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        不同品種泡核桃的早期生長(zhǎng)及適應(yīng)性評(píng)價(jià)

        2020-11-03 06:38:54藍(lán)金宣黃曉露李慈代蘇方貴張清毅梁文匯
        廣西林業(yè)科學(xué) 2020年3期
        關(guān)鍵詞:鳳山脯氨酸平均值

        藍(lán)金宣,黃曉露,李慈代,蘇方貴,張清毅,梁文匯

        (1.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院 廣西特色經(jīng)濟(jì)林培育與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣西南寧 530002;2.鳳山縣核桃科研開(kāi)發(fā)中心,廣西河池 547600)

        泡核桃(Juglans sigillata)為胡桃科(Juglandaceae)胡桃屬多年生落葉喬木,既是優(yōu)良的用材樹(shù)種,又是重要的食用干果和油料樹(shù)種[1-2],位列世界4 大干果之首[3]。鳳山縣是廣西壯族自治區(qū)的核桃主產(chǎn)區(qū)之一。為解決品種雜亂、品質(zhì)良莠不齊和良種化水平不高等問(wèn)題,鳳山縣近年來(lái)開(kāi)展了較大規(guī)模的核桃品種引進(jìn)及推廣工作。張武貴等[4]對(duì)引進(jìn)的8個(gè)泡核桃品種在廣西鳳山縣的栽培表現(xiàn)進(jìn)行研究,梁文匯等[5]分析了鳳山縣不同海拔漾濞泡核桃的果實(shí)性狀變異,蘇天明等[6]分析了鳳山縣核桃產(chǎn)量與果樹(shù)性狀的相關(guān)性。部分品種引種到鳳山縣后生理特性方面的研究尚未有報(bào)道。在相同的栽培條件下,不同種源樹(shù)種的生產(chǎn)力和適應(yīng)性會(huì)表現(xiàn)出顯著差異[7]。本研究比較不同泡核桃品種間的生長(zhǎng)與生理特性差異,探討它們對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性,以期為鳳山縣核桃品種栽培策略的制定提供理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)地概況

        以16 個(gè)品種泡核桃1年生嫁接苗為試驗(yàn)材料,于2015年2月在廣西河池市鳳山縣核桃科研開(kāi)發(fā)中心坡作基地進(jìn)行造林,栽植密度為10 m × 10 m,于2018年12月進(jìn)行生長(zhǎng)指標(biāo)和生理指標(biāo)的測(cè)定。

        試驗(yàn)林所在地(106°40' ~107°16'E,24°15' ~24°49'N)為亞熱帶季風(fēng)氣候,海拔262 ~1 318 m,年均降水量1 548 mm,年均氣溫20.1 ℃,氣溫水平差0.9 ℃,年均無(wú)霜期362 天[8]。冬季短而干,無(wú)嚴(yán)寒,夏季長(zhǎng)而濕,無(wú)酷暑;間有冰雹,偶有小雪,冬夏季風(fēng)交替規(guī)律明顯。

        1.2 采樣及測(cè)定方法

        測(cè)定所有存活苗木的地徑、樹(shù)高及冠幅。用圍尺在苗木基部測(cè)定其地徑(精確至0.1 cm);用測(cè)高桿測(cè)定苗木基部到樹(shù)梢的高度(精確至0.01 m);用皮尺測(cè)定苗木南北和東西兩個(gè)方向的樹(shù)冠直徑,計(jì)算半徑(r),冠幅W= 3.14 ×r2(m2)。計(jì)算地徑和樹(shù)高的年增量,地徑年增量=(各單株測(cè)定地徑-種植時(shí)單株地徑)÷ 4;樹(shù)高年增量=(各單株測(cè)定樹(shù)高-種植時(shí)單株樹(shù)高)÷ 4。

        每個(gè)品種隨機(jī)選取3株進(jìn)行采樣,采集植株無(wú)破損的功能葉(從上往下數(shù)第3 ~5片),對(duì)16個(gè)品種的泡核桃進(jìn)行生理指標(biāo)測(cè)定。采用NBT法測(cè)定超氧化物歧化酶(SOD)活性,采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定過(guò)氧化物酶(POD)活性,采用紫外分光法測(cè)定過(guò)氧化氫酶(CAT)活性,采用硫代巴比妥酸法測(cè)定丙二醛(MDA)含量[9],采用酸性茚三酮法測(cè)定脯氨酸含量[10],采用考馬斯亮藍(lán)染色法測(cè)定可溶性蛋白含量[11]。

        1.3 數(shù)據(jù)處理

        采用Excel 2010 和SPSS 17.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理、方差分析與SNK多重比較。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同品種泡核桃的生長(zhǎng)指標(biāo)

