摘要:分別以金光杏梅、紅杏梅、風味玫瑰、味王、味啼及恐龍蛋等6個杏梅、杏李品種為試材,對不同品種枝條的抗寒生理特性進行了研究。結果表明,金光杏梅、紅杏梅及風味玫瑰的休眠枝自由水/束縛水含量的比值明顯高于味王、味啼及恐龍蛋;隨著處理溫度的降低,各品種枝條的相對電導率逐漸增大,增大的程度由大到小順序是風味玫瑰、紅杏梅、金光杏梅、恐龍蛋、味王、味啼;并且各品種枝條的脯氨酸及可溶性糖的含量也呈增加趨勢,其中味啼、金光杏梅、恐龍蛋增加的幅度大于風味玫瑰、味王和紅杏梅。研究結果初步表明,味啼、金光杏梅和恐龍蛋比風味玫瑰、味王和紅杏梅具有較強的抗寒性。
關鍵詞:杏梅;杏李;枝條;抗寒生理
中圖分類號:S662.4;S662.3;Q948.112+.2文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2008)07-0802-03
Study on Characteristics of Freezing-resistance in Branches of Different Plum and Pluntor Aprum Cultivars
LIU Zun-chun1,HUO Ze-chun2
(1. College of Garden, Henan Institution of Science and Technology, Xinxiang 453003, Henan, China;
2. Department of Horticulture, Huayu College of Henan Agricultural University, Shangqiu 476000, Henan, China)
Abstract:The physiological mechanism of freezing-resistance in plum and pluntor aprum was studied, with Jinguang plum, Hong plum, Fengweimeigui, Weiwang, Weiti and Konglongdan as materials. The results showed that the ratio of free water content to tied water in branches of Jinguang plum, Hong plum and Fengweimeigui during the dormancy was obviously higher than that of Weiwang, Weiti and Konglongdan. The relative conductances of the twigs were increased with the temperature decrearsing, the increasing degree from big to small was, Fengweimeigui, Hong plum, Jinguang plum, Konglongdan, Weiwang, Weiti. The proline and soluble sugar content in branches increased observably, and the change of Weiti, Jinguang plum and Konglongdan was larger than others. According to the results, Weiti, Jinguang plum and Konglongdan had better freezing-resistance.
