王勇,石美娟，薛福亮，梁芊，周鵬程, 王蕓蕓，李鴻雁，茹慧玲,楊萍，李一路

(山西省農科院 果樹研究所，山西 太谷 030800)

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低溫脅迫下10個引進柿品種抗寒性比較

王勇,石美娟，薛福亮，梁芊，周鵬程, 王蕓蕓，李鴻雁，茹慧玲,楊萍，李一路

(山西省農科院 果樹研究所，山西 太谷 030800)

[目的]篩選適合山西省晉中地區(qū)栽植的、抗寒性較強的柿品種。[方法]以引進的10個有代表性的柿品種一年生休眠枝條為材料，通過人工模擬降溫，對其進行低溫誘導，并對柿枝條的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸、MDA、SOD活性、POD活性等生理指標進行測定，應用主成分分析法，對10個柿品種的抗寒性進行綜合評價分析。[結果]10個柿品種抗寒性大小依次為: 磨盤柿>海安小方柿>華縣白旋柿>干帽盔>火罐>涇川扁塌塌>滎陽大葉水柿> 陽豐> 永濟青柿>孝義牛心柿。其中澀柿品種:磨盤柿、華縣白旋柿、涇川扁塌塌、火罐等幾個品種較適宜山西省果樹所地區(qū)栽植；甜柿品種陽豐改接的枝條目前長勢良好。[結論] 篩選出適合山西省晉中地區(qū)栽植的、抗寒性較強的柿品種有磨盤柿、華縣白旋柿、涇川扁塌塌、火罐。

引種柿品種； 抗寒性； 主成分分析

柿(DiospyroskakiThunb)是柿科(Ebenaceae)柿屬(Diospyrosspp)果樹植物中作為果樹栽培的代表種，起源于亞熱帶森林，全世界約有200余種，我國柿屬植物有64個種和變種[1，2]。柿樹適應性廣，結果早，收益期長，特別是甜柿可以在樹上自然脫澀，可溶性固形物、維生素C、鐵、鋅、鈣、硒含量都高于澀柿，且保脆時間較澀柿長2～3倍，便于貯運，具有較高的營養(yǎng)價值與商品價值。是我國很多地區(qū)農民發(fā)家致富的首選樹[3，4]。柿耐瘠薄、耐旱，但不耐寒，其經濟栽培北限約在北緯40度[5]，在我國以長城為北限。北限凍害問題是制約柿產業(yè)發(fā)展的重要因素。柿樹是山西省的主要經濟林樹種之一，主要集中在芮城、永濟、鹽湖區(qū)、萬榮、沁水、陽城、澤州等縣(市區(qū))[6]，晉中地區(qū)接近柿樹生長的低溫臨界物候區(qū)，發(fā)展柿樹應選在陽坡，半陽坡以及地勢比較平緩的山腰，山腳和溝平地上[7]。不少學者[8～10]采用模擬降溫后電解質滲出率法和DTA法對部分柿品種的抗寒性進行了測定。但迄今為止，評價柿樹有關抗寒性的客觀指標數值不多。本研究對9個澀柿和1個甜柿品種一年生枝條的抗寒生理指標進行試驗調查與測定，旨在為山西省晉中地區(qū)柿子引種、栽培提供理論依據。

1　材料與方法

1．1材料

取材于山西省農科院果樹所內柿品種實驗園，位于晉中地區(qū)中南部，年均氣溫10.8～12 ℃,冬季極端低溫-22.8 ℃。供試品種為從陜西楊凌柿種質資源圃引種嫁接成活的一年生枝條，包括澀柿品種：磨盤柿、滎陽大葉水柿、孝義牛心柿、永濟青柿、火罐、華縣白旋柿、干帽盔、 海安小方柿、涇川扁塌塌，甜柿品種：陽豐。

1.2方法

1.2.1木質部比率、皮層比率測定方法[10]

取10個柿品種枝條，先后用自來水、純凈水、去離子水沖洗多次，用潔凈紗布檫凈，橫切成約3 mm長的小段，在解剖鏡下觀察拍照并測量枝條半徑、皮層厚度、木質部厚度、木質部比率、皮層比率等各個試驗數據。

