洋梨枝條的低溫半致死溫度

摘 要：為了鑒定紅巴梨等6個洋梨及3個具洋梨親本的雜種后代的抗寒能力，取其1 a生苗為試材，進行-20、-25、-30、-35、-40、-45℃低溫處理，用電導法配合Logistic方程，求得拐點(LT₅₀)，即半致死溫度，并與自然氣候條件下的凍害級別進行相關比較。測得的電解質滲出率呈典型的S型曲線，與相應的低溫呈極顯著負相關；舉定出供試品種的抗寒力；半致死溫度與田間凍害級別相關程度達極顯著水平。

關鍵詞：洋梨；半致死溫度；抗寒力

中圖分類號：S661．2 文獻標識碼：A 文章編號：1009-9980(2007)04-529-04

試驗選用的紅巴梨等9個洋梨品種在遼寧省都很有發展潛力，但遼寧省各地氣候各異，冬季南北最低溫差可超過15℃。為了給生產開發提供科學依據，必須對這些品種進行抗寒鑒定。電導法測定果樹耐寒性具有快速、簡易、準確性高等特點，已廣泛應用于蘋果、葡萄、李、櫻桃、扁桃和柑橘等樹種。孫秉鈞等、陳長蘭等、王震星等、李玉梅等用電導法鑒定了102個梨品種的抗寒性。但對紅巴梨等6個洋梨及3個具洋梨親本的雜交種，基本沒有研究過。本試驗利用Logistic方程，求出各品種的低溫半致死溫度高低順序，然后與田間凍害發生級別比較，以驗證其準確性。

1 材料和方法

1．1 材料

試材有洋梨系的紅茄梨(Starkrimson)、紅巴梨(Red Bartlett)、巴梨(Bartlett)、茄梨(c2app's fa-vorite)、紅安久梨(Red D'anjou)、伏茄梨(Beurre gif－fard)和具洋梨親本的明珠梨(Pearl)、八月紅梨(Bayuehong)及五九香梨(Wujiuxiang)。試材均取自遼寧省果樹科學研究所(營口熊岳城)梨試驗區。2005年1月份，取生長勢相近的1 a生苗頂部長約30 cm的枝條進行低溫冷凍處理。2001年1月，遼寧出現50年不遇的低溫，5月份田間1年生苗進行凍害調查。冷凍采用三洋牌超低溫冰箱，控溫精度±1℃。

1．2 方法

將采集的枝條依次用自來水、蒸餾水和重蒸餾水沖，洗紗布擦干后，每品種枝條分成7組，每組10條，留下其中1組，在室溫下測定其電導率作為對照(CK)。其余6組放入低溫冰箱中，分別做降溫處理，參照孫秉鈞等、陳長蘭等、王震星等的試驗設計，將低溫處理溫度定為-20、-25、-30、-35、-40、-45℃：冷凍時溫度下降幅度和解凍時的溫度回升幅度都為4 ℃／h，冷凍到達所處理的溫度后，處理溫度維持時間為12 h，然后解凍。

取冷凍枝條中間部分切成等長的小段，每處理分別稱取5 g，放入100 mL的三角瓶中，加入40 mL重蒸餾水，在室溫下浸提10 h，搖勻后用DDS-11型電導儀測出電導率(R)，以代表低溫處理的電解質滲出量。再將其放入蒸鍋中蒸30 min后．同樣在室溫下浸提10 h，測得枝條殺死后電導率(R_o)，以代表處理材料的原生質膜全部破壞后所滲出的電解質的總量。重復3次。

根據仝月澳等，將在不同溫度下測定的電導率分別乘以相應的校正值。

按張憲政等介紹的方法計算出相對電解質滲出率，即細胞傷害率：

細胞傷害率(％)=(R-CK)／(R_o-CK)×100。

轉換細胞傷害率(y')=(k－y)／y。

Logistic方程：y=k／(1+ae_-bt)，其中y為實測細胞傷害率，τ代表冷凍溫度k為細胞傷害率的飽和容量，由于本試驗的細胞傷害率消去了本底干擾。因而k值為100。a，b為方程參數。為了確定a，b的值，將Logistic方程轉化為ln(k-y)／y=lna-bt，令y'=ln(k-y)／y，則變成轉化細胞傷害率(y')與處理溫度(τ)的直線方程。通過直線回歸的方法求出a，b值及拐點溫度即半致死溫度。