        不同品種泡核桃的地徑年增量、樹(shù)高年增量和冠幅均差異顯著(P<0.05)(表1)。大白殼、大沙殼、會(huì)5號(hào)、洛吉10號(hào)、紅河2號(hào)、漾雜2號(hào)及漾雜1號(hào)的保存率均為100%,慶豐1 號(hào)的保存率最低(40%)。地徑年增量最大的是鳳山6 號(hào)(1.80 cm),比平均值(0.95 cm)高89.47%;其次為瀘水1 號(hào)(1.61 cm)和大沙殼(1.49 cm),分別比平均值高69.47%和56.84%;最小的為洛吉10號(hào)(0.43 cm)和圓菠蘿(0.52 cm),分別比平均值低54.74%和45.26%。樹(shù)高年增量最高的是鳳山6號(hào)(1.78 m),比平均值(0.74 m)高140.54%;其次為大沙殼(1.08 m)和漾雜2號(hào)(0.88 m),分別比平均值高45.95%和18.92%;最小的為云龍桐子果(0.43 m)和鳳山3 號(hào)(0.45 m),分別比平均值低41.89%和39.19%。 冠幅最大的是大沙殼(10.84 m2),比平均值(5.81 m2)高86.63%;其次是紅河2 號(hào)(10.55 m2)和鳳山6 號(hào)(10.49 m2),分別比平均值高81.61%和80.61%;最小的是云龍桐子果(1.89 m2),比平均值低67.43%。

        表1 不同品種的生長(zhǎng)指標(biāo)Tab.1 Growth indexes of different varieties

        續(xù)表1 Continued

        2.2 不同品種泡核桃的抗氧化酶活性

        不同品種泡核桃的SOD、POD 和CAT 活性均差異顯著(P<0.05)(表2)。SOD 活性表現(xiàn)為漾雜1號(hào)最高(113.95 U/g),比平均值(101.42 U/g)高12.35%;其次為云龍桐子果(107.15 U/g)和慶豐1 號(hào)(105.59 U/g),分別比平均值高5.65%和4.11%;最低的為紅河2 號(hào)(86.52 U/g),比平均值低14.69%。POD 活性表現(xiàn)為鳳山6 號(hào)最高(7.20 U·min-1·g-1),比平均值(3.75 U·min-1·g-1)高92.00%;其次為洛吉10 號(hào)(4.62 U·min-1·g-1),比平均值高23.20%;最低的是會(huì)5 號(hào)(2.73 U·min-1·g-1),比平均值低27.20%。CAT活性表現(xiàn)為瀘水1號(hào)最高(292.29 U·min-1·g-1),比平均值(153.30 U·min-1·g-1)高90.67%;其次為鳳山6 號(hào)(289.66 U·min-1·g-1),比平均值高88.95%;最低的是云龍桐子果(27.72 U·min-1·g-1),比平均值低81.92%。

        表2 不同品種的抗氧化酶活性Tab.2 Antioxidant enzyme activities of different varieties

        2.3 不同品種泡核桃的可溶性蛋白含量

        不同品種泡核桃葉片可溶性蛋白含量差異顯著(P<0.05)。大沙殼的可溶性蛋白含量最高(335.67 mg/g),比平均值(100.21 mg/g)高234.97%;其次為圓菠蘿(157.29 mg/g),比平均值高56.97%;最低的是云龍桐子果(37.39 mg/g),比平均值低62.69%(圖1)。不同品種的可溶性蛋白含量表現(xiàn)為大沙殼>圓菠蘿>慶豐1號(hào)>瀘水1號(hào)>鳳山3號(hào)>鳳山4號(hào)>會(huì)5號(hào)>紅河2號(hào)>大白殼>洛吉10號(hào)>漾雜1號(hào)>漾雜2號(hào)>鳳山5號(hào)>鳳山6號(hào)>漾雜大木瓜>云龍桐子果。

        圖1 不同品種的可溶性蛋白含量Fig.1 Soluble protein contents in different varieties

        2.4 不同品種泡核桃的脯氨酸含量

        不同品種泡核桃輔氨酸含量差異顯著(P<0.05)。慶豐1號(hào)的脯氨酸含量最高(194.03 μg/g),比平均值(115.49 μg/g)高68.00%;其次為漾雜1 號(hào)(142.75 μg/g),比平均值高23.61%;最低的是鳳山3號(hào)(70.30 μg/g),比平均值低39.13%(圖2)。不同品種的脯氨酸含量表現(xiàn)為慶豐1 號(hào)>漾雜1 號(hào)>大白殼>漾雜大木瓜>漾雜2號(hào)>會(huì)5號(hào)>鳳山4號(hào)>大沙殼>鳳山5號(hào)>鳳山6號(hào)>圓菠蘿>瀘水1號(hào)>洛吉10號(hào)>云龍桐子果>紅河2號(hào)>鳳山3號(hào)。

        圖2 不同品種的脯氨酸含量Fig.2 Proline contents in different varieties

        2.5 不同品種泡核桃的MDA含量

        不同品種泡核桃MDA 含量差異顯著(P<0.05)。MDA含量最高的是圓菠蘿(0.017 2 μmol/g),比平均值(0.007 9 μmol/g)高7.72%;其次為漾雜2號(hào)(0.010 6 μmol/g)和瀘水1 號(hào)(0.010 1 μmol/g),分別比平均值高34.18%和27.85%;最低的是大沙殼(0.002 6 μmol/g),比平均值低67.09%(圖3)。不同品種MDA 含量表現(xiàn)為圓菠蘿>漾雜2號(hào)>瀘水1號(hào)>慶豐1號(hào)>漾雜1號(hào)>鳳山5號(hào)>鳳山6號(hào)>鳳山4號(hào)>云龍桐子果>洛吉10號(hào)>紅河2號(hào)>大白殼>會(huì)5號(hào)>鳳山3號(hào)>漾雜大木瓜>大沙殼。

