蓮霧不同種的低溫半致死溫度及抗冷適應性

摘 要: 以葉片和成熟枝條為試材，應用電導法測定蓮霧在不同低溫下細胞膜透性的變化，配合Logistic方程求出低溫半致死溫度（LT50），評價6個蓮霧種在不同降溫時期的抗冷性，及同一時期不同部位的抗冷性，并結合露地栽培越冬表現進行驗證。結果表明，在自然降溫過程中，6個蓮霧種的低溫半致死溫度均隨氣溫的下降而不斷降低，但下降幅度因種而異，1.69～2.97 ℃不等。6個種抗冷性由強到弱排序依次為水蒲桃>本地種>粉紅種>紫紅種>青色種>印度紅。2 a生枝條的抗冷力最強，明顯比葉片耐冷。冬季越冬表現與1月半致死溫度測定結果基本一致，表明半致死溫度可作為蓮霧抗冷性評價的一個可靠指標。長時間低溫加上霜凍，使露地栽培本地種、粉紅種、紫紅種的葉片和部分嫩梢受冷害，而印度紅、青色種不能越冬成活。

關鍵詞: 蓮霧； Logistic方程； 半致死溫度； 抗冷性

中圖分類號：Ｓ６６７ 文獻標識碼：Ａ 文章編號：１００９－９９８０ ２０12 ０2－0291－０5

LT50 and cold tolerance adaptability of Syzygiums amarangense during a natural drop in temperature

ZHANG Lü-ping，CAI Yong-qiang，JIN Ji-lin，CHEN Shou-yi，ZHONG jie

（Guizhou Fruit Institute，Guiyang，Guizhou 550006 China）

Abstract: In order to investigate the semi-lethal temperature（LT50） change for Wax-apple during the natural drop in temperature from autumn to winter， the changes of cell membrane permeability at different low temperature were studied with leaves and mature branches collected from Wax-apple species. The temperature of breakpoint was obtained on the basis of conductivity and Logistic equation. The cold tolerance of 6 Wax-apple species and different parts of Wax-apple were evaluated by LT50. The validity of LT50 in evaluating the cold tolerance of Wax-apple was proved by overwintering performance of open cultivation. The results showed that the LT50 temperature decreased with the drop in temperature， the change of LT50 was species-dependent， the decrease of LT50 varied from 1.69 to 2.97 ℃. The cold tolerance of 6 species decreased in the order of Shui putao， Native species， Pink species，Purplish red species，Cyan species and Ying duhong. The cold hardiness of biennial branch was stronger than that of shoot and leaf. Overwintering performance of open cultivation was overall in consistence with the result of the freezing test， which indicated that LT50 temperature was a credible indicator to evaluate the cold tolerance of Wax-apple. The leaves and a part of shoot of native species，pink species and purplish red species suffered cold， while Ying duhong and Cyan species could not survive under long-time low temperature with obvious frost.

Key words： Syzygiums amarangense； Logistic equation； Semi-lethla temperature（LT50）； Cold tolerance

蓮霧 （Syzygiums amarangense）系桃金娘科（Myrtaceae） 蒲桃屬植物，是熱帶水果，有特殊水果風味和很高的營養價值，具有潤肺、止咳、除痰、涼血等功能，尤適于糖尿病患者食用[1]；是臺灣著名農產品，單價高，經濟效益佳。受溫度影響，只能在我國臺灣、廣東、海南、福建、廣西、云南、貴州南部等熱量高的?。▍^）種植，而這些地區也存在冬季冷害和倒春寒的危害。因此，深入研究其在自然降溫過程中抗寒力的變化以及對低溫逆境的適應性，具有重要的理論與實踐意義。

通過測定植物的相對電導率并結合 Logistic方程求得植物半致死溫度，廣泛的應用于葡萄[2]、蘋果[3]、扁桃[4]、洋梨[5]等不同果樹的抗低溫研究，而至今未見在蓮霧植物上應用的有關報道。作者通過比較秋冬季自然降溫條件下蓮霧不同種枝條的低溫半致死溫度 （LT50）的變化規律及不同部位的LT50，探討了蓮霧不同種的抗冷適應性和抗冷能力，以期為推測蓮霧栽培的生態適宜區、抗冷品種的選育提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 材料

供試材料紫紅種、印度紅、粉紅種、青色種、本地種、砧木水蒲桃由貴州省果樹科學研究所提供，2008年8月定植于貴州省果樹研究所羅甸試驗站，常規管理。每種隨機選取5株，分別于2010年11、12月和2011年1月底的晴天在植株的不同方向和部位取樣 （取樣時間間隔30 d），測定相對電導率。