田間凍害分級標準：

0級：沒有凍害。

1級：1年生枝髓部變褐、木質部及皮層完好。

2級：髓部變黑、木質部、皮層變褐。

每品種選10株苗調查凍害級別，取平均值。

用DPS軟件分析相關系數。然后查費雪氏相關系數顯著測驗表，確定顯著水平。

2 結果與分析

2．1 不同低溫的電解質滲出率變化

試驗結果表明：隨著處理溫度的降低，各供試品種的電解質滲出率不斷升高，處理溫度與電解質滲出率之間呈極顯著負相關，相關系數為-0.8871～-0.9714，但上升的速度并不均勻(圖1)。處理溫度在-20 ℃和-25 ℃之間，多數品種電導率略有上升，紅巴梨、茄梨和五九香的電導率稍有下降，這可能是初遇低溫時的自我保護反應。9個品種電導率總體平均上升1.77％；處理溫度降至-30℃時，所有品種的電導率都急驟上升，平均上升了29.36％，說明細胞電解質滲出較多，細胞膜受到的不可逆傷害加劇。處理溫度達-35 ℃時，電導率上升變慢，平均上升了18.65％；而處理溫度降到-40 ℃時，電導率上升明顯變緩，平均只上升了4.15％，其中巴梨的電導率不但沒上升，還略有下降。當處理溫度達-45 ℃時，電導率上升幅度很小，平均只有1.19％；紅巴梨、巴梨和五九香都呈下降的趨勢。在試驗低溫范圍內，細胞傷害率隨處理溫度的降低呈典型的“S”型變化。

2．2 半致死溫度的比較

應用Logistic方程計算出供試品種半致死低溫溫度。結果表明：純洋梨品種紅茄梨、紅巴梨、巴梨、茄梨、紅安久梨和伏茄梨半致死溫度為36.5537.91 ℃，抗寒性較接近。而具洋梨親本的雜交后代抗寒能力變化較大，明珠梨抗寒性低于純洋梨，而八月紅梨和五九香梨抗寒能力高于純洋梨(表1)。可見通過雜交可明顯改變洋梨后代的抗寒性。

2．3 室內冷凍與室外凍害程度相關性分析

2001年1月，遼寧出現了50年不遇的大凍害，遼寧省果樹所(熊岳城)試驗區內出現了-31℃的低溫，本試驗采用的9個梨品種的1年生苗發生了0.20-0.50級凍害(表2)。通過相關性測定，田間凍害級別與室內冷凍試驗得出的枝條半致死溫度呈高度相關，相關系數為0.7141(P_0.050.6664)，達顯著水平，表明電導法測定梨樹枝條抗寒力是比較可靠的。

田間自然溫度達-31℃，接近室內所測的半致死溫度，但田間供試品種的苗木并沒有發生嚴重的凍害，表明在自然條件，梨枝條抗寒能力相對高于室內離體狀態。

3 討論

隨著溫度降低，植物細胞膜選擇透性逐漸改變或喪失，細胞內物質大量外滲，外滲電導值變化的總趨勢是升高的。試驗中低溫處理初期紅巴梨、茄梨和五九香電解質滲出率出現下降的現象。孫秉鈞等與高愛農等分別在大香水梨和錦紅、新喬納金蘋果上發現了同樣的現象。高愛農等解釋逆境傷害的初期或輕度傷害(亞致死劑量)時，普遍有一個外滲電導值下降或沒有明顯變化的階段，這就是植物的自我保護功能。

細胞傷害率隨處理溫度的降低呈典型的“S”型變化．這與前人試驗結果相吻合。陳長蘭等曾用電導法測過伏茄梨和五九香梨的抗寒性，認為前者抗寒力中等，后者抗寒力強，與本試驗結果一致。洋梨雜種后代抗寒力明顯改變，表明洋梨可選用抗寒力較強的親本做雜交，以改良其抗寒能力，這與陳長蘭等的結論相同；田間梨枝條抗寒性比室內離體情況下更強，表明梨苗在自然條件下比離體狀態的抗寒力強。

4 結論

電解質滲出率與處理溫度呈顯著負相關，細胞傷害率隨處理溫度的降低呈典型的“s”型變化。供試的9個梨品種半致死溫度為-34.5～-39.1℃，抗寒力從高到低的順序為：明珠梨、紅茄梨、紅巴梨、巴梨、茄梨、紅安久梨、伏茄梨、八月紅梨、五九香梨。田間凍害級別與室內冷凍半致死溫度呈極顯著正相關。