遼寧阜新地區大扁杏抗寒種質篩選研究

高 源

(遼寧省阜蒙縣林業局，遼寧 阜蒙 123100)

1 引言

大扁杏生產投入低、效益高而且能夠防風固沙、保持水土，具有重要的經濟價值和生態意義，是三北防護造林的優選樹種之一[1,2]。阜新地區大扁杏種植歷史已有十余年，傳統大面積種植品種主要為龍王帽、一窩蜂和白玉扁，后又引入了國仁、超仁、優仁和豐仁4個優系[1]。然而該地區多發的早春驟然低溫與寒潮極大的制約了大扁杏產業的優質穩健發展。目前，研發防凍藥劑和選育抗寒品種是應對倒春寒所帶來的低溫凍害的主要措施，但前者在生產實際中效果并不理想[3]。因此，本試驗通過低溫脅迫試驗對阜新地區不同大扁杏品種的抗寒性進行了分析，以期為日后進一步篩選抗寒種質和培育抗寒品種提供一定的理論依據。

2 材料和方法

2.1 試驗材料

供試大扁杏品種為龍王帽、一窩蜂、白玉扁、豐仁、超仁、優仁和國仁，樣枝均選用1年生休眠枝條，且長勢良好，無病蟲害，采集時間為2017年3月，采集地點為遼寧省阜新市彰武縣章古臺鎮風沙所試驗站。

2.2 試驗方法

樣枝選擇時選取樹外圍生長狀態相近、健康狀況良好的一年生休眠枝條中段，剪成10cm小枝段，洗凈擦干，將各個不同品種的樣枝均分并做好標記分裝于塑料袋中，按照-5 ℃(C1)、-10 ℃(C2)、-15 ℃(C3)、-20 ℃(C4)四個溫度梯度分別置于相應溫度設置的超低溫冰箱中進行冷凍處理24 h。同時設置0 ℃處理為對照組(CK)，每個溫度處理不同品種的枝段6段，并進行3次重復。

超氧化物歧化酶(SOD)活性的測定采用氮藍四唑法[4]；丙二醛(MDA)含量的測定采用硫代巴比妥酸法[5]；可溶性糖(SS)含量的測定采用蒽酮比色法[4]。數據統計分析采用Microsoft excel 2007和SPSS17.0軟件來完成。

3 結果與分析

3.1 低溫脅迫對不同大扁杏品種休眠枝的SOD活性影響

超氧化物歧化酶(SOD)是需氧生物中普遍存在的一種含金屬酶，它與過氧化物酶、過氧化氫酶等酶協同作用，防御活性氧及其它過氧化物自由基對細胞膜系統的傷害。低溫脅迫期間各梯度處理條件下，7個大扁杏品種的休眠枝SOD活性變化情況見圖1。由圖1可以看出，隨著低溫脅迫程度的增加，所有供試品種的SOD活性變化大體相同，基本均呈現先升高后降低再小幅度升高的趨勢，當溫度從0 ℃依次降低至-5 ℃、-10 ℃時，7個品種均對輕度低溫脅迫開展了主動適應，SOD活性逐漸升高，且在-10 ℃時達到峰值；當溫度從-10 ℃依次降低至-15 ℃、-20 ℃時，所有供試品種的SOD活性均有所下降，分析原因可能是溫度過低細胞的保護酶系統受到了一定的損傷，龍王帽、一窩蜂、白玉扁、豐仁、超仁、優仁和國仁7個品種的下降幅度分別為11.4%、11.3%、15.3%、8.1%、4.7%、10.9和9.6%，其中以白玉扁的降低幅度最大，超仁的降低幅度最小，表明當溫度驟降的條件下，7個品種的保護酶系統耐受能力強弱次序依次為超仁>豐仁>國仁>優仁>一窩蜂>龍王帽>白玉扁。綜合來看，超仁的SOD活性變化最為平穩，且始終處于7個品種中的最高值，在此項指標上顯示的抗寒性最好。

3.2 低溫脅迫對不同大扁杏品種休眠枝的可溶性糖含量影響

可溶性糖是植物抵御低溫的重要保護性物質，能降低冰點，提高原生質保護能力，保護蛋白質膠體不致遇冷變性、凝聚。在溫度下降的過程中，可溶性糖的增加來源于大分子物質的水解，它與植物抗寒性之間呈正相關。圖2顯示了供試材料在干旱脅迫下可溶性糖含量的變化情況，可以看出，在低溫脅迫條件下，7個大扁杏品種中，豐仁、超仁、優仁和國仁的可溶性糖含量隨著溫度的降低呈現不斷升高趨勢，均在-20 ℃時達到最大值，并且顯著高于對照組(P<0.05)，但不同品種之間與對照相比增加幅度有所不同，增幅順序依次為48.4%、52.6%、39.4%和42.3%，反應出的抗寒能力強弱依次為超仁>豐仁>國仁>優仁；而龍王帽、一窩蜂和白玉扁的可溶性糖含量則隨著溫度的不斷降低呈現先升高后降低的趨勢，并且在-15 ℃時達到最大值，當溫度繼續降低至-15 ℃以下時，這3個品種的可溶性糖含量均出現下降趨勢，可能是由于在該程度的低溫已經超過3個品種的耐受范圍，細胞的滲透調節功能受損，下降幅度的大小次序依次為一窩蜂>龍王帽>白玉扁。

圖2 低溫脅迫對不同大扁杏品種休眠枝的可溶性糖含量影響

3.3 低溫脅迫對不同大扁杏品種休眠枝的MDA含量影響

MDA是植物在逆境條件下膜脂過氧化的產物，本試驗低溫脅迫處理下7個大扁杏品種休眠枝的MDA含量變化情況見圖3。由圖3可以看出，隨著脅迫程度的增加，所有供試品種的MDA含量均呈現“升-降-升”的趨勢，可能是由于溫度降低程度較輕的狀態下植物體的保護酶活性增加，抑制了低溫引起的自由基積累，從而減少了MDA的含量，但隨著低溫脅迫程度的增加酶促保護系統功能降低，清除能力下降，MDA含量則又開始回升。7個品種的MDA含量均在低溫脅迫程度最大時達到最大值，且與對照相比差異顯著(P<0.05)，比較而言，在-20 ℃條件下MDA含量與對照相比的增幅大小次序依次為超仁(23.1%)<豐仁(37.5%)<優仁(39.4%)<國仁(40.7%)<龍王帽(53.6%)<一窩蜂(54.8%)<白玉扁(69.7%)。

圖3 低溫脅迫對不同大扁杏品種休眠枝的MDA含量影響

4 結論

植物體內的SOD活性、MDA含量和可溶性糖含量分別從3個角度反應著植物的抗寒能力，是在研究植物低溫脅迫響應過程中重要的生理生化指標。試驗設置不同梯度的低溫脅迫，對7個供試大扁杏品種的抗寒性進行了分析和比較，以期明確遼寧阜新地區大扁杏抗寒種質對不同程度低溫脅迫的抵抗水平。綜合試驗結果表明，具體抗寒性強弱順序依次為超仁、豐仁、國仁、優仁、一窩蜂、龍王帽和白玉扁，其中超仁的抗寒能力最強，豐仁次之，白玉扁的抗寒能力最弱，后引入的優系品種超仁、豐仁、國仁和優仁的抗寒能力明顯高于傳統栽培品種一窩蜂、龍王帽和白玉扁，可在日后的抗寒育種中加以利用，同時推薦在生產種植過程中應在原有種植基礎上大力推廣超仁、豐仁等抗寒品種，并積極尋找適合本區的其它抗寒性較強的外來優質品種。