        圖3 不同品種的MDA含量Fig.3 MDA content in different varieties

        2.6 不同品種泡核桃生長(zhǎng)指標(biāo)和生理指標(biāo)的相關(guān)性分析

        地徑年增量、樹(shù)高年增量和冠幅間均呈極顯著正相關(guān)(P<0.01);樹(shù)高年增量與POD 活性呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)(表3)。地徑年增量與POD 活性、CAT 活性、脯氨酸含量和可溶性蛋白含量呈正相關(guān),與保存率、SOD 活性和MDA 含量呈負(fù)相關(guān),相關(guān)性均不顯著。樹(shù)高年增量與CAT 活性、脯氨酸含量和可溶性蛋白含量呈正相關(guān),與保存率、SOD活性和MDA 含量呈負(fù)相關(guān),相關(guān)性均不顯著。冠幅與保存率、POD 活性、脯氨酸含量和可溶性蛋白含量呈正相關(guān),與SOD 活性、CAT 活性和MDA 含量呈負(fù)相關(guān),相關(guān)性均不顯著。生理性狀間相關(guān)性均不顯著。

        表3 相關(guān)性分析Tab.3 Correlation analysis.

        續(xù)表3 Continued

        3 結(jié)論與討論

        在廣西鳳山縣進(jìn)行不同品種泡核桃的適應(yīng)性栽培試驗(yàn),結(jié)果表明,由于遺傳特性不同,不同品種的生長(zhǎng)情況及生理響應(yīng)存在差異,其中地徑年增量、樹(shù)高年增量、冠幅、SOD 活性、POD 活性、CAT 活性及脯氨酸、可溶性蛋白和MDA 含量均差異顯著,可以作為判斷品種適應(yīng)性的參考指標(biāo)。

        大白殼、大沙殼、會(huì)5 號(hào)、洛吉10 號(hào)、紅河2 號(hào)、漾雜2 號(hào)及漾雜1 號(hào)的保存率均為100%。地徑年增量表現(xiàn)較好的是鳳山6 號(hào)、瀘水1 號(hào)和大沙殼;樹(shù)高年增量表現(xiàn)較好的是鳳山6 號(hào)、大沙殼和漾雜2號(hào);冠幅較大的是大沙殼、紅河2 號(hào)和鳳山6 號(hào)。綜合考慮,當(dāng)?shù)仄贩N鳳山6 號(hào)及引進(jìn)品種大沙殼在鳳山縣表現(xiàn)較好,建議在大力引進(jìn)外地品種的同時(shí),加強(qiáng)對(duì)本地品種的挖掘。

        SOD、CAT 和POD 是生物體內(nèi)主要的保護(hù)系統(tǒng)酶,在清除生物自由基上有著重要作用,其活性與植物對(duì)逆境的適應(yīng)能力密切相關(guān)[12-13]。SOD 活性較高的是漾雜1號(hào)、云龍桐子果和慶豐1號(hào);POD 活性較高的是鳳山6 號(hào)和洛吉10 號(hào);CAT 活性較高的是瀘水1號(hào)和鳳山6號(hào)。MDA 是膜脂過(guò)氧化作用的產(chǎn)物,是廣泛用作衡量膜脂過(guò)氧化損傷的指標(biāo)之一,其含量代表膜脂過(guò)氧化程度,MDA 含量越高,膜脂過(guò)氧化程度越嚴(yán)重[14],可用于反映植物細(xì)胞膜受傷害程度及抵御逆境能力的強(qiáng)弱[15-16]。MDA含量較小的是大沙殼和漾雜大木瓜。脯氨酸及可溶性蛋白含量是植物體內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)[17-18],是植物抗寒性鑒定的重要生理指標(biāo)[19]。慶豐1 號(hào)和漾雜1號(hào)的脯氨酸含量較高;大沙殼、圓菠蘿和慶豐1號(hào)的可溶性蛋白含量較高。

        目前,核桃在我國(guó)是以食用干果為主的樹(shù)種,開(kāi)花結(jié)實(shí)仍是對(duì)核桃優(yōu)良種質(zhì)進(jìn)行篩選評(píng)價(jià)的重要指標(biāo),泡核桃無(wú)性系林分一般5 ~6年才開(kāi)始開(kāi)花結(jié)實(shí)。本文僅對(duì)在廣西鳳山縣種植的16 個(gè)品種4年生正常人工林的生長(zhǎng)情況及其生理適應(yīng)性進(jìn)行對(duì)比分析,今后應(yīng)進(jìn)一步研究脅迫和逆境對(duì)其生長(zhǎng)及光合生理特性等的影響,以期為泡核桃在廣西的生產(chǎn)實(shí)踐、推廣應(yīng)用及新品種選育提供參考。

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