賀蘭山東麓8個釀酒葡萄品種抗寒性比較

施明++謝軍 徐美隆 王佳

摘要：以巴格斯酒莊主栽的威代爾、赤霞珠等8個釀酒葡萄品種1年生枝條為材料，測定低溫處理后各品種的相對電導率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、丙二醛含量、超氧化物歧化酶活性、過氧化物酶活性，應用電導法配合Logistic方程計算供試品種的半致死溫度，并采用主成分分析法對不同品種的抗寒能力進行比較。結果表明，隨溫度降低，8個釀酒葡萄品種枝條的相對電導率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量逐漸升高，SOD活性、脯氨酸含量、丙二醛含量先升后降，POD活性下降，可見，相對電導率、半致死溫度、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、POD活性、脯氨酸含量可作為葡萄抗寒性綜合評價的指標。8個品種的抗寒性大小依次為威代爾>赤霞珠>霞多麗>馬瑟蘭>蛇龍珠>西拉>梅鹿輒>白玉霓。

關鍵詞：賀蘭山東麓；釀酒葡萄；抗寒性；主成分分析；半致死溫度

中圖分類號： S663.101文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）05-0137-03

寧夏回族自治區葡萄產區地處賀蘭山東麓沖積扇平原地帶和黃土高原邊緣區域，是中國新興的釀酒葡萄產區之一[1]。經過近30年的發展，2015年統計數據顯示，寧夏賀蘭山東麓葡萄種植面積發展到4.07萬hm2，綜合年產值166億元。寧夏回族自治區葡萄產區冬季干燥寒冷，葡萄往往須要埋土防寒才能越冬，導致成本增加，但如埋土不當就會導致凍害發生，這限制了葡萄產業的可持續發展。因此，釀酒葡萄品種的選擇及其抗寒性鑒定顯得尤為重要。

關于釀酒葡萄抗寒性的研究已有不少報道[2-6]，但大都集中在與抗寒性有關的生理生化指標如電導率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量等研究上，而用任何單一的形態或生理指標很難客觀地評價葡萄品種的抗寒性。本試驗以賀蘭山東麓產區主栽的威代爾、赤霞珠等8個釀酒葡萄品種為材料，通過人工模擬低溫環境，對其枝條進行低溫誘導，測定葡萄枝條的相對電導率、脯氨酸含量、氧化酶活性等生理指標，并應用主成分分析法，結合半致死溫度，對賀蘭山東麓產區主栽的釀酒葡萄品種抗寒性進行綜合分析評價。

1材料與方法

1.1試驗材料

釀酒葡萄品種赤霞珠、梅鹿輒、霞多麗、蛇龍珠、西拉、馬瑟蘭、白玉霓、威代爾的枝條，采集于寧夏回族自治區銀川巴格斯酒莊葡萄園。樹體為6年生，露地栽培，采用“廠”字形架式，田間管理水平一致，植株生長勢良好。2015年10月中下旬采集枝條，每個品種選取20株樹，每株采集1～2根生長健壯、直徑為10 mm左右的1年生枝條。

[HTK]1.2試驗處理[HT]

將枝條清洗干凈，放入塑料袋中，分別置于-13、-17、-21、-25、-29 ℃的低溫冰柜中冷凍處理，以4 ℃保存的材料為對照；以5 ℃/h速度進行降溫，達到設定溫度后保持 15 h；取出枝條，4 ℃下保持12 h，測定各指標。每處理重復3次。

1.3測定內容和方法

將處理好的枝條用蒸餾水沖洗干凈，避開芽眼，用鉛筆刀削成薄片，混合均勻；稱取1 g枝條薄片放入三角瓶中，加 20 mL 蒸餾水，搖勻，用DDS-11A型電導儀測初電導率；用保鮮膜封口，沸水中煮30 min，冷卻至室溫，測定終電導率，計算電解質滲出率（相對電導率）；將8個葡萄品種枝條經不同低溫處理的相對電導率分別運用Logisitic方程“S”曲線擬合，求得葡萄枝條的半致死溫度（LT50），重復3次。相對電導率計算公式為：相對電導率=初電導率/終電導率×100%。