枝條木質部比率=木質部厚度/枝條半徑×100%；枝條皮層比率=皮層厚度/枝條半徑×100%。

1.2.2抗寒生理指標測定

1.2.2.1取材及降溫處理

于2014年1月，田間溫度為4 ℃時，取10個柿品種在樹冠上的部位和方向盡可能一致的1年生休眠枝條，每個品種作為一個處理，重復3次，單株混合采樣。

降溫處理：將采回的枝條進行清洗，濾紙吸干，分成4份，放入4 ℃冰箱預處理24 h，取出一份在室溫下恢復1 h做對照，其余3份緩慢降溫，分別在-10、-15、-20、-25和-30 ℃處理下保持8 h，此方式為連續(xù)梯度降溫，而后取出在4 ℃分別恢復2、2.5、3和3.5 h，接著取出再在室溫下恢復1 h。按照李合生[11]方法處理試材，提取粗酶液，完成6個生理指標的測定與分析。

1.2.2.2測定指標及方法

可溶性糖含量的測定：蒽酮乙酸乙酯法[12]

可溶性蛋白含量的測定：采用考馬斯亮藍法[12]

脯氨酸含量測定：酸性茚三酮法[13]

SOD活性的測定：氮藍四唑(NBT)還原法[13]

POD活性的測定：愈創(chuàng)木酚法[13]

MDA活性的測定：硫代巴比妥酸法[14]

2　結果與分析

2.1枝條木質部比率、皮層比率測定分析

根據10個柿品種枝條木質部比率、皮層比率試驗數據計算結果(表1)，可知華縣白旋柿、干帽盔、涇川扁塌榻等品種的木質部比率較大。

2.2一年生休眠枝條的可溶性糖含量測定分析

從表2中可見，滎陽大葉水柿、孝義牛心柿、涇川扁塌塌等幾個品種隨著溫度的降低，其可溶性糖含量呈下降趨勢，其他各個品種隨溫度降低可溶性糖含量先升后降。可溶性糖含量變化大小排序結果為：火罐>永濟青柿>海安小方柿>涇川扁塌塌>磨盤柿>華縣白旋柿>孝義牛心柿>干帽盔>滎陽大葉水柿>陽豐。其中磨盤柿和華縣白旋柿的可溶性糖含量變化差異性不顯著。

2.3一年生休眠枝條的可溶性蛋白含量測定分析

從表3中可得出10個柿品種的一年生休眠枝條低溫脅迫后，可溶性蛋白含量變化均有所上升，但是在-10 ℃時，海安小方柿的可溶性蛋白含量上升到54.158，而到-20 ℃時卻下降到了48.926，-30 ℃時升到53.170，磨盤柿、孝義牛心柿、干帽盔華縣白旋柿和海安小方柿也是呈先升后降趨勢。其他品種均為上升趨勢。其中華縣白旋柿增幅度最大達到64.888。永濟青柿的增幅度最小為35.102?？扇苄缘鞍缀孔兓笮∨判蚪Y果為：華縣白旋柿>滎陽大葉水柿>海安小方柿>陽豐>磨盤柿>干帽盔>涇川扁塌塌>火罐>孝義牛心柿>永濟青柿。其中磨盤柿與干帽盔的可溶性蛋白含量變化差異性不顯著；磨盤柿海安小方柿與陽豐的可溶性蛋白含量變化差異性不顯著。

表1　不同柿品種1年生枝條結構比較

表2　一年生枝可溶性糖含量比較/μg·g-1

表3　一年生枝可溶性蛋白含量比較/μg·g-1

2.4一年生休眠枝條的脯氨酸含量測定分析

從表4中可得出10個柿品種的一年生休眠枝條因低溫脅迫后，干帽盔、華縣白旋柿和涇川扁塌塌的脯氨酸含量變化均呈降-升-降趨勢。其中涇川扁塌塌增幅度最大達到74.772。磨盤柿的增幅最小為31.046。脯氨酸含量變化大小排序結果為：涇川扁塌塌>華縣白旋柿>干帽盔>孝義牛心柿>永濟青柿>火罐>滎陽大葉水柿>陽豐>海安小方柿>磨盤柿。其中海安小方柿的脯氨酸含量變化與各個柿品種間差異性顯著。

