45 ℃时，玉杏的脯氨酸含量增幅最大，增幅为373.548 3 ug•g-1，红太阳的脯氨酸含量增幅最小，增幅为73.548 3 ug•g-1。

表3 杏树不同品种在在低温处理后其脯氨酸含量 μg•g-1

2.4 低温胁迫对丙二醛含量的影响

丙二醛是膜脂质过氧化的产物,其含量的多少是膜脂质过氧化作用强弱的一个重要指标[11]。丙二醛含量高说明植物抗寒性弱，反之，则抗寒性强。低温胁迫下5个优质杏品种枝条中的MDA含量的测定结果见表4，可以看出5个优质杏品种的MDA含量均随着温度的降低而升高。大鹏王的丙二醛含量高于其他4个优质杏品种，增幅最大，增幅为1.604 9 mmol•g-1，玉杏的丙二醛含量始终处于较低的水平，增幅最小，增幅为1.062 9 mmol•g-1。从丙二醛的含量来看,5个优质杏品种中玉杏的抗寒性最强，大鹏王的抗寒性最弱。

表4 杏树不同品种在在低温处理后其丙二醛含量 mmol•g-1

3 结论与讨论

在植物抗寒性研究中，采用生态、形态、理化或生化的单一指标进行抗寒性鉴定，很难反映植物的抗寒实质。植物的生理过程是错综复杂的，植物的抗性受多种因素影响，利用各种指标对植物的抗寒性进行综合评价，克服单指标鉴定的不足，能较准确地反映植物的抗寒实质。因此，引进的杏树各品种自身的生物学特性，进行合理的栽培，以增强其耐低温能力。

本实验主要利用低温胁迫对细胞膜透性、膜脂氧化性、渗透调节物质等三方面的影响不同，得出的结论各不同；掌握5个优质杏品种的抗寒性，筛选抗寒性好的杏品种。

本研究结果表明，5个优质杏品种枝条的电解质渗出率、可溶性糖含量、脯氨酸含量、丙二醛含量与诱导低温达到显著相关水平。综上所述，5个优质杏品种的抗寒性强弱为：玉杏>红丰>凯特>红太阳>大棚王。

[1] 张加延,张钊. 中国果树志•杏卷[M]. 北京: 中国林业出版社,2003:1-16

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Cold Resistance of 5 Varieties ofArmeniacavulgarisunder Low Temperature Stress

Gulina•Alashan1,A Ersilan2

(1.Xinjiang Academy of Forestry Sciences,Urumqi 830063,China;2.Xinjiang Agricultural University,Urumqi 830000,China)

Taking introducedArmeniacavulgaris‘Yuxin’ ,Armeniacavulgaris‘Hongfeng’ ,Armeniacavulgaris‘Kaite’,Armeniacavulgaris‘Hongtaiyang’ &Armeniacavulgaris‘Dapengwang’ of five apricot varieties as materials,after treatment of low temperature,determination relative conductivity,soluble sugar,free proline (Pro) content,malondialdehyde (MDA) content,cold-resistance of overwintering branches were studied. Result shows that electrolyte leakage,content of soluble sugar content,malondialdehyde (MDA) and free proline (Pro) of varieties increase with the decrease of temperature. Under low temperature stress,relative electrolyte leakage,content of soluble sugar,malondialdehyde (MDA) and free proline (Pro) of various varieties are significant,which shows the cold resistance of various varieties are significant different. Different varieties of resistance Cold force sort:Armeniacavulgaris‘Yuxin’>Armeniacavulgaris‘Hongfeng’>Armeniacavulgaris‘Kaite’>Armeniacavulgaris‘Hongtaiyang’>Armeniacavulgaris‘Dapengwang’.

Armeniacavulgaris; cold resistance; physiological and biochemical indices

1005-5215(2016)10-0043-03

2016-08-23

新疆维吾尔自治区财政林业科技专项资金项目(2011-03)

古力娜•阿拉山(1968-)，女(哈萨克族)，新疆伊宁人，研究生，副研究员，现从事防沙治沙等方面研究.

阿尔斯兰，Email:nadyla007@126.com

S662.2

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2016.10.017