引入石河子地區的蘋果品種抗寒性檢測

摘要: 【目的】為了檢測引進蘋果品種在石河子的抗寒適應性，篩選出具有較好抗寒性的品種，【方法】以引入的21個蘋果品種為材料，選取蘋果品種的1 a枝條分別在4、-15、-20、-25、-30、-35 ℃下進行處理，測定其萌芽率、相對電導率及其logistic曲線并計算臨界半致死溫度（LT40）、脯氨酸、丙二醛、可溶性蛋白含量?！窘Y果】低溫誘導后‘國光’的發芽率顯著較高；‘艾達紅’、‘寒富’低溫誘導后相對電導率和半致死溫度都顯著較低；‘寒富’、‘貝拉’、‘澳洲青蘋’低溫誘導后脯氨酸、可溶性蛋白含量顯著較高；‘貝當’低溫誘導后丙二醛含量顯著較低。【結論】21個蘋果品種具有較強抗寒能力的有：‘寒富’、‘國光’、‘瑞林’、‘貝拉’、‘澳洲青蘋’；抗寒力較弱的品種有：‘老篤’、‘紅魁’、‘小黃’、‘甜麥’。

關鍵詞： 蘋果； 抗寒性； 相對電導率； 脯氨酸； 可溶性蛋白； 丙二醛

中圖分類號：Ｓ６６1．1 文獻標志碼：Ａ 文章編號：１００９－９９８０?穴２０12?雪０6－1010－０7

蘋果屬于薔薇科蘋果屬（Malus），為多年生落葉果樹。世界上蘋果屬植物約有35種[1]，主要分布在北溫帶，包括亞洲、歐洲和北美洲。中國原產有24個種[1-2]。目前，我國蘋果栽培面積、總產量、人均占有量與出口量均居世界第一[3]，在促進農民脫貧致富，改善農村經濟狀況，農業產業化方面起到了重大作用[4]。我國蘋果生產近10年來得到了快速發展[5]，新疆蘋果面積穩中有升，產量持續增長，但災害性天氣發生頻繁、管理粗放、科技支撐能力不足等嚴重影響著新疆蘋果產業的良性健康發展，北疆地區周期性凍害一直是當地蘋果產業發展的瓶頸[6]。

關于植物的抗寒研究有不少的報道，抗寒生理的研究認為電導率大小與植株的抗寒力呈負相關[7-8]，同時配以Logistic 方程擬合曲線，其拐點溫度可被認為是植物的半致死溫度，可以更好的區別出物種或品種之間的抗寒性差異[9-11]。在研究抗寒性的過程中，低溫脅迫對植物體的生理特性產生明顯的影響，細胞膜系統是低溫傷害的首要部位[12]，質膜的半透性改變或喪失從而使其透性增大[13]，作為細胞滲透調節物質游離脯氨酸[14]、丙二醛和可溶性蛋白含量等指標用作比較抗寒性的指標或被認為與抗寒性密切相關[15]。新疆北部屬于寒地蘋果產區，僅適宜一些抗寒力強的蘋果類栽培[16]，選擇抗寒性較強的品種對擴大蘋果經濟栽培產區具有重要意義。目前，關于蘋果的砧木抗寒[14，17]、蘋果品種生物學特性[18]研究很多，但對新疆引進蘋果品種抗寒適應性方面的研究報道卻不多。

本試驗通過人工模擬低溫環境的方法，對21個蘋果品種的1 a生枝條進行低溫誘導，并對蘋果枝條萌芽率、相對電導率、脯氨酸、可溶性蛋白、丙二醛含量等指標進行測定，為抗寒蘋果品種鑒定篩選和應用提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料

供試的21個蘋果品種栽植于石河子大學試驗站，均為5年樹齡且生長狀況一致。于2011年10月底采集枝條，每品種選取5株樹，取中部枝條，每樹采集5~6根生長健壯、粗細均勻一致的1 a生休眠枝條。21個品種及原產地見表1。

1.2 低溫處理

將采集供試品種1 a生枝條從基部第4芽開始選取保留有10個飽滿芽眼15 cm長的枝段，除去枝條表面污垢并且用塑料膜包好。每品種分5份，每份包括枝條15根，用干凈紗布包好放入塑料袋中，置于超低溫冰箱中人工冷凍處理。共設置-15、-20、-25、-30和- 35 ℃等5個低溫梯度，以4 ℃為對照。以4 ℃·h-1的速率降溫，到達設定溫度后保持6 h，取出置于4 ℃下保持12 h，待用于指標測定，測定時每品種均重復3次。