表4　一年生枝脯氨酸含量比較/μg·g-1

2.5一年生休眠枝條的SOD酶活性測定分析

從表5中可得出10個柿品種的一年生休眠枝條因低溫脅迫后，SOD酶活性均明顯下降，變化大小排序結果為：孝義牛心柿>滎陽大葉水柿>陽豐>涇川扁塌塌>永濟青柿>磨盤柿>干帽盔>海安小方柿>火罐>華縣白旋柿。其中孝義牛心柿、永濟青柿和華縣白旋柿與其他柿品種一年生枝條SOD酶活性變化差異性顯著。

表5　一年生枝SOD含量比較/U·g-1

2.6一年生休眠枝條的POD酶活性測定分析

從表6中可得出10個柿品種的一年生休眠枝條因低溫脅迫后，POD酶活性均呈上升趨勢，變化大小排序結果為：涇川扁塌塌>永濟青柿>陽豐>孝義牛心柿>華縣白旋柿>海安小方柿>磨盤柿>滎陽大葉水柿>干帽盔>火罐。其中干帽盔和滎陽大葉水柿的1年生枝條POD酶活性變化差異性不顯著。

表6　一年生枝POD酶活性比較/U·g-1

2.7一年生休眠枝條的MDA活性測定分析

從表7中可得出10個柿品種的一年生休眠枝條因低溫脅迫后MDA含量變化從大至小依次為：滎陽大葉水柿>華縣白旋柿>涇川扁塌塌>火罐>陽豐>磨盤柿>海安小方柿>永濟青柿>孝義牛心柿>干帽盔>。其中滎陽大葉水柿、干帽盔和華縣白旋柿的MDA含量變化與其他品種差異性顯著。

表7　一年生枝MDA含量比較/μmol·g-1

2.8一年生休眠枝條的各個生理指標相關性分析比較

從表8中可知，各個品種柿一年生休眠枝條的可溶性糖含量與溫度呈負相關性，相關系數為-0.168 5。與MDA活性含量有顯著相關性，相關系數為：0.308 3?？扇苄缘鞍缀颗c溫度呈極顯著負相關，相關系數為-0.789 7。與SOD酶活性呈極顯著的負相關性，相關系數為：-0.590 04。脯氨酸含量與溫度呈顯著負相關，相關系數為-0.284 2。與SOD活性呈極顯著的負相關性，相關系數為：-0.525 1。SOD酶活性與溫度呈極顯著相關性，相關系數達0.818 9。POD酶活性與溫度呈顯著負相關性，相關系數為-0.267 4。與MDA含量有極顯著的負相關性。MDA含量變化與溫度呈顯著負相關性，相關系數為-0.167 1。

表8　不同柿品種1年生枝條各個指標間相關性對比表

2.9一年生休眠枝條的各個生理指標綜合評價

運用SAS軟件主分量分析程序分析得出，綜合指標1所占總信息的貢獻率為33.21%，綜合指標2所占總信息的23.27%，綜合指標3占總信息量的16.85，共占到總信息73%左右。

綜合指標1=-0.439 6POD活性+0.493 3可溶性糖含量+0.070 6可溶性蛋白含量+0.345 9 SOD活性+(-0.043 9)脯氨酸含量+0.424 5MDA含量+(-0.391 7)木質部比率+0.321 3皮層比率；其中可溶性糖含量和MDA含量排在前兩位，所以綜合指標1是以可溶性糖含量和MDA含量為主的排隊結果。從表9中可得出，在Prin1的綜合參數排隊中，磨盤柿、華縣白旋柿、海安小方柿、干帽盔位居前列。綜合指標2=0.110 7POD活性+(-0.370 4)可溶性糖含量+0.566 4可溶性蛋白含量+0.301 0SOD活性+0.596 6脯氨酸含量+(-0.018 9)MDA含量+(-0.289 0)木質部比率+0.025 7皮層比率；其中脯氨酸含量和可溶性蛋白含量的絕對系數值排在前兩位，所以綜合指標3是以脯氨酸含量和可溶性蛋白含量為主的排隊結果。從表9中可得出，在Prin2的綜合參數排隊中，涇川扁塌塌、華縣白旋柿、滎陽大葉水柿和干帽盔位居前列。綜合指標3=0.178 9POD活性+0.191可溶性糖含量+0.349 7可溶性蛋白含量+0.448 2SOD活性+(-0.375 4)脯氨酸含量+(-0.519 3)MDA含量+0.269 5木質部比率+0.354 7皮層比率；其中SOD活性和皮層比率的絕對系數值排在前兩位，所以綜合指標3是以SOD活性和皮層比率為主的排隊結果。從表9中可得出，在Prin3的綜合參數排隊中，陽豐、海安小方柿、火罐和華縣白旋柿位居前列。