Key words:plum;pluntor aprum;branch;freezing-resistance physiology
近年來,有關果樹抗寒生理[1,2]、種質資源的抗寒性鑒定[3,4]以及抗寒育種[5]等方面的研究取得了很大進展。杏梅(Prunus mume bunge cv.)、杏李(Prunus simonii Car.)是近幾年頗具發展潛力的核果類果樹,有關杏梅、杏李的研究多集中在生物學特征、果實生長發育規律及豐產栽培技術等方面,而針對其抗寒生理特性的研究尚未見報道。本試驗利用多種生理指標對6個杏梅、杏李品種的抗寒性進行了探討,旨在了解不同杏梅和杏李品種的抗寒個性,為其優質、高效栽培提供科學依據。
1材料與方法
1.1材料與處理
試驗于2006~2007年在河南科技學院果樹實驗室進行,采取金光杏梅、紅杏梅2個杏梅品種和風味玫瑰、味王、味啼及恐龍蛋等4個杏李品種的五年生樹體中上部外圍的一年生枝條為材料,各品種的枝條在樹體上的朝向和部位力求一致。將枝條剪成40 cm長的枝段,洗凈擦干后放于冰箱中(0~4℃)保存備用。在低溫冰箱內進行低溫處理,處理溫度梯度為:0℃(CK)、-5℃、-10℃、-15℃、-20℃、
-25℃、-30℃。降溫速度為4℃·h-1,達到目標處理溫度后維持12 h,然后升溫,升溫速度亦為4℃·h-1。
1.2測定方法
組織含水量采用烘干稱重法測定;枝條電解質滲透率采用DDS-307電導儀測定[6];枝條可溶性糖含量采用硫酸蒽酮比色法測定[6];枝條脯氨酸含量采用磺基水楊酸提取茚三酮顯色法測定[6]。
1.3數據處理
測定數據均采用Excel軟件和SPSS軟件進行統計分析。
2結果與分析
2.1不同杏梅、杏李品種枝條中組織含水量、自由水/束縛水含量比值的差異
從表1可以看出,金光杏梅、紅杏梅、風味玫瑰、味王、味啼及恐龍蛋等6個品種枝條中的組織含水量分別為48.0%、48.5%、44.6%、52.4%、55.5%、50.7%,不同品種之間的組織含水量稍有差異,但差異不明顯;然而不同品種之間自由水/束縛水含量的比值差異卻較大,其中味啼的自由水/束縛水含量的比值(0.45)最小,表明其抗寒性最強,味王、恐龍蛋、金光杏梅、紅杏梅、風味玫瑰的自由水/束縛水含量的比值逐漸增加,說明其抗寒能力依次降低。該結果與前人在杏[2]、柑橘[7]等果樹上的研究結果基本一致。
2.2不同杏梅、杏李品種枝條在低溫處理中相對電導率的變化
細胞膜是植物細胞內外物質和信息交流的界膜,具有選擇透性,任何對細胞膜的傷害都將導致膜透性的增大。在低溫脅迫條件下,杏梅、杏李各品種電解質滲出率變化的趨勢基本一致(表2),即隨著處理溫度的降低,傷害程度加重,各品種枝條的相對電導率均呈上升趨勢。開始上升較緩慢,自-10℃始出現急劇增加,說明低溫處理使細胞膜的受損程度加重。
2.3不同杏梅、杏李品種枝條在低溫處理過程中可溶性糖含量的變化
從表3可以看出,隨著處理溫度的降低,杏梅、杏李各品種枝條形成層中的可溶性糖含量逐漸增加,其中在-5℃和-10℃低溫處理下,可溶性糖的含量與對照相比變化不大。而從-15℃開始,枝條的可溶性糖含量迅速增加。在-30℃時,風味玫瑰、味王、紅杏梅、味啼、恐龍蛋、金光杏梅等品種依次增加了3.56,3.54,3.39,3.97,3.82,3.96倍,其抗寒能力由高到低的順序依次為:味啼>金光杏梅>恐龍蛋>風味玫瑰>味王>紅杏梅。這與前人在梨[8]、無花果[9]等果樹上的研究結果相一致。
2.4不同杏梅、杏李品種枝條在低溫處理過程中脯氨酸(Pro)含量的變化
