摘要: 【目的】為了檢測引進(jìn)蘋果品種在石河子的抗寒適應(yīng)性，篩選出具有較好抗寒性的品種，【方法】以引入的21個(gè)蘋果品種為材料，選取蘋果品種的1 a枝條分別在4、-15、-20、-25、-30、-35 ℃下進(jìn)行處理，測定其萌芽率、相對(duì)電導(dǎo)率及其logistic曲線并計(jì)算臨界半致死溫度（LT40）、脯氨酸、丙二醛、可溶性蛋白含量。【結(jié)果】低溫誘導(dǎo)后‘國光’的發(fā)芽率顯著較高；‘艾達(dá)紅’、‘寒富’低溫誘導(dǎo)后相對(duì)電導(dǎo)率和半致死溫度都顯著較低；‘寒富’、‘貝拉’、‘澳洲青蘋’低溫誘導(dǎo)后脯氨酸、可溶性蛋白含量顯著較高；‘貝當(dāng)’低溫誘導(dǎo)后丙二醛含量顯著較低?！窘Y(jié)論】21個(gè)蘋果品種具有較強(qiáng)抗寒能力的有：‘寒富’、‘國光’、‘瑞林’、‘貝拉’、‘澳洲青蘋’；抗寒力較弱的品種有：‘老篤’、‘紅魁’、‘小黃’、‘甜麥’。

關(guān)鍵詞： 蘋果； 抗寒性； 相對(duì)電導(dǎo)率； 脯氨酸； 可溶性蛋白； 丙二醛

中圖分類號(hào)：Ｓ６６1．1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ 文章編號(hào)：１００９－９９８０?穴２０12?雪０6－1010－０7

蘋果屬于薔薇科蘋果屬（Malus），為多年生落葉果樹。世界上蘋果屬植物約有35種[1]，主要分布在北溫帶，包括亞洲、歐洲和北美洲。中國原產(chǎn)有24個(gè)種[1-2]。目前，我國蘋果栽培面積、總產(chǎn)量、人均占有量與出口量均居世界第一[3]，在促進(jìn)農(nóng)民脫貧致富，改善農(nóng)村經(jīng)濟(jì)狀況，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化方面起到了重大作用[4]。我國蘋果生產(chǎn)近10年來得到了快速發(fā)展[5]，新疆蘋果面積穩(wěn)中有升，產(chǎn)量持續(xù)增長，但災(zāi)害性天氣發(fā)生頻繁、管理粗放、科技支撐能力不足等嚴(yán)重影響著新疆蘋果產(chǎn)業(yè)的良性健康發(fā)展，北疆地區(qū)周期性凍害一直是當(dāng)?shù)靥O果產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸[6]。

關(guān)于植物的抗寒研究有不少的報(bào)道，抗寒生理的研究認(rèn)為電導(dǎo)率大小與植株的抗寒力呈負(fù)相關(guān)[7-8]，同時(shí)配以Logistic 方程擬合曲線，其拐點(diǎn)溫度可被認(rèn)為是植物的半致死溫度，可以更好的區(qū)別出物種或品種之間的抗寒性差異[9-11]。在研究抗寒性的過程中，低溫脅迫對(duì)植物體的生理特性產(chǎn)生明顯的影響，細(xì)胞膜系統(tǒng)是低溫傷害的首要部位[12]，質(zhì)膜的半透性改變或喪失從而使其透性增大[13]，作為細(xì)胞滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)游離脯氨酸[14]、丙二醛和可溶性蛋白含量等指標(biāo)用作比較抗寒性的指標(biāo)或被認(rèn)為與抗寒性密切相關(guān)[15]。新疆北部屬于寒地蘋果產(chǎn)區(qū)，僅適宜一些抗寒力強(qiáng)的蘋果類栽培[16]，選擇抗寒性較強(qiáng)的品種對(duì)擴(kuò)大蘋果經(jīng)濟(jì)栽培產(chǎn)區(qū)具有重要意義。目前，關(guān)于蘋果的砧木抗寒[14，17]、蘋果品種生物學(xué)特性[18]研究很多，但對(duì)新疆引進(jìn)蘋果品種抗寒適應(yīng)性方面的研究報(bào)道卻不多。

本試驗(yàn)通過人工模擬低溫環(huán)境的方法，對(duì)21個(gè)蘋果品種的1 a生枝條進(jìn)行低溫誘導(dǎo)，并對(duì)蘋果枝條萌芽率、相對(duì)電導(dǎo)率、脯氨酸、可溶性蛋白、丙二醛含量等指標(biāo)進(jìn)行測定，為抗寒蘋果品種鑒定篩選和應(yīng)用提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料

供試的21個(gè)蘋果品種栽植于石河子大學(xué)試驗(yàn)站，均為5年樹齡且生長狀況一致。于2011年10月底采集枝條，每品種選取5株樹，取中部枝條，每樹采集5~6根生長健壯、粗細(xì)均勻一致的1 a生休眠枝條。21個(gè)品種及原產(chǎn)地見表1。

1.2 低溫處理

將采集供試品種1 a生枝條從基部第4芽開始選取保留有10個(gè)飽滿芽眼15 cm長的枝段，除去枝條表面污垢并且用塑料膜包好。每品種分5份，每份包括枝條15根，用干凈紗布包好放入塑料袋中，置于超低溫冰箱中人工冷凍處理。共設(shè)置-15、-20、-25、-30和- 35 ℃等5個(gè)低溫梯度，以4 ℃為對(duì)照。以4 ℃·h-1的速率降溫，到達(dá)設(shè)定溫度后保持6 h，取出置于4 ℃下保持12 h，待用于指標(biāo)測定，測定時(shí)每品種均重復(fù)3次。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 低溫枝條的恢復(fù)生長試驗(yàn) 21個(gè)品種枝條在-4 ℃貯藏2個(gè)月，均達(dá)到一般品種低溫需冷量[16]，根據(jù)枝條的萌芽力測定，每個(gè)品種選取3根枝條，浸泡于水桶中，在恒溫溫室內(nèi)（20 ℃左右）觀測發(fā)芽情況，一個(gè)月后統(tǒng)計(jì)萌芽率，判定恢復(fù)生長情況。

