3種枸杞品種抗寒性機理研究

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試的3個枸杞品種為:寧夏枸杞7號、新疆枸杞、寧夏枸杞1號。

1.2 試驗方法

將采回來的枸杞試驗用枝條剪成40 cm左右長度，用自來水沖洗數遍，去除泥土、蟲卵、灰塵，再用蒸餾水沖洗3遍，然后用吸水紙吸干水分，最后將枝條末端蠟封。將每個品種蠟封后的品種枝條分成相等的6份，放入冰箱中(0～4℃)待用。每次處理時，取參試品種枝條放于程控低溫冰箱中進行低溫處理，處理溫度的梯度為-15 ℃、-20 ℃、-25 ℃、-30 ℃、-35 ℃、-40 ℃。降溫速度為4 ℃h-1，達到目的處理溫度后維持12 h，然后逐步升溫，升溫速度亦為4 ℃h-1。

1.3 生理生化指標的測定

測量項目包括：過氧化氫酶CAT、MDA丙二醛、過氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、抗寒電導率、可溶性蛋白、脯氨酸、可溶性糖。

2 結果與分析

2.1 過氧化氫酶(CAT)含量

過氧化氫酶，是催化過氧化氫分解成氧和水的酶，存在于細胞的過氧化物體內。過氧化氫酶是過氧化物酶體的標志酶, 約占過氧化物酶體酶總量的40%。過氧化氫是一種代謝過程中產生的廢物，它能夠對機體造成損害。為了避免這種損害，過氧化氫必須被快速地轉化為其他無害或毒性較小的物質。而過氧化氫酶就是常常被細胞用來催化過氧化氫分解的工具。進行中的過氧化氫酶檢測，可以觀察到氣泡。過氧化氫酶檢測是微生物學家鑒定細菌種類的主要的三種檢測手段之一，即用過氧化氫來檢測過氧化氫酶是否存在[1]。假如細菌中含有過氧化氫酶，則在過氧化氫溶液中加入少量細菌提取物就能觀察到氧氣氣泡生成。

表1 不同低溫下三種枸杞過氧化氫酶(CAT)含量

從表1可以看出，隨著溫度的不斷降低，三種枸杞的過氧化氫酶(CAT)含量做出了積極的反映，都下降了很多，但最后又上升了。從過氧化氫酶(CAT)含量來分析。抗寒性效果從好到差，依次為：新疆枸杞、寧杞1號、寧杞7號。

2. 2 MDA丙二醛含量

MDA是膜脂過氧化最重要的產物之一，它的產生還能加劇膜的損傷因此在植物衰老生理和抗性生理研究中MDA含量是一個常用指標，可通過MDA了解膜脂過氧化的程度，以間接測定膜系統受損程度以及植物的抗逆性[2]。

表2 不同低溫下三種枸杞MDA丙二醛含量

從表2可以看出，隨著溫度的不斷降低，三種枸杞的MDA丙二醛含量做出了積極的反映。從MDA丙二醛含量來分析。抗寒性效果從好到差，依次為：新疆枸杞、寧杞7號、寧杞1號。

2.3 過氧化物酶(POD)含量

植物體中含有大量的過氧化物酶體，是活性較高的一種酶。它與呼吸作用、光合作用及生長素的氧化等都有關系。在植物生長發育過程中它的活性不斷發生變化。一般老化組織中活性較高，幼嫩組織中活性較低。這是因為過氧化物酶能使組織中所含的某些碳水化合物轉化成木質素，增加木質化程度，而且發現早衰減產的水稻根系中過氧化物酶的活性增加，所以過氧化物酶可作為組織老化的一種生理指標[3]。

表3 不同低溫下三種枸杞過氧化物酶(POD)含量

從表3可以看出，隨著溫度的不斷降低，從三種枸杞的過氧化物酶(POD)含量來分析。抗寒性效果從好到差，依次為：寧杞1號、新疆枸杞、寧杞7號。

2.4 超氧化物歧化酶(SOD)含量

超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase簡稱SOD)是一種新型酶制劑。它在生物界的分布極廣，幾乎從動物到植物，從人到單細胞生物，都有它的存在。SOD被視為生命科技中最具神奇魔力的酶、人體內的垃圾清道夫。SOD是氧自由基的自然天敵，是機體內氧自由基的頭號殺手，是生命健康之本。

表4 不同低溫下三種枸杞超氧化物歧化酶(SOD)含量

從表4可以看出，隨著溫度的不斷降低，3種枸杞的過氧化物酶(POD)含量來分析。抗寒性效果從好到差，依次為：新疆枸杞、寧杞7號、寧杞1號。

2.5 抗寒電導率

近年來的研究表明，在低溫傷害尤其冷害中，膜系統常常是最先受到傷害的部位，寒害能使脂膜受損傷，透性加大，細胞內離子(主要是K+離子)外滲量增多，電導率加大。因此可以用電導儀測定溶液的電導率，求算電解質滲出率(或稱傷害率)。傷害率愈高則愈不抗寒，反之則愈抗寒[4]。