表9　各個柿品種主分量綜合排隊結果

3　討論與結論

枝條的組織結構與抗寒性關系：木質部所占比例越大，品種的抗寒性越強。通過對10個柿品種一年生枝條的結構調查研究發(fā)現，枝條的組織結構與抗寒性有密切關系。在本實驗中發(fā)現華縣白旋柿、干帽盔、涇川扁塌榻等品種的木質部比率較大。

植物體內的重要滲透調節(jié)物質包括：可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸。而可溶性糖作為細胞膜和蛋白質的保護劑，可以保護植物免受凍結溫度造成的損害[15]。本研究中，隨著溫度的降低，除滎陽大葉水柿、孝義牛心柿、涇川扁塌塌等品種的可溶性糖含量變化為下降趨勢，其他6個品種為先升后降趨勢。出現這種現象可能是隨著溫度的降低，植物體內重要的滲透調節(jié)物質-可溶性糖會使植物細胞內溶質濃度增高，以降低細胞溶液結冰點從而保護植物細胞免受低溫傷害。在本實驗中，可溶性蛋白含量隨著溫度的降低，海安小方柿的可溶性蛋白含量上升到54.158，而到-20 ℃時卻下降到了48.926，-30 ℃時升到53.170，磨盤柿、孝義牛心柿、干帽盔、華縣白旋柿和海安小方柿也是呈先升后降趨勢，其他品種為上升趨勢。其中華縣白旋柿增幅度最大達到64.888，永濟青柿的增幅度最小為35.102?？购詮姷钠贩N升高幅度較大。隨著低溫脅迫，植物體內會被動失水，為了增加水分的吸收，植物會自動生成脯氨酸以調節(jié)滲透物質。本研究中低溫脅迫后，10個柿品種枝條的脯氨酸含量變化均呈先升后降，其中涇川扁塌塌的脯氨酸含量增加幅度最高達到74.772，說明其抗寒性較強。

MDA是反應細胞膜傷害程度的一個重要指標[16]。本實驗發(fā)現，隨著溫度下降，MDA含量有所增加，與溫度有顯著負相關性，相關系數為-0.167 1。干帽盔的MDA含量增幅最小，其抗寒性較強。

SOD、POD都是植物細胞防御系統(tǒng)中的重要保護性活性酶。隨著溫度的降低，10個柿品種枝條的POD酶活性在低溫脅迫下，POD酶合成均有所增加，催化過氧化物分解，降低了活性自由基的積累，從而降低低溫脅迫下對植物膜的傷害，提高植物的抗逆性。本研究中，涇川扁塌塌的POD酶活性增加幅度較大。孝義牛心柿的SOD酶活性的變化較大，說明其抗寒能力相對較強。

總之，由于相關的多因素影響，并且受外界的環(huán)境條件制約，植物的抗寒性是植物體內一系列生理生化過程綜合作用的表現，因此，為了更加全面的評價柿一年生枝條的抗寒性強弱，本研究運用了SAS軟件的主分量綜合方差分析程序，對柿枝條的6個生理參數及木質部比率、皮層比率等進行了綜合分析，依據綜合指標1、2、3參數的大小(表9)，得出10個柿品種抗寒性由高到低排序為：磨盤柿>海安小方柿>華縣白旋柿>干帽盔> 火罐>涇川扁塌塌>滎陽大葉水柿> 陽豐> 永濟青柿>孝義牛心柿。其中澀柿品種中磨盤柿、華縣白旋柿、涇川扁塌塌、火罐等幾個品種較適宜山西省果樹所地區(qū)栽植；甜柿品種陽豐改接的枝條目前長勢良好。

[1]牟云官，曲澤州，孫云蔚.果樹種類論[M].北京.農業(yè)出版社，1990：244-253.

[2]李樹鋼.中國植物志(第60卷 第1分冊)[M].北京：科學出版社,1987:84-154.

