水榆花楸優良單株家系抗逆性選擇*

李明剛 董德軍 竇天圖 趙則民

（1.吉林市林木種苗管理站，吉林 吉林 132013；2.吉林市林業科學研究院，吉林 吉林 132013）

水榆花楸（Sorbus alnifolia）薔薇科花楸屬，落葉喬本。廣泛分布于北溫帶地區，主產于中國，從東北黑龍江至南部廣西均有分布，分布海拔為800~1 400 m[1]。水榆花楸冠形優美、果紅色或橘紅色、秋葉金色，是集觀葉、觀花、觀果、觀型兼備的珍貴觀賞樹種，其果實營養豐富，具有多種食療保健功能，是釀酒、果汁等良好的原料；同時樹體內富含黃酮和多糖化合物，具有抗氧化、抗衰老、抗腫瘤等藥用功效；該樹種耐干旱、耐瘠薄，對SO2和煙塵污染物具有較強的抗性[2-3]，在天然林和城市綠化中發揮著重要的生態功能。

目前有關水榆花楸種苗抗逆性研究尚處于起步階段，其研究僅在水分脅迫對2 年生水榆花楸盆栽苗生理特性的影響[4]，有關水榆花楸田間越冬抗逆性及超低溫脅迫抗寒性研究未見相關報道。

田間越冬抗逆性及超低溫脅迫常溫水培萌發測定植物抗寒性研究，此法直觀，簡單易性，已被廣泛應用[5]。本研究以連續2 年田間越冬抗逆性和室內-40℃超低溫脅迫水培抗寒性測定，利用平均凍梢長度（或平均干梢長度）、凍害率（或受害率）和凍害指數（受害指數）為度量指標，旨在篩選出水榆花楸抗逆性家系，為抗逆性良種選育提供技術支撐。

1 試驗地自然概況

試驗地設在吉林市龍潭區實驗林場和蛟河市天北鎮保權村，地理位置、海拔和氣候因子見表1。

表1 試驗地自然概況

2 材料與方法

2.1 材 料

以水榆花楸5 個種群25 個家系（含9 個優良單株家系）1~2 年生播種苗為試驗材料，9 個優良單株家系中23#、137# 來自于吉林龍潭山種群，86#、90#、92#、94# 來自吉林建華新村種群，102#、104#來至撫松珠寶崗種群，130#來自舒蘭石河林場種群，對照為25 個家系整體均值。田間越冬性試驗于2021~2022 年連續2 年，每年5 月初測定越冬后播種苗干梢情況，每個家系測定30~50 株；低溫脅迫常溫水培萌發抗寒性測定于2020 年12 月初在吉林市林科院植物生理實驗室進行。選取長勢一致，充分成熟的1 年生播種苗枝條，剪取30 cm 作為試驗材料。

2.2 方 法

2.2.1 田間抗逆性測定

調查水榆花楸各個家系播種苗平均干梢長度，參照李靜等[6]的方法，根據水榆花楸家系播種苗枝條受害狀況，確定受害等級、分級標準和各等級代表數值（表2）。對各家系每株受害程度進行現場測定，確定受害等級，計算各家系苗的平均干梢長度、受害率和受害指數。

表2 水榆花楸家系受害等級與分級標準

2.2.2 -40℃超低溫脅迫常溫水培萌發抗寒性測定

將剪取的枝條洗凈擦干后，裝入聚乙烯自封袋中，標記家系代號、處理溫度和處理天數，每個家系裝2 袋，每袋30 株，全部置于超低溫冰箱中。以2℃/h 的速度進行降溫，降至-40℃后維持1 d 和3 d。然后5℃冰箱中解凍12 h 后，將各家系枝條放置于室內20~25℃環境下水中培養。每天換水1 次，30 d后調查枝條凍梢情況，統計平均凍梢長度、枝條死亡率、凍害率和凍害指數，并以此作為水榆花楸家系是否遭受凍害的指標[7]（表3）。

