杏树抗寒生理研究初报

杏树抗寒生理研究初报黄永红1,2,沈洪波1,陈学森13(1.山东农业大学园艺科学与工程学院,山东泰安　271018;2.山东省泰山职业技术学院)摘要:本文以红丰、骆驼黄及凯行杏等3个品种为试材,对杏树抗寒生理进行了研究,结果表明,①红丰杏休眠枝自由水/束缚水含量比值明显低于骆驼黄及凯特杏;②随着处理温度的降低,枝条的相对电导率变大,且在-30℃时剧烈增加,红丰杏的相对电导率值一直较低;③超氧化物歧化酶活力变化趋势为“升-降-升-降”,有两个高峰,而过氧化物酶及过氧化氢酶活力的变化趋势为“升-降-升”,而红丰杏酶活力提高的幅度较大;④杏树枝条内可溶性蛋白含量有所增加,在-35℃以前变化比较平缓,自-35℃才开始升高,到-40℃时,蛋白含量急剧增加,红丰杏的蛋白含量始终高于其它品种;⑤随着处理温度的降低,枝条脯氨酸及可溶性糖含量,呈明显增加趋势,其中红丰杏增加的幅度大于骆驼黄及凯特杏。

综合以上研究结果,表明红丰杏较其它两个品种有较强的抗寒性。

关键词:杏品种;抗寒生理中图分类号:S662.2 文献标识码:A 文章编号:1000-2324(2005)02-0191-05作者简介:黄永红(1962-　),女,副教授,主要从事果树遗传育种等方面的教学和研究工作。

3通讯作者:E -mail :chenxs @A PRE L IMINAR Y STU DY ON COLD RESISTANT PH YSIOLOG Y OF APRICOTHUAN G Y ong -hong 1,2,SH EN Hong -bo 1,CH EN Xue -sen 13(1College of Horticulture ,Shandong Agriculture University ,Tai ’an ,271018,China ;2Professional and Technical college of shandong Tai shan ,Chian )Abstract :The p hysiological mechanism of f reezing -resistance in apricot was st udied ,wit h Hongfeng ,L uot uohuang and Katy as materials.The result s were as follows :①The rate of f ree water content to tied water in twigs of Hongfeng ap ricot during t he dormancy was obviously lower t han t hat L uot uohuang and Katy.②The relative conductances of all varieties twigs were all increased wit h t he temperat ure decrea 2sing ,and t hey were rapidly increased at -30℃.But t he relative conductance in Hongfeng was always lower t han ot hers.③The change trend of SOD activity was ‘high -low -high -low ’,and t here were two peaks in t he t rend line.The change t rends of POD and CA T activity were “high -low -high ”,and t here is one ‘peak ’.And t he increasing range was bigger in Hongfeng t han t hat in ot hers.④The solu 2ble p rotein content increased as t he temperat ure droping ,and it suddenly increased at -40℃.The solu 2ble protein content in Hongfeng was higher t han t hat in ot hers.⑤The proline and soluble sugar content in twigs increased observably ,and t he change of Hongfeng was larger t han ot hers.According to t he a 2bove result s ,we could conclude t hat Hongfeng apricot was higher freezing -resistance.K ey w ords :ap ricot varieties ,cold resistant p hysiology干旱、寒冷、盐渍化、病虫害等逆境导致果树产量下降,品质变劣,严重时会造成果树死亡。

桃、李、杏、樱桃等核果类果树早春开花早,常常遭受晚霜危害,一方面直接造成花器官冻害,另一方面花期低温影响蜜蜂活动,导致传粉受精不良,而影响坐果[1]。

因此,如何避免或减轻晚霜危害对核果类果树生产具有重要意义,其中选育花期抗寒性强的品种是最经济、有效的途径之一。

近年来,有关果树抗寒生理、种质资源的抗寒性鉴定以及抗寒育种等方面的研究取得了很大进展[2],其中有关杏抗寒性方面亦有几篇研究报道[3-5]。

陈学森等对2001年的花期晚霜(-6～-8℃)造成的核果类果树品种花器冻害进行了调查,结果表明,不同杏品种花器冻害程度存在很大差异,其中红荷包及红丰等品种的受冻率明显低于其他品种[6,7]。

本试验进一步利用多种生理指标对红丰、骆驼黄及凯特等3个品种的抗寒生理进行了研究,旨在明确红丰杏的抗寒性及抗寒机理,为生产和育种上的有效利用提供科学山东农业大学学报(自然科学版),2005,36(2):191～195Journal of Shandong Agricultural University (Natural Science )　依据和参考。

1　材料与方法1.1　材料与处理试验于2002～2003年在山东农业大学果树生物学实验室进行,取红丰、骆驼黄及凯特杏等3个品种5～10年生成龄树的树体中上部的一年生枝条,各品种的枝条在植株的朝向和部位力求一致。