分別采用蒽酮乙酸乙酯比色法、考馬斯亮藍法、硫代巴比妥酸比色法、茚三酮比色法測定可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛、脯氨酸含量[7-8]；分別采用氮藍四唑（NBT）還原法、愈創木酚法測定超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）活性[7]。

1.4數據處理

采用Eccel 2007、SPSS 16.0軟件對數據進行統計分析。

2結果與分析

2.1低溫脅迫對釀酒葡萄枝條相對電導率的影響

由表1可知，隨溫度降低，8個釀酒葡萄品種枝條的相對電導率逐漸升高；4 ℃時，威代爾、馬瑟蘭的相對電導率明顯低于其他葡萄品種；-17 ℃時，赤霞珠、西拉的電導率明顯高于其他品種；-21 ℃時，威代爾的電導率明顯低于其他品種。威代爾的半致死溫度相對最低，為-24.90 ℃；其次為赤霞珠、霞多麗，分別為-19.31、-19.05 ℃；白玉霓的半致死溫度相對最高，為-16.56 ℃，根據半致死溫度得出8個釀酒葡萄品種的抗寒性順序為威代爾>赤霞珠>霞多麗>馬瑟蘭>蛇龍2.2.1可溶性糖由圖1可知，因品種抗寒能力的不同，不同葡萄品種枝條的可溶性糖含量差異較大，隨溫度降低，不同葡萄品種枝條的可溶性糖含量均呈增大趨勢。-17 ℃以上，8個葡萄品種枝條的可溶性糖含量均為緩慢上升；-17～-21 ℃，除威代爾外，其他釀酒葡萄枝條的可溶性糖含量急劇上升，上升幅度相對最大的是馬瑟蘭；低于-21 ℃，威代爾葡萄枝條的可溶性糖含量急劇上升，白玉霓葡萄枝條的可溶性糖含量上升幅度相對最小；-29 ℃時，威代爾葡萄枝條的可溶性糖含量相對最高。

2.2.2脯氨酸植物體內游離脯氨酸能促進蛋白質的水合作用，使蛋白質膠體親水面積增大，從而使植物低溫時免受傷害。由圖2可知，隨溫度降低，各葡萄品種枝條的脯氨酸含量均呈先升高后降低的變化趨勢，各品種間變化幅度存在一定差異。-21 ℃時， 除威代爾外， 其他品種葡萄枝條其脯氨酸

含量達到最大值；-25 ℃時，威代爾葡萄枝條的脯氨酸含量達到最大值。

2.2.3可溶性蛋白由圖3可知，隨溫度降低，各葡萄品種枝條的可溶性蛋白含量均呈增加趨勢；-13～-17 ℃時，梅鹿輒、白玉霓葡萄枝條的可溶性蛋白含量急劇升高，-21～-25 ℃ 時，威代爾葡萄枝條的可溶性蛋白含量急劇升高，而其他葡萄品種枝條可溶性蛋白含量在-17～-21 ℃時急劇升高，各品種枝條可溶性蛋白含量的變化在-13～-25 ℃之間與枝條半致死溫度LT50基本呈對應關系。

由圖4可知，隨溫度降低，各葡萄品種枝條的丙二醛含量均呈先升高后降低的變化趨勢；白玉霓、梅鹿輒葡萄枝條的丙二醛含量變化幅度相對較大，表明這2個葡萄品種低溫處理時對膜脂過氧化產物的清除能力相對較弱，抗寒能力也相對較弱；威代爾、赤霞珠葡萄枝條的丙二醛含量變化幅度相對較小，說明其抗寒能力相對較強，這與半致死溫度對抗寒性的判斷結論基本吻合。

[HTK]2.4低溫脅迫對釀酒葡萄枝條保護酶活性的影響

2.4.1SOD由圖5可知，隨溫度降低，各葡萄品種枝條的SOD活性均呈先升高后降低的變化趨勢，但各葡萄品種枝條SOD活性到達峰值的溫度及變化幅度有所不同。其中，威代爾、赤霞珠、蛇龍珠、馬瑟蘭、西拉葡萄枝條的SOD活性在 -17 ℃ 時達到峰值，且威代爾變化幅度相對最小；梅鹿輒、白玉霓葡萄枝條的SOD活性在-13 ℃時達到峰值，且變化幅度大于其他品種。

