以電導法評價12個石榴品種的抗寒性

劉 霞 ，侯樂峰 ，郝兆祥 ，畢潤霞，李昭慧，馬 敏 ，張立華

（1.棗莊市石榴研究中心，山東 棗莊 277300；2.棗莊學院 棗莊市石榴工程技術研究中心，山東 棗莊 277160）

以電導法評價12個石榴品種的抗寒性

劉 霞1，侯樂峰1，郝兆祥1，畢潤霞1，李昭慧1，馬 敏1，張立華2

（1.棗莊市石榴研究中心，山東 棗莊 277300；2.棗莊學院 棗莊市石榴工程技術研究中心，山東 棗莊 277160）

凍害是目前石榴商業化生產中最重要的限制因子之一。為給抗寒石榴種質的挖掘與篩選、石榴抗寒機理的深入研究和抗寒石榴的栽培生產提供理論依據，使用電導法測定了12個石榴品種1年生休眠枝在不同低溫處理下的相對電導率，并擬合Logistic方程，計算了其半致死溫度。結果表明：隨著處理溫度的降低即低溫脅迫的加強，枝條組織的相對電導率呈“S”型曲線增長，各處理溫度下不同品種的相對電導率間有顯著性差異；供試石榴品種的半致死溫度范圍為－7.59～－12.60 ℃；供試的12個石榴品種其抗寒性的強弱次序為：嶧城三白甜＞嶧城青皮崗榴＞臨潼凈皮甜＞寧津青皮酸＞嶧城復瓣白＞寧津三白酸＞太行紅＞嶧城大青皮甜＞嶧城青皮馬牙甜＞嶧城大紅皮甜＞新疆和田甜＞突尼斯軟籽。

石榴；電導率；抗寒性；半致死溫度

石榴Punica granatumL.原產于伊朗、阿富汗等國，喜溫畏寒，不能長期生存在低于－15 ℃的環境中[1]。近年來，我國氣候異常，石榴凍害時有發生，給石榴生產帶來了很大的損失，降低凍害損失是當前石榴生產中亟待解決的一個問題。目前，有關石榴抗寒性的研究報道較少[2-3]，特別是對石榴主產區、主栽品種抗寒性的研究報道更少。因此，測定不同石榴品種的抗寒性，篩選抗寒性石榴品種，對石榴產業發展具有重要的現實意義。

植物抗寒性的評定方法很多，電解質滲出率法是目前植物抗寒性鑒定中最常用的方法之一[4-6]。本研究用電導法測定了12個石榴品種1年生休眠枝條在不同低溫條件下的電解質滲出率，評價了不同石榴品種的抗寒性，以期為抗寒石榴種質的挖掘與篩選、石榴抗寒機理的深入研究和抗寒石榴的栽培生產提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 材 料

試驗材料取自山東省棗莊市嶧城區中國石榴種質資源圃。供試石榴品種為山東嶧城的嶧城三白甜、嶧城青皮崗榴、嶧城大紅皮甜、嶧城大青皮甜、嶧城馬牙甜、嶧城復瓣白，寧津三白酸、寧津青皮酸；河北主栽品種太行紅；陜西主栽品種臨潼凈皮甜；新疆主栽品種和田甜；還有國外石榴品種突尼斯軟籽。供試12個石榴品種及其產區詳見表1。于2014年2月22日隨機選取栽培管理基本相同、粗細均勻一致的1年生休眠枝，迅速帶回實驗室處理。

表1 供試石榴品種及其產區Table 1 Cultivars and origins of the tested pomegranate

1.2 方 法

1.2.1 低溫脅迫處理

將采集的枝條分別剪成10 cm左右的小段，每個供試品種各分成9份，將其中8份（每個處理溫度1份）的兩端蠟封，用保鮮膜包裹，置于高低溫濕熱試驗箱（BAGW-100）內，進行梯度降溫冷凍處理。溫度梯度分別設置為－8、－10、－12、－14、－16、－18、－20、－24 ℃，將室溫設為對照溫度。降溫速度為 2 ℃/h，將處理溫度降至目的溫度后維持24 h，然后取出1份枝條恢復至室溫，對其余枝條仍繼續進行降溫處理。

1.2.2 相對電導率的測定方法

根據預實驗結果，將處理好的枝條避開芽眼、節點，剪成5 mm的小段，稱取0.5 g，放入25 mL的具塞試管中，加入15 mL去離子水。放入震蕩儀中，在25 ℃條件下震蕩90 min，用電導率儀（上海雷磁DDSJ-308F型）測定各試管內溶液的初始電導率值，然后封口于沸水中煮20 min，冷卻至室溫后測定其終電導率值。每個處理3次重復。