将枝条剪成40cm 左右,洗净擦干后将枝条末端进行蜡封,放于冰箱中(0℃～4℃)保存备用。

在控温冰箱内进行低温处理,处理温度梯度为:C K (0℃),-20℃,-25℃,-30℃,-35℃,-40℃。

降温速度为4℃/h ,达到目的处理温度后维持12h ,然后升温,升温速度亦为4℃/h 。

1.2　测定方法1.2.1　自由水/束缚水比值的测定　各试验设计及生理指标测定均重复3次,并进行统计分析。

组织含水量用烘干法称重法测定[8];自由水用阿贝折射仪法测定[9]。

束缚水含量(%)=组织含水量(%)-自由水含量(%)。

1.2.2　电解质渗透率　避开芽眼,将枝条剪成0.5cm 长的茎段(除去末段3cm 长的封蜡区),称取2g 左右茎段加入一支大试管中(每处理重复3次),加入20ml 蒸馏水,抽气1h ,摇匀,测初电导;封口,于沸水中煮1h ,冷却到室温,静置6h ,测终电导。

相对电导度(L )=(初电导-蒸馏水电导)/(终电导-蒸馏水电导)×100%;伤害度(%)=(Lt -Lck )/(1-Lck )×100,Lt -处理枝条的相对电导度,Lck ———对照枝条的相对电导度。

1.2.3　可溶性糖含量测定　取0.15g 形成层,加蒸馏水8ml ,研磨成匀浆后,转移至带塞试管,煮沸1h ,冷却至室温(若不沉淀则转移至离心管,4000转/min ,5min ),吸取0.5ml 上清液放于干净试管,加入1.5ml 蒸馏水,加入lml 9%苯酚,最后加入5ml 浓硫酸,室温下静置10min ,最后在485nm 下比色。

1.2.4游离脯氨酸(Pro )含量测定　采用改进的茚三酮比色法[8]。

1.2.5　SOD 、CA T 和POD 活性测定　SOD 采用NB T 还原法[8],POD 用愈创木酚法测定[9];CA T 活性用过氧化氢法测定[9]。

1.2.6　测定可溶性蛋白含量　采用考马斯亮兰法[10]。

2　结果与分析2.1　杏品种枝条中自由水含量/束缚水含量比值的差异3个杏品种(图1)骆驼黄、红丰及凯特等枝条内的自由水含量/束缚水含量分别为1.2255、0.46807、1.42899。

不同品种的自由水含量/束缚水含量比值差异较大,方差为0.512829,CV %=0.68802。

该比值的大小是衡量植物抗性的重要指标。

自由水含量/束缚水含量比值小的表明束缚水含量较多,其抗性较强。

红丰的自由水/束缚水比值(0.46807)最小,表明其抗性较强;骆驼黄、凯特杏的抗寒能力依次降低。

该结果抗寒力排序结果与2001年春季与花朵抗寒性的调查结果基本一致[7]。

2.2　杏品种枝条在低温处理中电解质外渗量的差异由图2可见,随着处理温度的降低,伤害程度加重,杏品种枝条的相对电导率呈上升趋势。

自-25℃始出现急剧增加,说明低温处理使细胞膜的受损程度加重。

由图2还可以看出在-25℃后各品种的相对电导率值出现较大差异,红丰杏的相对电导率值一直显著低于骆驼黄和凯特,说明红丰杏的抗寒能力高于其它两个品种。

・291・山东农业大学学报(自然科学版) 第36卷2.3　杏品种枝条在低温处理过程中形成层中可溶性糖和脯氨酸(Pro )含量的变化从图3的变化趋势来看,随着处理温度的降低,杏枝条形成层中的可溶性糖含量逐渐增加,从-20℃开始,枝条的可溶性糖含量急剧增加;但自-30℃左右开始,可溶性糖含量变化曲线趋于平缓,即变化趋势呈“S ”型。

且红丰杏的可溶性糖含量增加量高。

脯氨酸在植物抗冻中具有重要作用,低温胁迫往往伴随着脯氨酸含量的增加,其含量高低与植物抗寒性密切相关,抗寒性强的品种增加的倍数越高。

由图4可见,随着处理温度的降低,杏枝条形成层中的脯氨酸含量明显增加。

红丰杏的脯氨酸含量增加倍数为5.22倍,而凯特杏的增加倍数仅为2.61。

由此说明,在低温胁迫下,红丰杏能产生相对较多的可溶性糖和脯氨酸来增强抗冻能力。

2.4　降温处理过程中保护酶活力的变化SOD 作为清除超氧物阴离子自由基(O 2-)的重要酶类,其活性大小可以反映细胞对逆境的适应能力。