2.4.2POD由圖6可知，隨溫度降低，各葡萄品種枝條的POD活性均呈下降趨勢；4～-29 ℃溫度條件下，梅鹿輒、白玉霓葡萄枝條的POD活性明顯低于同一溫度下其他品種，威代[CM（25]爾葡萄枝條的POD活性明顯高于同一溫度下其他品種；

將葡萄枝條測定的8個抗寒指標進行相關性分析，得出抗寒生態生化指標的相關系數矩陣。由表2可知，相對電導率與可溶性蛋白含量呈顯著正相關，與LT50呈極顯著正相關，與POD活性呈顯著負相關；可溶性蛋白含量與POD活性呈極顯著負相關，與LT50呈極顯著正相關；丙二醛含量與LT50呈極顯著正相關；SOD活性與LT50呈顯著正相關；POD活性與LT50呈極顯著負相關。由于眾變量之間存在一定的相關性，使得觀測數據反映的信息存在重疊現象，所以在葡萄抗寒評價中不能單獨依賴某個或某2個指標對葡萄1年生枝條的抗寒性進行評價，而應采用主成分分析利用較少的綜合指標較好地反映葡萄的抗寒性。

對供試材料的8個指標進行主成分分析，結果由表3可見，第1主成分中，相對電導率、可溶性蛋白含量、POD活性、LT50等指標的特征向量絕對值相對較大，貢獻率達57.911%；第2主成分中，脯氨酸含量的特征向量絕對值相對較大，貢獻率達32655%；第1、第2主成分累積貢獻率達到90.570%。因此，提取前2個主成分攜帶的信息，可將相對電導率、LT50、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、POD活性、脯氨酸含量作為葡萄抗寒性綜合評價的指標。因此，通過測定相對電導率、半

致死溫度、可溶性蛋白含量、游離脯氨酸含量、POD活性，得出寧夏主栽的8個釀酒葡萄品種抗寒性強弱順序為威代爾>赤霞珠>霞多麗>馬瑟蘭>蛇龍珠>西拉>梅鹿輒>白玉霓。

3結論與討論

相關研究表明，生理生化指標雖不能直接判斷作物品種間的抗寒性強弱關系，但都與抗寒性有密切的聯系[9-10]。植物細胞膜系統受到低溫脅迫時，植株相對電導率的變化可顯示膜系統受到傷害的程度，傷害越嚴重，細胞膜透性越大，細胞內電解質外滲越多，測到的相對電導率也就越高。馬小河等研究表明，赤霞珠、梅鹿輒、霞多麗、西拉的半致死溫度分別是-22.12、-15.27、-22.57、-20.00 ℃[11]。本研究結果表明，隨處理溫度的降低，8個品種的電解質滲出率逐漸升高，赤霞珠、梅鹿輒、霞多麗、西拉半致死溫度分別是-19.31、-16.79、-19.05、-17.56 ℃，這與馬小河等的研究結果[11]相差較大，可能與葡萄的樹齡、枝條粗度和成熟度等有關。

植物在逆境條件下，植物體內的滲透調節物質大量積累，導[CM（25]致細胞滲透勢下降，從而起到調節作用。可溶性糖、脯氨

酸、可溶性蛋白是植物體內3種重要的滲透調節物質，在低溫脅迫下，淀粉水解速度加快，可溶性糖含量增高，細胞液的濃度也隨之升高，冰點下降，從而提高了植物的抗寒性。曹建東等認為，抗寒性強的品種可溶性糖含量增加幅度大，抗寒性弱的品種可溶性糖含量增加幅度小[12]。本研究結果表明，葡萄枝條在受到低溫脅迫時，能夠產生較多的糖來保護機體，起到調節機體滲透勢的作用，其中威代爾可溶性糖含量相對較高，抗寒性較強，而白玉霓可溶性糖含量最低，抗寒性最弱。

經主成分分析判斷，寧夏賀蘭山東麓主栽的8個釀酒葡萄品種抗寒性強弱順序為威代爾>赤霞珠>霞多麗>馬瑟蘭>蛇龍珠>西拉>梅鹿輒>白玉霓。

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