相對電導率(%)＝初電導率/終電導率×100。

1.2.3 拐點溫度的計算方法

參照王文舉等人[7]的計算方法，將各處理溫度下的相對電導率（y）和各處理溫度（x）的關系用Logistic方程y＝k/(1＋ae－bx) （e為自然對數）進行擬合。當擬合度（R）顯著時計算拐點溫度（即半致死溫度LT50）。通過擬合求出k、a、b各參數的值，然后計算拐點溫度，計算公式如下：

采用Execl（2003）和SPSS（16.0）軟件進行數據處理與分析。

2 結果與分析

2.1 低溫脅迫下不同石榴品種的電導率

不同低溫處理下各石榴品種枝條相對電導率的變化趨勢如圖1所示。隨著處理溫度的降低，12個供試品種的相對電導率呈現出先緩慢升高，隨著溫度的繼續下降其相對電導率陡增，然后再緩慢上升，漸漸趨于平穩的“S”型變化曲線。這一測定結果說明，隨著溫度的降低，細胞膜的損傷程度加重，其膜透性增加，直到最后細胞死亡，電導率趨于平穩。

圖1 低溫處理下12個品種石榴枝條的相對電導率Fig. 1 Relative electrical conductivities of branches of 12 pomegranate cultivars under low temperature treatments

在各處理溫度下12個品種的相對電導率間存在顯著性差異（見表2）。其中，突尼斯軟籽品種在各處理溫度下的相對電導率均高于其他品種，突尼斯軟籽在未經低溫處理時的相對電導率為42.3%，其電導率在－8 ℃時為43.5%，從－10 ℃降至－18 ℃，其電導率自47.7%陡增至78%。嶧城三白甜在各處理溫度下的相對電導率則較其他品種低。未經低溫處理時嶧城三白甜的相對電導率為30.1%，從－10 ℃至－20 ℃，其電導率從32.3%增至60.0%，至－24 ℃時緩增至61.0%。其余各品種其相對電導率間的差異不大。

表2 不同品種石榴枝條在不同處理溫度下的相對電導率?Table 2 Relative electric conductivities of branches of different pomegranate cultivars at different treating temperatures

2.2 不同品種石榴的半致死溫度

在經過一系列的低溫處理后，石榴枝條組織的相對電導率與不同處理溫度間呈明顯的“S”型相關變化曲線。用Logistic方程擬合，12個供試石榴品種均達到極顯著水平（R＝0.9154～0.981 8，R0.017＝0.797 7），說明在不同低溫處理下各供試品種的相對電導率遵循Logistic方程的變化規律，與半致死溫度呈線性關系，擬合結果可靠，精確度高。在供試的12個品種中，半致死溫度最低的為嶧城三白甜（－12.6 ℃），其后是嶧城青皮崗榴（－10.9 ℃）、臨潼凈皮甜（－10.5 ℃）、寧津青皮酸（－10.4 ℃）、嶧城復瓣白（－10.4 ℃）；較高的有寧津三白酸（－9.87 ℃）、太行紅（－9.74 ℃）、嶧城大青皮甜（－9.18 ℃）、嶧城青皮馬牙甜（－9.10 ℃）、嶧城大紅皮甜（－9.06 ℃）；最高的是新疆和田甜（－8.08 ℃）和突尼斯軟籽（－7.59 ℃）。半致死溫度最低的嶧城三白甜其半致死溫度比突尼斯軟籽的低5.01 ℃。

3 結論與討論

3.1 處理溫度與石榴1年生休眠枝組織細胞膜透性的關系

植物受低溫影響后其細胞膜透性會不同程度地增大，電解質外滲，胞間物質濃度增大，植物細胞浸取液的電解質濃度增大，使得電導率值變大。本試驗結果表明，隨著處理溫度的降低各石榴品種的相對電導率增加（見表2），說明隨著溫度降低石榴枝條組織細胞膜透性不斷增加，各處理溫度的相對電導率均呈明顯的“S”型曲線變化（如圖1），這與宋尚偉等人[8]、楊雪梅等人[4]的研究結果吻合。高志紅等人[9]也認為，植物組織遭受低溫傷害時，其膜透性增加，且溫度不同遭受傷害的程度也不同，膜透性的變化也不一樣，輕度傷害后膜的透性尚可恢復。因此，膜傷害存在一個臨界溫度。膜透性可逆與否取決于所受低溫與臨界溫度的關系，即高于這個溫度時，膜透性的破壞是可逆或半可逆的，反之，則不可逆。本研究中將各處理溫度下的相對電導率和處理溫度用Logistic方程進行擬合，計算出了各供試品種石榴的臨界溫度即半致死溫度，可為果農在石榴生產過程中防寒防凍提供理論依據。