由表4可見,隨著處理溫度的降低,杏梅、杏李各品種枝條形成層中的脯氨酸含量呈明顯上升趨勢。在-5℃和-10℃低溫條件下,各品種枝條中脯氨酸含量均緩慢增加,但從-10℃開始,枝條的脯氨酸含量急劇增加。其中金光杏梅的脯氨酸含量增加倍數為5.57倍,而紅杏梅的增加倍數僅為3.77倍,味啼、恐龍蛋、味王、風味玫瑰的脯氨酸含量增加倍數居中。由此說明,在低溫脅迫下,杏梅、杏李各品種能產生相對較多的可溶性糖和脯氨酸來提高其抗寒能力,不同品種抗寒能力由高到低的順序依次為金光杏梅>味啼>恐龍蛋>味王>風味玫瑰>紅杏梅。該結論與前人在葡萄[10]、樹莓[11]、櫻桃[12]上的研究結果相一致。
3討論
植物體內的水分有兩種存在狀態,即自由水和束縛水,自由水/束縛水含量比值的大小是衡量植物抗性的重要指標。一般植物組織中自由水/束縛水含量的比值越小,表明束縛水含量越高,植物抗性越強。本試驗發現在休眠期的杏梅、杏李枝條組織含水量差異不大,而自由水/束縛水含量的比值差異卻較大,這能從一定程度上反映出品種之間的抗寒性差異。
細胞膜是植物細胞內外物質和信息交流的界膜,具有選擇透性,任何對膜的傷害都將導致膜透性的增大。低溫對膜的傷害主要表現在膜透性的改變,導致細胞內物質大量向外滲透,因此低溫下的相對電導率能夠反映組織的受傷害程度和植物的抗凍性大小。在本試驗中,隨著處理溫度的降低,各品種的相對電導率逐漸增大,部分品種在-15℃時相對電導率急劇增加,-15℃以后各品種間差異較大,這種差異反映了品種間的抗性差異。
在逆境條件下,植物體內會積累大量的滲透調節物質,它們賦予植物滲透調節的能力。可溶性糖和脯氨酸是植物體內的兩種重要的滲透調節物質。可溶性糖的積累可以提高細胞滲透壓,從而增強保水能力,其含量與植物的抗寒性呈正相關。試驗中發現,隨著處理溫度的降低,杏梅杏李枝條形成層中的可溶性糖含量逐漸增加,但在-5℃處理下,可溶性糖含量與對照相比幾乎沒有變化;而隨后枝條的可溶性糖含量迅速增加,且抗性強的品種如味啼、金光杏梅、恐龍蛋等的可溶性糖含量增加量高,增加的幅度大。一般情況下植物體內脯氨酸并不多,經低溫脅迫后,脯氨酸含量迅速提高。本試驗中,隨著處理溫度的降低,杏梅杏李枝條形成層中的脯氨酸含量呈明顯增加趨勢,抗寒性越強的品種增加的倍數越高。
試驗表明,金光杏梅、紅杏梅及風味玫瑰的休眠枝自由水/束縛水含量的比值明顯高于味王、味啼及恐龍蛋;隨著處理溫度的降低,枝條的相對電導率、脯氨酸及可溶性糖含量呈明顯地增加趨勢,說明味啼、金光杏梅和恐龍蛋較其他3個品種具有較強的抗寒性。
參考文獻:
[1]王華,王飛,陳登文,等. 低溫脅迫對杏花SOD活性和膜脂過氧化的影響[J].果樹科學,2000,17(3):197-201.
[2]陳學森,沈洪波,張艷敏. 杏及櫻桃花器官凍害調查[J]. 園藝學報,2001,28(4):373.
[3]高志紅,章鎮,韓振海. 果梅種質枝條抗寒性鑒定[J]. 果樹學報,2005,22(6):709-711.
[4]宋洪偉,林鳳起.蘋果種質資源抗寒性鑒定評價[J]. 吉林農業科學,1998,22(3):86-89.
[5]沈洪波,陳學森.果樹抗寒性遺傳與育種研究進展[J]. 果樹學報,2002,19(5):292-297.
[6]趙世杰. 植物生理學試驗指導[M]. 北京:中國農業科技出版社,1998.
[7]林紹生, 張君析. 柑橘資源田間抗寒性調查研究[J]. 江西果樹,1996,10(3):3-15.
[8]沙廣利,郭長城,雎薇,等. 梨抗寒性遺傳的研究[J]. 果樹科學,1996,13(3):167-170.
[9]孫蕾,荀守華,王洪斌,等.無花果不同品種抗寒性研究初報[J].經濟林研究,1997,15(1):30-31.
[10]王家民,王連君,李亞東,等.自根葡萄栽培根系抗寒生理指標的測定分析[J]. 葡萄栽培與釀酒,1996,25(3):8-10.
[11]陳梅香,張玉平,許奕華.幾個樹莓品種抗寒性的研究初報[J].落葉果樹,2006,27(2): 6-8.
[12]李勃,劉成連,楊瑞紅,等.櫻桃砧木抗寒性鑒定[J]. 果樹學報,2006,23(2):196-199.