油棕幼苗對低溫脅迫的生理響應及其抗寒力評價

摘 要 在0～15℃溫度范圍內，測定10個油棕種質的葉綠素、游離脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖、丙二醛含量及相對電導率等與抗寒性大小有關的生理生化指標，利用SAS8.1統計主成分分析法，對10份油棕種質的抗寒能力進行綜合評價，結果表明：（1）丙二醛和相對電導率是反映油棕低溫脅迫的最重要指標，其次是葉綠素和脯氨酸含量，再次為可溶性糖和蛋白質含量。（2）主成分分析結果表明，低溫脅迫處理的10個油棕種質的綜合抗寒力為：RYL38>RYL36>RYL31>RYL33>RYL39>RYL34>RYL32>RYL37>RYL40>RYL35。

關鍵詞 油棕 ；低溫脅迫 ；生理響應 ；抗寒力評價

分類號 S565

Physiological Responses of Oil Palm Seedlings to Low Temperature Stress

and Cold Hardiness Evaluation

CAO Jianhua1） LI Jing2） TAO Zhonliang1） CHENG Junming1） XIE Guishui1）

（1 Rubber Research Institute， CATAS， Danzhou， Hainan 571737

2 Guangzhou Trial Station， CATAS， Guangzhou， Guangdong 510140）

Abstract The indicators related to the cold hardiness， chlorophyll， free proline， soluble protein， soluble sugar， malondialdehyde （MDA） content and relative conductivity， were determined under conditions of low temperature stress （0～15℃） for 10 oil palm germplasms， and evaluated their integrated cold hardinesses by principal component analysis. The result showed that： （1） It was the most important index to reflect the low temperature stress on oil palm for the MDA and relative conductivity. The second was the chlorophyll and proline content， soluble sugar and protein content in again. （2） The principal component analysis could provide a quantitative evaluation of the different physiological indices for the seedlings under low temperature stress， which indicated that the order of drought resistance of the ten seedlings was： RYL38>RYL36>RYL31>RYL33>RYL39>RYL34>RYL32>RYL37>RYL40>RYL35.

Keywords oil palm ； low temperature stress ； physiological response ； cold hardiness evaluation

油棕（Elaeis guineensis Jacg）起源于熱帶非洲，性喜溫暖濕潤環境，其適宜生長溫度為24～29℃，最適溫度為28℃。溫度是發展油棕產業的一個重要限制因子，當年均溫在22℃以下時，油棕開花結果受影響，產量較低；當氣溫低于18℃時，生長顯著緩慢，果實發育不良；當氣溫低于12℃時，枝葉幾乎停止生長，當氣溫降至5～8℃達數天時，嫩葉出現凍斑、凍塊和葉緣干枯[1]。

我國熱帶北緣地區由于緯度較高，每年常有季節性低溫氣候。海南和西雙版納年均氣溫約22℃或以上，常年無霜，但冬季常出現10～15℃低溫、甚至3～5℃的極端低溫天氣，在很大程度上制約了我國油棕產業的發展。因此，要在我國熱帶北緣地區發展油棕，選育耐寒品種是關鍵措施之一。

低溫和寒害會引起細胞質膜損傷，膜透性增加，葉綠素破壞，酶活性降低，細胞內蛋白質和可溶性物質含量變化。國內外學者通過低溫脅迫后測定植物細胞質膜損傷情況、葉綠素含量和酶活性變化，細胞內蛋白質和可溶性物質含量大小來測定植物的抗寒力[2-15]。在油棕抗寒生理方面，開展了低溫脅迫對油棕生理生化特性的影響研究[16-23]，并從解剖結構、分子生物學方面探討了油棕的抗寒機理[24-27]，為油棕抗寒品種的篩選提供了參考依據。然而，在這些生理生化指標中，哪些指標與油棕抗寒性關系更密切，如何利用這些生理生化指標對油棕的抗寒性進行鑒定、評價，是一個值得探討的課題。這不僅是抗寒油棕品種選育的基礎工作，也可縮短抗寒品種的選育時間，還能根據環境條件和種質抗寒力大小進行合理的區域布局栽培試驗，為下一步的推廣利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

油棕種質為RYL31～RYL40，共10個品種。本試驗選擇苗齡8個月、平均抽葉7～8片、長勢健壯、無病蟲害的袋苗作為試驗材料。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計

利用人工氣候室（長×寬×高=5 m×4 m×3 m）進行低溫脅迫處理。各處理中每一油棕種質袋苗數量共計80株，其中重復3次（每一重復20株），對照20株。設置4種人工溫度脅迫：T1（15℃）、T2（10℃）、T3（5℃）、T4（0℃）；人工氣候室光照強度139.89 lx，光照12 h、黑暗12 h；對照為常溫環境，試驗期間日均溫約25～30℃；試驗時，將試驗材料置于T1（15℃）環境，連續處理t=120 h（5 d）后采集成熟葉片樣品（相同品種、相同處理、同一重復的20株油棕葉片樣混合），同時采集對照葉片，樣品用冰盒帶回實驗室處理；之后將環境氣溫降至T2（10℃）環境，處理時間t及采樣同T1；之后分別將環境溫度降至T3（5℃）、T4（0℃），處理時間t及采樣同T1。