表3 水榆花楸家系凍害等級與分級標準

2.2.3 干梢或凍梢判定標準

干梢或凍梢的枝條不發芽；樹皮有明顯變色痕跡，皮色變黑色或暗褐色或紅褐色；樹皮干縮成豎條狀。

2.3 數據處理

采用Excel 2010 進行數據的相關分析。

3 結果與分析

3.1 水榆花楸家系播種苗的抗逆性測定

3.1.1 水榆花楸家系播種苗田間越冬抗逆性測定

水榆花楸家系1、2 年生播種苗的平均干梢由表4 可知，隨著水榆花楸家系苗齡的增長，其抗逆性逐漸增強。其中：23#和130#家系1、2 年生播種苗均未出現干梢現象，表現極強的抗逆性；86#和90#家系1 年生播種苗平均干梢長度≤0.5 mm，受害率≤15%，受害指數≤3%，2 年生播種苗無干梢現象，表現出很強的抗逆性；102#、92#和137#家系1、2 年生播種苗平均干梢長度≤0.5 mm，受害率≤20%，受害指數≤5%，表現出較強的抗逆性；94#和104#家系1、2 年生播種苗平均干梢長度≤10 mm，受害率≤36.1%，受害指數≤13%，其抗逆性略高于對照，表現中等偏上的抗逆性。

表4 水榆花楸田間越冬抗逆性測定結果

3.1.2 抗病、蟲、鼠害

通過對長白山天然林水榆花楸分布區及水榆花楸經營性苗圃進行連續6 年調查發現，經營性苗圃水榆花楸播種苗有零星的蚜蟲、黃刺蛾等輕度危害外，無其他病、蟲、鼠害危害；在水榆花楸天然林分布區內未發現有輕度及以上程度的病、蟲、鼠害危害。表明水榆花楸具有較強抵抗病、蟲、鼠害的能力。

3.2 -40℃超低溫脅迫水榆花楸家系抗寒性測定

由表5 可知，經過低溫脅迫處理后，每個家系枝條受凍害程度不同，隨著-40℃溫度處理天數的增加，平均凍梢長度、死亡率、凍害率和凍害指數明顯增加，但不同家系凍害程度不同。在-40℃超低溫處理3 d 后，23#、86#、90# 和130# 家系均無凍梢和死亡現象，表現極強的抗寒性；94#和102#家系平均凍梢長度≤1.5 mm，死亡率為0，凍害率≤45%，凍害指數≤5%，表現出較強的抗寒性；92#和137#家系平均凍梢長度≤3 mm，死亡率為0，凍害率≤50%，凍害指數≤10%，表現較強的抗寒性；104#家系平均凍梢長度為5.0 mm，死亡率10.0%，凍害指數為16.0%，其抗寒性略高于對照，表現中等偏上的抗寒性。

表5 -40℃超低溫脅迫處理1、3 d 后水榆花楸家系1 年生播種苗枝條抗寒性比較

4 結論與討論

應用田間越冬抗逆性指標，即平均干梢長度、受害率和受害指數三個篩選指標可以較為客觀反映水榆花楸抵抗低溫、干旱、凍拔和倒春寒等多種環境因子綜合抗逆性能力，此方法較為直觀，易操作、簡單易性，可大大減少內外業調查與分析工作量，使每一步調查分析都有明確的目的性，實用于同種不同單株、家系或無性系抗逆性篩選的推廣與應用。

因田間越冬抗逆性指標僅進行連續2 年的調查，期間并末出現歷史極端氣溫，并不能完全代表篩選的水榆花楸家系具有真正的抗逆性，特別是抵抗極端低溫的抗寒性，為彌補這一缺憾，采用了室內人工模擬超低溫脅迫法，即-40℃超低溫脅迫水榆花楸家系休眠枝條1 d 和3 d 常溫水培萌發抗寒性測定，利用家系間平均凍梢長度、死亡率、凍害率和凍害指數四項抗寒性指數，篩選抗寒水榆花楸優良家系。

綜合田間越冬抗逆性測定、抗病、蟲、鼠害能力及室內-40℃超低溫脅迫抗寒指標測定結果，23#、86#、90#和130#家系抗逆性極強；102#、92#和137#為抗逆性較強，94#和104#抗逆性中等偏上。

植物的抗寒力雖然是一個遺傳性狀，但它受環境的影響和塑造較大。植物在自然界受到多種環境因子和生物因子的綜合作用，其抗寒力也必然受到溫度以外的其他因子的影響[8]。如北方地區的植物不僅要經歷冬季漫長的低溫階段，而且還會受到嚴重的干旱、凍拔和倒春寒的影響。因此對植物抗寒力評價時，必須綜合考慮，才能不失偏頗，避免對生產和應用造成錯誤的引導。