不同營養系蘋果砧木的抗寒性評價

趙玲玲 宋來慶 李支成 劉美英 唐巖 孫燕霞 姜中武*

1）山東省煙臺市農業科學研究院·265500 2）煙臺大學農學院

不同營養系蘋果砧木的抗寒性評價

趙玲玲1,2宋來慶1李支成1劉美英1唐巖1孫燕霞1姜中武1,2*

1）山東省煙臺市農業科學研究院·265500 2）煙臺大學農學院

以選育的6種抗重茬砧木優系和3種不同抗性蘋果砧木為試材，測定了低溫脅迫下不同砧木電導率、丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)活性等指標的變化。結果表明，不同砧木的電導率、丙二醛含量、SOD酶活性在各低溫點變化基本一致。根據各測定指標結果對供試砧木抗寒性作了初步評價，N280＜N106＜MM106＜N401＜福山沙果＜N100＜N307＜遼砧一號＜N400。

抗重茬，砧木，抗寒性

營養系砧木是由自身器官、組織體細胞所形成根系的砧木，新形成的個體仍保持著母株固有的遺傳特性，可保證砧木苗和嫁接品種生長的一致性。歐美等國家主要推廣的是矮化營養系自根砧砧木，具有園貌整齊、早果豐產等特點，主要采用壓條的方式進行繁殖。目前，我國蘋果苗木繁育主要利用八棱海棠、平邑甜茶、新疆野蘋果、山定子等種子實生砧作砧木，除平邑甜茶為無融合生殖砧木、種子整齊度較高外，其余均為異花授粉類型，后代株間有差異，致使嫁接其上的蘋果品種表現存在較大差異，產量、果形、果色和內在品質不統一（王榮等，2012）。煙臺沙果是我國膠東地區傳統的蘋果實生砧木資源，具有根系發達、抗旱、耐鹽和一定的抗重茬能力等特性。姜中武等（2012）采集煙臺沙果、八棱海棠的枝條，在蘋果重茬苗圃地內進行扦插，篩選出500余個能夠扦插和壓條繁殖的營養系砧木類型。根據1年生枝條的顏色，可以分為紅褐色、黃綠色和紫褐色3個類型。本試驗以從煙臺沙果里面篩選出的不同營養系砧木類型為試材，對枝條進行低溫處理，研究不同類型的砧木資源的抗寒能力，為營養系砧木的有效利用提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗品種為從煙臺沙果中篩選出的易于扦插和壓條繁殖的營養系砧木類型，紫褐色枝條類型：N100、N106；紅褐色枝條類型N280、N400；黃綠色枝條類型：N307、N401。同時選擇易于壓條繁殖的營養系砧木MM106、煙臺沙果、遼砧一號作為對照品種。各砧木類型均保存在煙臺市農科院蘋果砧木資源圃。

1.2 試驗處理

秋季落葉后，采集生長健壯、粗細均勻一致的1年生休眠枝條，將剪成20 cm長的枝段，用石蠟封閉枝條兩端的剪口，將枝條先后用自來水、蒸餾水沖洗干凈，用干凈紗布包好放入塑料袋中。在最低溫-70℃的超低溫冰箱中進行冷凍處理，設-15℃、-20℃、-25℃、-30℃和-35℃等5個溫度梯度，以室溫（約5℃）為對照。當溫度達到-15℃后保持12 h，各處理取1份；再以3℃/h的速率降溫，到達-20℃后保持12 h，再取1份試驗材料；直至-35℃處理完畢。將取出的枝條在0℃下靜置8 h解凍，然后在室溫下放置12 h，進行電導率、MDA含量和SOD活性測定，測定時每樣品重復3次。

1.3 測定方法

1.3.1 相對電導率將處理后的枝條剪成0.5 cm長的小段（避開芽眼），混合均勻，用無離子水沖洗3遍，用電子天平稱2 g枝條放入三角瓶中，加入20 mL去離子水，室溫下（12～15℃）浸泡12 h，用電導儀測定浸提液的電導值；然后再將三角瓶置沸水中，封口，煮沸20 min后開封，在室溫下放置2 h，再次測定電導值，計算相對電導率。每處理重復3次。