3.2 石榴的抗寒性與其品種的關系

抗寒性是植物在對低溫環境的長期適應中通過本身的遺傳變異和自然選擇而獲得的一種抗寒能力。不同石榴品種的抗寒性可能不同，抗寒性較強的品種其細胞受害程度輕；反之，抗寒性差的品種其膜透性增加得大，不能恢復正常[10]，受害較重。半致死溫度的高低與抗寒力的強弱之間呈負相關性，即半致死溫度越低其抗寒力越強，半致死溫度越高其抗寒力越弱。

表3 12個品種石榴枝條在低溫處理下相對電導率的回歸方程及其低溫半致死溫度?Table 3 Regression equation of relative electrical conductivities and half-lethal temperatures of 12 pomegranate cultivars under low temperature treatments

12個供試石榴品種的半致死溫度不同，說明其抗寒性有差異。在12個供試石榴品種中，半致死溫度最低的為嶧城三白甜石榴（－12.6 ℃），其抗寒性最強；半致死溫度最高的為突尼斯軟籽石榴（－7.59 ℃），其抗寒性最弱，這與宋尚偉等人[8]的研究結果吻合；其余品種的半致死溫度為－10.40～－8.08 ℃，其抗寒性介于嶧城三白甜和突尼斯軟籽石榴之間。從理論上講，新疆和田甜應屬于抗寒性強的品種，但文中的研究結果顯示，其半致死溫度為－8.8 ℃，說明其屬于抗寒性弱的品種，這可能與其在新疆長期匍匐栽植、整株埋土越冬的栽培方式有關[11]。雖然試驗中各品種的半致死溫度相差不是很大，但在冬天實際的低溫環境下，半致死溫度低的品種其生長表現明顯優于半致死溫度高的其他石榴品種，因此，對抗寒機制的深入研究將有助于解決實際種植中石榴不耐寒的問題。

本試驗材料為離體枝條，加之影響植物抗寒性的因素較多，因此在現實環境中低溫變化對石榴抗寒性的影響問題還有待進一步的研究。盡管如此，本研究從測定的12個供試品種石榴枝條組織在不同低溫脅迫下的相對電導率入手，求出其半致死溫度，確定了其寒害的臨界溫度，這為今后研究石榴抗寒性弱的分子機理，尋找提高石榴耐寒性的新途徑提供了理論依據。

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Evaluation of cold resistances of 12Punica granatumcultivars by conductivity method

LIU Xia1, HOU Le-feng1, HAO Zhao-xiang1, BI Run-xia1, LI Zhao-hui1, MA Min1, ZHANG Li-hua2
(1.Zaozhuang Pomegranate Research Center, Zaozhuang 277300, Shandong, China; 2. Pomegranate Engineering Technology Research Center of Zaozhuang City, Zhaozhuang University, Zaozhuang 277160, Shandong, China)

Freezing injury was one of the most important limiting factors in commercial production of pomegranate. In order to provide a theoretical basis for digging and screening of pomegranate germplasm with cold resistance, intensive study of cold resistance mechanism of pomegranate, and cultivation and production of pomegranate with cold resistance,taking annual dormant branches in 12 pomegranate cultivars as materials, the relative electrical conductivities were determined at different low-temperatures, and half-lethal temperature were calculated by using logistic equation. The results showed that relative electrical conductivities of branch tissues were increased like “S” curve with treating temperature decreased, and relative electrical conductivities of different cultivars had significant differences at each treating temperature. The half-lethal temperatures of the cultivars were from － 7.59 ℃ to － 12.6 ℃ . The order of the 12 cultivars based cold resistance from high to low were Yicheng Sanbaitian, Yicheng Qingpigangliu, Lintong Jingpitian, Ningjin Qingpisuang, Yicheng Fubanbai, Ningjin Sanbaisuan, Taihanghong, Yicheng Daqingpitian, Yicheng Qingpimayatian, Yicheng Dahongpitian, Xingjiang Hetiantian, Tunisia Ruanzi.

Punica granatum; electrical conductivity; cold resistance; half-lethal temperature

10.14067/j.cnki.1003-8981.2015.03.028 http: //qks.csuft.edu.cn

2014-07-24

國家公益行業專項“特色小漿果良種選育及產業化技術開發與示范”（201204402）；國家林木種苗工程項目“棗莊市嶧城區中國石榴種質資源圃建設”（〔2012〕1888號）；山東省農業良種工程計劃項目（魯科字〔2014〕96號）。

劉 霞，碩士。

侯樂峰，研究員。E-mail：houlefeng@126.com

劉 霞,侯樂峰,郝兆祥,等.以電導法評價12個石榴品種的抗寒性[J].經濟林研究,2015,33(3):150－153.

S665.4

A

1003—8981(2015)03—0150—04

[本文編校：伍敏濤]