1.2 2010年11月至2011年2月貴州羅甸氣溫變化

貴州羅甸2010年11月至2011年2月的周平均氣溫及周最低溫度，及1952—2008年同期的周平均最低溫見圖1（來自于羅甸縣氣象局數據）。進入12月份至來年的1月底，該冬季的整個最低氣溫比自1952來年同期最低平均氣溫偏低4～6 ℃。該冬季羅甸的平均溫度為11.5 ℃，從2010年11月開始，溫度持續下降，12月中旬，受較強冷空氣影響，出現寒潮天氣，降溫幅度較大，12月18日出現第１次低溫3.9 ℃，1月18日出現年最低溫1.4 ℃，18—20日早上有明顯霜凍，2月上旬，氣溫快速回升，2月9日最高溫達23.8 ℃。

1.3 葉片和枝條電解質滲透率的測定

將乙醇置于密閉的容器于低溫冰箱（-20 ℃）中過夜，將其與室溫的酒精按不同的比例在保溫瓶內混合，得到以2 ℃為間隔的6個溫度梯度，2010年11、12月溫度梯度為 8、6、4、2、0、-2 ℃和-4 ℃，2011年1月溫度梯度為6、4、2、0、-2、-4 ℃和-6 ℃。經檢測各保溫瓶的保溫性能良好且一致，3 h內溫度變化在0.5 ℃內。

電解質滲透率測定: 取樹體不同方向和部位1 a生老熟枝條（春梢），自來水沖洗30 min后，用去離子水沖洗，濾紙吸干表面水分，剪成0.5 cm的小段，準確稱取2 g，共6份備用；取樹體不同部位功能葉，用1 cm直徑的打孔器打取360片葉圓片，用自來水沖洗30 min后，再用去離子水沖洗，然后用離心法甩去表面的水分，平均分成 6份備用。將葉樣和枝條放入乳膠套內，扎緊并系上重物分別放入保溫瓶內，3 h后取出，各加5 mL去離子水，測定電導率R0，于25～30 ℃溫度下放置6 h，測定其電導率R1，沸水浴15 min后測定其電導率R2，相對電導率=（R1-R0）/（R2-R0），重復3次。

不同部位的低溫半致死溫度的測定: 以紫紅種為例，分別取功能葉、1 a生秋冬梢、1 a生春夏梢、2 a生枝條，電解質滲透方法同上，重復3次。

1.4 Logistic方程和半致死溫度計算方法

抗寒研究中，相對電導率擬合 logistic回歸方程為: Y=K/（1+ae-bx），其中Y代表細胞傷害率，x代表處理溫度，K為細胞傷害率的飽和容量，a、b為方程參數。為了確定 a，b的值，將方程進行線性化處理，ln[（K-y）/y] =lna-bx，令 y1=In[（K-y）/y]，則轉化為細胞傷害率 （y1）與處 理溫度 （x）的直線方程。通過直線回歸的方法求得 a，b值及相關系數 R，半致死溫度LT50=In[（1/a）]/b[6]。

1.5 越冬表現觀察

存活率=存活數/果園內各個種的總數×100%。

落葉率: 11月底任選5株，每株的不同方向選取一主枝，記下葉總數量，掛牌，春季萌芽前檢查葉的數量，落葉率=（總葉數-保留葉數）/總葉數×100%。

枝條受冷害致死長度: 枝條頂部至萌芽部位，任選5株，每株的不同方向選取10根枝條，枝條受冷害致死長度=總合長度/50。

2 結果與分析

2.1 蓮霧相對電導率Logistic回歸模型的建立及低溫半致死溫度的變化

根據材料在不同溫度處理下的相對電導率求得的 logistic方程、相關系數及半致死溫度見表1。

以2010年 11月紫紅種和 2011年 1月砧木水蒲桃的相對電導率變化為代表 （圖 2），蓮霧不同種不同月份測得的相對電導率均隨著處理溫度的下降而上升，且呈明顯的 “S”型曲線，擬合度不同，“S”型略有不同。

由表1可知，自然降溫過程中，各品種的低溫半致死溫度隨氣溫的下降不斷降低，降低程度因種而異。2010年11月種間的差異較大，2010年12月和2011年1月種間的差異逐漸減小，反映出各種對低溫響應速度不同。其中水蒲桃從2010年11月底的1.65 ℃降底到2011年1月底的-1.32 ℃，降幅最大，為2.97 ℃；印度紅在2011年1月由于連續低溫和霜凍，未成功越冬，因此印度紅2011年1月的半致死溫度不能確定。由于各種在低溫鍛煉過程中抗冷性有不同程度增加，單一根據某一時期的抗冷性鑒定結果無法準確判斷各種的抗冷性。對抗冷鍛煉期間各種鑒定結果進行綜合評價，能將植物自身抗冷性及在抗低溫鍛煉過程中的表現結合起來獲得更可靠的鑒定結果。