1.3.3 生理指標(biāo)的測定 游離脯氨酸、可溶性蛋白含量及丙二醛活性的測定。每個(gè)指標(biāo)取3根枝條，用去離子水沖洗干凈，避開芽眼，剪成3~5 mm的薄片，混合均勻，稱取0.5 g，充分研磨。游離脯氨酸量的測定采用茚三酮法，丙二醛含量的測定采用硫代巴比妥酸（ TBA）法方法，可溶性蛋白使用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法。每個(gè)品種重復(fù)3次。

1.3.4 分析方法 運(yùn)用SPSS17.0軟件進(jìn)行相同溫度下不同指標(biāo)差異顯著性分析，不同生理指標(biāo)之間的相關(guān)性分析，依據(jù)相對(duì)電導(dǎo)率變化用SPSS17.0軟件計(jì)算半致死溫度。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同低溫處理后蘋果品種枝條萌芽率的比較

隨著誘導(dǎo)溫度的降低21個(gè)蘋果品種枝條萌芽率差異顯著，選取代表性品種變化趨勢圖如圖1所示，蘋果品種低溫誘導(dǎo)后萌芽率顯著降低（以‘發(fā)現(xiàn)’為代表）。

另表2顯示，在對(duì)照4 ℃處理后，‘國光’、‘貝當(dāng)’品種的萌芽率顯著較高；在-15 ℃至-30 ℃低溫誘導(dǎo)后品種之間萌芽率差異顯著，‘國光’、‘白卡維’萌芽率均相對(duì)較高。

2.2 不同低溫處理后蘋果品種枝條相對(duì)電導(dǎo)率的比較

2.4 不同低溫處理后蘋果枝條可溶性蛋白含量的變化

2.5 不同低溫處理后蘋果枝條丙二醛含量的變化

2.6 不同生理指標(biāo)與相對(duì)電導(dǎo)率的相關(guān)性分析

3 討 論

植物的耐低溫機(jī)制相當(dāng)復(fù)雜，衡量一個(gè)品種耐逆性不能單純用一兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，而應(yīng)從多個(gè)指標(biāo)綜合進(jìn)行評(píng)估[20]。本文比較引進(jìn)不同蘋果品種的抗寒性，主要采用發(fā)芽率、相對(duì)電導(dǎo)率及其半致死溫度、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、丙二醛含量這些指標(biāo)。本試驗(yàn)結(jié)果表明蘋果枝條的相對(duì)電導(dǎo)率與丙二醛呈正相關(guān)，與脯氨酸、可溶性蛋白含量呈顯著負(fù)相關(guān)，研究結(jié)果與在杏[21]和早熟油桃[15]上的一致。蘋果抗寒指標(biāo)相關(guān)性的研究報(bào)道很少，但本研究采用的脯氨酸相關(guān)性未達(dá)到極顯著水平，其原因可能是用于檢測抗寒性的指標(biāo)本身就涉及復(fù)雜的生理過程，受多因素影響[7]。除相對(duì)電導(dǎo)率、半致死溫度作為傳統(tǒng)的抗寒指標(biāo)具有相對(duì)可靠性，本研究結(jié)果顯示，可溶性蛋白亦可以作為鑒定蘋果抗寒性的相關(guān)指標(biāo)。

本試驗(yàn)在-20、-25 ℃部分品種發(fā)芽率較低可能是本試驗(yàn)在人工模擬條件下與蘋果的自然越冬抗寒能力有一定的差異，選取的枝條粗度、成熟度、木質(zhì)部充實(shí)程度等不可能完全均一也會(huì)影響比較結(jié)果[22]。

本研究低溫脅迫后，可溶性蛋白、丙二醛在21個(gè)品種中均顯一致性規(guī)律，而脯氨酸未顯一致性規(guī)律，可能是低溫脅迫后枝條的脯氨酸參與了蛋白質(zhì)的合成或者被氧化[23]，在本試驗(yàn)中生理指標(biāo)出現(xiàn)“S”形變化趨勢，其原因可能是在-15 ℃左右的輕度低溫脅迫時(shí)，蘋果枝條較多滲透物質(zhì)調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓，防止細(xì)胞過度脫水而受傷害，當(dāng)?shù)蜏爻^蘋果枝條的半致死溫度后，蘋果的抗寒脅迫應(yīng)激反應(yīng)發(fā)生，此時(shí)，調(diào)節(jié)功能增強(qiáng)，內(nèi)含物外滲量隨之降低。但在-30 ℃以下受到脅迫傷害后，調(diào)節(jié)功能減弱，滲透物質(zhì)含量顯著增加。

4 結(jié) 論

通過進(jìn)行低溫誘導(dǎo)，測定21個(gè)蘋果的萌芽率、相對(duì)電導(dǎo)率及其logistic曲線計(jì)算臨界半致死溫度、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、丙二醛含量，研究結(jié)果表明‘寒富’、‘國光’、‘瑞林’、‘貝拉’、‘澳洲青蘋’在石河子地區(qū)抗寒能力較好，可以引入。

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