[3]王建斌，張海平，李培玉.柿樹枝芽特性及其修剪管理[J].山西果樹，2010(4):22-23

[4]郭連東.甜柿在甘肅省慶陽市的引種觀察及栽培技術[J].甘肅科技，2012，28(23): 160-162

[5]冷平,王海龍,袁文.柿栽培北限地區(qū)引種甜柿存在問題研究[J].中國農業(yè)大學學報，2003,8(1):55-58.

[6]石美娟,王勇,武繼東，等.山西省柿的栽培現狀及產業(yè)發(fā)展建議[J].落葉果樹,2015,47(3)：17-18.

[7]葉志軍，陳靜徽，姚石偉,等.日本甜柿優(yōu)質豐產栽培技術[J].現代園藝，2012(20):32

[8]Wang R Z,Yang Y,Li G C.Research on cold hardimess of germplasm resources of persimmon (Diwspyros kaki)[J].Acta Hort,1997,436:101-107.

[9]冷平，山村宏，板村裕之.柿屬植物3種及栽培柿17個品種的抗寒性[J].中國農業(yè)大學學報,2001,6(1)：57-62.

[10]彭偉秀，楊建民，張芹，等.幾個仁用杏品種枝條組織結構與抗寒性關系的初步研究[J].河北農業(yè)大學學報，2002，25(1)：48-50.

[11]李合生.植物生理生化實驗原理和技術[M].北京：高等教育出版社，2006：164-165.

[12]張志良，瞿偉菁，李小芳.植物生理學實驗指導[M].北京:高等教育出版社，2009(4):127-129.

[13]鄒琦.植物生理學試驗指導[M].北京：中國農業(yè)出版社，2000:163-165.

[14]湯章城.逆境條件下植物脯氨酸的積累及其可能的意義[J].植物生理學通訊,1984(1):15-21.

[15]Steponkus PL.Role of the plasma membrane in freezing injury and cold acclimation[J].Annu Rev Plant Physiol,1984,35:543-584.

[16]李彥慧,杜紹華,紀惠芳,等.低溫脅迫對大葉女貞膜脂過氧化及保護酶活性的影響[J].河北林果研究，2007,22(1):84-86.

(編輯：馬榮博)

10 introduction of persimmon varieties of hardiness in Shanxi Province

Wang Yong, Shi Meijuan, Xue Fuliang, Liang Qian, Zhou Pengcheng, Wang Yunyun, Li Hongyan, Ru Huiling, Yang Ping, Li Yilu

(Shanxiacademyofagriculturalsciences’fruittreeresearchinstituteofshanxiTaiGu030800,China)

[Objective] To screen persimmon varieties which are cold-resistance and are suitable for Jinzhong area, Shanxi Province. [Methods] Taking 10 typical one-year dormant persimmon branches introduced from another province as experimental material, low-temperature induced them, and test the physiological indexes such as the soluble sugar content, soluble protein content, Proline, MDA, SOD activity, POD activity and so on. Analyze the application of principal component and make comprehensive evaluation and analysis of the cold resistance situations of 10 varieties of persimmon. [Results] Ranking of cold-resistance ability of 10 varieties of persimmon is as follows: Mopan persimmon > Xiaofang persimmon from Haian > Bai Xuan persimmon from Hua county> Gan Maokui > Huoguan > Jingchuan Biantata > Big-leaf Shui persimmon from Xingyang > Yangfeng > Yongji Cyan persimmon > Niuxin persimmon from Xiaoyi > . Astringent persimmon varieties like Mopan persimmon, Bai Xuan persimmon from Hua county, Jingchuan Biantata, and Huoguan are suitable for planting in GuoShuSuo in Shanxi province; while the converted branches of YangFeng persimmon, one of the sweet-flavored persimmons, is growing well at the moment. . [Conclusion] According to the experiments, the cold-resistance persimmon like Mopan persimmon,Bai Xuan persimmon from Hua county, Jingchuan Biantataand Huoguan are suitable for planting in Jinzhong area, Shanxi Province.

Introduction persimmon varieties, Hardiness, Principal component analysis

2016-05-13

2016-06-07

王勇(1975-)，男(漢)，山西左權人，副研究員，碩士，研究方向：核桃新品種選育及油用型核桃開發(fā)利用

山西省科技攻關項目(20120321006-1 )

S655.2

A

1671-8151(2016)10-0000-04