多重比較結果顯示（表2），2010年11、12月和2011年1月各種的低溫半致死溫度平均值分別為2.38、1.22、-0.08 ℃，抗冷性的差異達到極顯著水平（P=0.01），說明低溫鍛煉顯著提高了蓮霧的抗冷性。根據3個月份測定的低溫半致死溫度來判斷各種的抗冷性，由強到弱的順序依次為水蒲桃>本地種>粉紅種>紫紅種>青色種>印度紅。

2.2 蓮霧葉片及枝條的低溫半致死溫度

葉片及不同成熟度的枝條耐低溫能力存在明顯差異，尤其是經過一個冬季低溫馴化的2 a生枝條。由表3可知2011年1月中旬，抗冷性由強到弱的順序依次2 a生枝條（0.32 ℃）>1 a生春夏梢（0.87 ℃）> 1 a生秋冬梢（1.05 ℃）>功能葉（1.80 ℃）。可見，隨枝條成熟度的增加其抗冷力不斷增加，這可能與枝條的粗細、及充實程度有密切關系。

2.3 蓮霧的越冬表現

由表4蓮霧2009、2010年度冬季的越冬表現，可知蓮霧不耐霜凍。如果出現明顯霜凍，露地栽培的印度紅無法越冬成活，紫紅種和粉紅種的葉片和部分秋冬梢會受冷害致死，3月份初成活植株大量萌芽，至5月底葉片老熟，樹冠茂盛。傅炳山[7]的研究指出，蓮霧在連續低溫或突來低溫（<7 ℃）后，氣溫回升時，造成大量的落葉落果，而該研究表明在2009年冬季最低溫為3.2 ℃，整個冬季<7 ℃的低溫累計達140 h，較耐低溫的粉紅種、紫紅種的落葉率僅為10%左右，并于3月中下旬萌發花芽；在最低溫為1.4 ℃，整個冬季<7℃的低溫累計達450 h的2010年冬季，薄覆蓋的紫紅種的落葉率為57.89%，有部分植株于5月初萌發花芽，可見在羅甸地區栽培蓮霧，經過自然降溫鍛煉后，抗低溫能力比臺灣地區強，但防霜害栽培對蓮霧安全越冬及來年春季開花結果非常重要。從蓮霧的越冬表現看，6個種的抗冷能力強弱為水蒲桃>本地種>粉紅種>紫紅種>青色種>印度紅。這與相對電導率的測定結果一致。

3 討 論

許多植物經過一段時間的非冰凍低溫適應后，抗寒能力提高，這種抗寒力的大小因植物種類而異。有研究發現，植物在冷馴化過程中，不僅細胞形態、組織結構、生理生化過程發生改變，而且許多受低溫調節的特異蛋白和mRNAs也被誘導表達，抗寒力增加[8-9]，本研究發現，蓮霧在自然條件下逐漸下降的自然低溫鍛煉之后，低溫半致死溫度隨著低溫鍛煉而不斷降低，但種間的抗冷性強弱會隨低溫鍛煉發生變化，可能是因為植物抗寒力具有潛在的遺傳特性，低溫（或低溫鍛煉）能誘導這種潛能的表達和發揮植物的最大抗寒力，而不同種之間能誘導的最大抗寒力存在差異，這與多種植物的研究結果一致[10-11]。本研究還發現，葉片及不同成熟度的枝條在同一時期，低溫半致死溫度存在明顯差異，尤其是2 a生枝條，其抗冷性明顯增加。因此，作者認為僅憑借某一時期某一部位的低溫半致死溫度來評價植物的抗冷性是不可靠的，本試驗中通過記錄整個冬季降溫直至回溫過程蓮霧低溫半致死溫度的動態變化，結合不同成熟度枝條同一時期的半致死溫度的比較，發現經過低溫鍛煉后各種抗冷能力相對比較穩定的提高，低溫鍛煉后再進行抗冷性評價，其結果更為可靠。根據不同種的半致死溫度和2個冬季的越冬表現，發現紫紅種、粉紅種為較抗冷蓮霧品種，在 2009—2011年極端低溫1.4 ℃并伴有明顯霜凍的貴州南部低海拔高熱河谷地區能成功越冬，采用一定的防寒栽培措施，來年的春季能開花結果。另外較抗冷品種紫紅種和粉紅種及砧木水蒲桃可以進一步在抗冷育種中應用。

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