1.2.2 指標測定

葉綠素含量測定參照文獻[28]，可溶性糖、丙二醛（MDA）、可溶性蛋白、游離脯氨酸含量測定參照文獻[29]，葉片質膜透性測定參照文獻[30]。

1.2.3 油棕抗寒性綜合評價

低溫脅迫下植物生理生化指標的變化與其抗寒力有相關性，為了鑒定不同油棕種質抗寒力大小，采用SAS8.1統計主成分分析法[31-32]進行各指標的分析與綜合評價。SAS統計分析中的主成分分析法，具有全面性、可比性、合理性和可行性的優點，其評價結果較為準確，可信度高[33]。

2 結果與分析

2.1 低溫脅迫對油棕生理生化指標的影響

從表1可知，低溫脅迫下，油棕葉片葉綠素含量呈波動變化，且重度脅迫時含量急劇上升；輕度脅迫時，脯氨酸含量快速上升，隨著脅迫加重又急劇下降；可溶性蛋白含量呈緩慢上升，重度脅迫時RYL38和RYL39明顯高于其它種質；可溶性糖含量整體上呈上升趨勢，且都明顯高于對照；輕度脅迫時，MDA含量略先呈上升趨勢，隨著脅迫加重又急劇下降，且RYL37-40下降趨勢更明顯；相對電導率整體上呈上升趨勢，在重度脅迫下，種質RYL33、RYL37-40相對電導率急劇升高。

2.2 油棕抗寒評價生理生化指標篩選

利用SAS8.1多元統計分析對低溫脅迫下不同油棕品種6項生理生化指標值進行主成分分析，結果表明，第1、2、3和4主成分的貢獻率達95.30%，第1主成分中丙二醛和相對電導率系數最大，第2主成分系數最大的是葉綠素和脯氨酸含量，第3主成分系數最大的是可溶性糖含量，第4主成分中可溶性蛋白含量系數最大（表2）。說明丙二醛和相對電導率是反映低溫脅迫的最重要指標，其次是葉綠素和脯氨酸含量，再次為可溶

2.3 油棕種質抗寒力綜合評價

根據生理指標與抗寒性的聯系，由主成分的特征向量可計算出每個油棕種質的主成分得分。本研究以選取的第1、第2、第3和第4主成分及其方差貢獻率α1、α2、α3和α4作為權數，構建綜合評價模型如下：

將各油棕種質生理生化指標測定值，代入上述模型方程式，計算得出主成分的綜合得分（表3），得分高的油棕種質其抗寒性強。由表3可知，低溫脅迫處理的10個油棕種質的綜合抗寒性大小由高到低依次為：RYL38>RYL36>RYL31>RYL33>RYL39>RYL34>RYL32>RYL37>RYL40>RYL35。

3 結論與討論

植物抗寒力大小是植物對外界低溫脅迫綜合表現的結果，用單一指標不能客觀的反映植物的抗寒能力。對油棕抗寒性的評價，當涉及到多個品種、多個指標的情況時，各指標所表達的油棕抗寒性順序往往不一致。因此，利用一般的簡單方法很難得出確切結果。

本實驗中，在低溫脅迫下，油棕的多個生理生化指標都會發生應激響應。在一定的低溫脅迫強度下，這種應激響應朝著有利于保護油棕免受或少受傷害的方向發展。但當低溫脅迫超過一度的界限時，生理生化指標向著不可逆的方向變化，表現出來的就是植株受到凍害、葉片干枯，甚至整株死亡。因此，需要利用多個生理生化指標對油棕的抗寒力進行綜合評價，才更為科學。本研究運用主成分分析對10個油棕新品種的6個抗寒生理指標進行了綜合評定，主成分中各因子的負荷量大小說明，低溫脅迫下抗寒性強的油棕品種可維持較高的組織蛋白和糖含量，束縛水增加，細胞膜傷害率低，對活性氧的清除能力強。從研究結果來看，丙二醛和相對電導率是反映油棕低溫脅迫的最重要指標，其次是葉綠素和脯氨酸含量，再次為可溶性糖和蛋白質含量。

對10個油棕新品種的抗寒力綜合評價表明，種質RYL38抗寒力最強，建議作為我國熱帶北緣地區主要的油棕試驗試種品種，如果后期產量表現良好，則可作為我國引進推廣品種加以利用。其次是種質RYL31、RYL36和RYL33，可以在海南、云南景洪州及粵西南地區進行試驗試種，如果后期產量表現良好，則可作為區域性試驗推廣品種加以利用；種質RYL34和RYL39抗寒力中等、種質RYL32和RYL40抗寒力一般，可以在海南地區進行試驗試種，如果后期產量表現良好，則可在海南地區進行試驗推廣品種小規模利用；種質RYL35和抗寒力最差，不宜作為試驗試種品種。

參考文獻

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