1.3 試驗方法

1.3.1 低溫枝條的恢復生長試驗 21個品種枝條在-4 ℃貯藏2個月，均達到一般品種低溫需冷量[16]，根據枝條的萌芽力測定，每個品種選取3根枝條，浸泡于水桶中，在恒溫溫室內（20 ℃左右）觀測發芽情況，一個月后統計萌芽率，判定恢復生長情況。

1.3.3 生理指標的測定 游離脯氨酸、可溶性蛋白含量及丙二醛活性的測定。每個指標取3根枝條，用去離子水沖洗干凈，避開芽眼，剪成3~5 mm的薄片，混合均勻，稱取0.5 g，充分研磨。游離脯氨酸量的測定采用茚三酮法，丙二醛含量的測定采用硫代巴比妥酸（ TBA）法方法，可溶性蛋白使用考馬斯亮藍G-250染色法。每個品種重復3次。

1.3.4 分析方法 運用SPSS17.0軟件進行相同溫度下不同指標差異顯著性分析，不同生理指標之間的相關性分析，依據相對電導率變化用SPSS17.0軟件計算半致死溫度。

2 結果與分析

2.1 不同低溫處理后蘋果品種枝條萌芽率的比較

隨著誘導溫度的降低21個蘋果品種枝條萌芽率差異顯著，選取代表性品種變化趨勢圖如圖1所示，蘋果品種低溫誘導后萌芽率顯著降低（以‘發現’為代表）。

另表2顯示，在對照4 ℃處理后，‘國光’、‘貝當’品種的萌芽率顯著較高；在-15 ℃至-30 ℃低溫誘導后品種之間萌芽率差異顯著，‘國光’、‘白卡維’萌芽率均相對較高。

2.2 不同低溫處理后蘋果品種枝條相對電導率的比較

2.4 不同低溫處理后蘋果枝條可溶性蛋白含量的變化

2.5 不同低溫處理后蘋果枝條丙二醛含量的變化

2.6 不同生理指標與相對電導率的相關性分析

3 討 論

植物的耐低溫機制相當復雜，衡量一個品種耐逆性不能單純用一兩個標準，而應從多個指標綜合進行評估[20]。本文比較引進不同蘋果品種的抗寒性，主要采用發芽率、相對電導率及其半致死溫度、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、丙二醛含量這些指標。本試驗結果表明蘋果枝條的相對電導率與丙二醛呈正相關，與脯氨酸、可溶性蛋白含量呈顯著負相關，研究結果與在杏[21]和早熟油桃[15]上的一致。蘋果抗寒指標相關性的研究報道很少，但本研究采用的脯氨酸相關性未達到極顯著水平，其原因可能是用于檢測抗寒性的指標本身就涉及復雜的生理過程，受多因素影響[7]。除相對電導率、半致死溫度作為傳統的抗寒指標具有相對可靠性，本研究結果顯示，可溶性蛋白亦可以作為鑒定蘋果抗寒性的相關指標。

本試驗在-20、-25 ℃部分品種發芽率較低可能是本試驗在人工模擬條件下與蘋果的自然越冬抗寒能力有一定的差異，選取的枝條粗度、成熟度、木質部充實程度等不可能完全均一也會影響比較結果[22]。

本研究低溫脅迫后，可溶性蛋白、丙二醛在21個品種中均顯一致性規律，而脯氨酸未顯一致性規律，可能是低溫脅迫后枝條的脯氨酸參與了蛋白質的合成或者被氧化[23]，在本試驗中生理指標出現“S”形變化趨勢，其原因可能是在-15 ℃左右的輕度低溫脅迫時，蘋果枝條較多滲透物質調節細胞滲透壓，防止細胞過度脫水而受傷害，當低溫超過蘋果枝條的半致死溫度后，蘋果的抗寒脅迫應激反應發生，此時，調節功能增強，內含物外滲量隨之降低。但在-30 ℃以下受到脅迫傷害后，調節功能減弱，滲透物質含量顯著增加。

4 結 論

通過進行低溫誘導，測定21個蘋果的萌芽率、相對電導率及其logistic曲線計算臨界半致死溫度、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、丙二醛含量，研究結果表明‘寒富’、‘國光’、‘瑞林’、‘貝拉’、‘澳洲青蘋’在石河子地區抗寒能力較好，可以引入。

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