表5 不同低溫下3種枸杞電導率

從表5可以看出，隨著溫度的不斷降低，從抗寒電導率來分析。抗寒性效果從好到差，依次為：寧杞1號、新疆枸杞、寧杞7號。

2.6 可溶性蛋白

可溶性蛋白是重要的滲透調節物質和營養物質，它們的增加和積累能提高細胞的保水能力，對細胞的生命物質及生物膜起到保護作用，因此經常用作篩選抗性的指標之一。

表6 不同低溫下三種枸杞可溶性蛋白

從表6可以看出，隨著溫度的不斷降低，根據最后可溶性蛋白來分析。抗寒性效果從好到差，依次為：新疆枸杞、寧杞7號、寧杞1號。

2.7 脯氨酸

脯氨酸(Pro)是植物蛋白質的組分之一，并可以游離狀態廣泛存在于植物體中。在逆境條件下(旱、鹽堿、熱、冷、凍)，植物體內脯氨酸的含量顯著增加。植物體內脯氨酸含量在一定程度上反映了植物的抗逆性，抗旱性強的品種往往積累較多的脯氨酸。因此測定脯氨酸含量可以作為抗旱育種的生理指標。另外，由于脯氨酸親水性極強，能穩定原生質膠體及組織內的代謝過程，因而能降低凝固點，有防止細胞脫水的作用。在低溫條件下，植物組織中脯氨酸增加，可提高植物的抗寒性，因此，亦可作為抗寒育種的生理指標。

表7 不同低溫下三種枸杞脯氨酸

從表7可以看出，根據最后脯氨酸來分析。抗寒性效果從好到差，依次為：寧杞1號、寧杞7號、新疆枸杞。

2. 8 可溶性糖

可溶性糖如葡萄糖、蔗糖，在植物的生命周期中具有重要作用。它不僅為植物的生長發育提供能量和代謝中間產物,而且具有信號功能。它也是植物生長發育和基因表達的重要調節因子。在對植物進行調控時，它又與其他信號如植物激素組成復雜的信號網絡體系[5]。

表8 不同低溫下三種枸杞可溶性糖

從表8，根據最后可溶性糖來分析。抗寒性效果從好到差，依次為：新疆枸杞、寧杞7號、寧杞1號。

3 結論

通過對3個枸杞品種(寧杞1號、寧杞7號、新疆枸杞)的生理指標(過氧化氫酶CAT含量，MDA丙二醛含量，過氧化物酶POD含量，超氧化物歧化酶SOD含量，抗寒電導率，可溶性蛋白含量，脯氨酸含量，可溶性糖含量)的抗寒實驗測定，從這些生理指標變化情況看，其抗寒能力依次表現為：新疆枸杞表現良好，寧杞7號次之，寧杞1號最差。

[1] 劉榮梅,李鳳蘭,胡國富,等.轉CBF3基因煙草的抗寒性研究[J].東北農業大學學報，2011(1)：119-123

[2] 王金輝,梁李宏,黃偉堅,等.氮磷鉀對寒害腰果植株恢復生長結果的影響[J].生態環境學報，2010(1)：188-190

[3] 田景花,王紅霞,高儀,等.核桃屬4樹種展葉期抗寒性鑒定[J].園藝學報，2012(12)：2439-2446

[4] 相昆,張美勇,徐穎,等.不同核桃品種耐寒特性綜合評價[J].應用生態學報，2011(9)：2325-2330

[5] 趙紅星,耿攀,楊勇.39份柿屬種質資源的抗寒性綜合評價[J].西北農業學報，2010(12)：128-133

Mechanism of Cold Resistance of Three Varieties ofLyciumchinense

Wang Tao, Liu Heng

(Institute of Landscape Architecture, Xinjiang Academy of Forestry, Urumqi 830000, China)

The contents of catalase (CAT), malondialdehyde (MDA), peroxidase (POD), superoxide dismutase (SOD) in leaves ofLyciumbarbarum‘Qihao’,Lyciumdasystemum,Lyciumbarbarum‘Yihao’ were determined. Content of cold-resistant conductivity, soluble protein content, proline & soluble sugar under -15, -20, -25, -35 and -40 ℃ were determined. The changes of these physiological indices were analyzed and compared. Differences in cold resistance of three varieties ofLyciumchinensewere compared. Result shows that the physiological indices of different varieties varied with different degrees, andLyciumdasystemumperformed optimally, followed byLyciumbarbarum‘Qihao’ andLyciumbarbarum‘Yihao’.

varieties ofLyciumchinense; cold resistance; physiological index

1005-5215(2016)11-0042-03

2016-10-19

王濤(1972-)，男，新疆伊犁人，大學，助理工程師，現從事植物資源利用研究.

S332.5

10.13601/j.issn.1005-5215.2016.11.017