1.3.2 MDA含量及SOD活性的測定將處理后的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0.3 g，充分研磨致碎。MDA含量的測定采用硫代巴比妥酸法（TBA）（趙世杰等，2002）；超氧化物歧化酶（SOD）活性測定采用高俊鳳（2000）的方法。每處理重復3次。

2 結果與分析

2.1 低溫條件下不同砧木類型的電導率變化

低溫處理條件下，不同砧木類型的枝條電導率測定結果表明（表1），隨處理溫度的逐漸降低，各砧木類型的電導率呈“S”形的上升增加趨勢。營養系砧木N307在-25℃時電導率急劇增加；從－25℃降至－30℃時，N400砧木的電解質滲出率開始急劇增加；N100、N280、N401和N106砧木的電解質滲出率均從-15℃降至-20℃開始急劇增大。已有的研究表明，同等條件下，枝條的電導率越高，抗寒性越差。在整個低溫處理過程中，抗寒性弱的砧木枝條的相對電導率始終高于抗寒性強的，在-20℃時，不同砧木相對電導率大小依次為N280＞N106＞MM106＞福山沙果＞N401＞N100＞N307＞遼砧一號＞N400。

2.2 低溫脅迫對不同砧木的丙二醛（MDA）含量的影響

植物在逆境條件下往往發生膜脂過氧化作用，其產物丙二醛會嚴重損害生物膜。逆境條件下MDA含量的高低反映了細胞膜脂過氧化程度和對逆境抗性的弱強（施征，2003；李榮富等，1997）。由表2可以看出，隨處理溫度的降低，6種砧木N400、N106、N280、N307、N401和N100的MDA含量在-25℃時是各自起始對照溫度時的1.66、3.47、4.39、2.13、3.72和4.17倍，而遼砧一號、MM106和福山沙果的MDA含量-25℃時分別是各自起始對照溫度的2.0、6.61和3.25倍。表明不同砧木中，以砧木N400在低溫脅迫下受傷害程度最小，其次為遼砧一號、N307，以MM106受傷害程度最大。

2.3 低溫脅迫對不同砧木的超氧化物歧化酶（SOD）活性的影響

植物在逆境條件下，細胞中生物氧自由基的產生和積累是細胞傷害及致死的主要原因（王寶山，1988）。而細胞中的保護酶SOD、POD等，可消除生物氧自由基，是細胞免于傷害或抗性增強的原因。從表3可以看出，隨著處理溫度的降低，供試9種砧木枝條SOD酶活性呈先增后降趨勢；不同砧木均在-20℃左右時枝條的SOD酶活性最高。但是，在相同的低溫處理條件下，不同砧木的SOD酶活性不同，砧木間差異明顯。比如，-20℃時，SOD酶活性由高到低依次為N280＜N106＜MM106＜N401＜福山沙果＜N100＜N307＜遼砧一號＜N400，與電導率、丙二醛的測定結果基本一致，它們均在-20℃左右時出現峰值。

表2 不同溫度處理對枝條丙二醛含量的影響單位：μmol·g-1

表3 不同溫度處理對枝條SOD酶活性的影響單位：units·g－1FW

3 討論

果樹抗寒性是果樹育種的重要的評價抗性指標之一。植物受到逆境脅迫后，其生理變化是錯綜復雜的，而且果樹受凍的損傷程度受多個因素的影響，如降溫程度、低溫持續時間、升溫速度和凍害發生時期。用單一指標鑒定果樹的抗寒性，很難真實的反映植物的抗寒本質（朱湘渝等，1990）。梅立新（2008）等提出電導率、丙二醛含量和SOD酶活性3種測定方法和指標可作為砧木早期抗寒性的實驗室綜合鑒定方法。因此，本試驗利用這3種指標對選育的抗重茬砧木的抗寒性進行了早期篩選。測定結果初步表明，3種新選育抗重茬砧木的抗寒性與母本福山沙果類似，3個優系（N100、N307和N400）的抗寒優于福山沙果，其中N400優系抗寒性則強于抗寒性強的砧木遼砧一號，表明株系N400可能在遼寧地區進行栽植而不受凍害。但是，由于試驗是人工模擬低溫，可能與復雜的自然條件有所不同，所以還有待于在實際生產中進一步確認。

泰山學者種業計劃項目，國家現代蘋果產業技術體系專項經費支持項目（CARS-28）

*通訊作者，E-mail:jiangzhongwu@163.com