杨虎义
(山西省五台山国有林管理局, 山西 繁峙 034302)
杏具有食用、油料和药用价值,同时还是园林绿化、防风固沙的优良树种,也是发展干果经济林的主要树种。但杏树开花早、易受晚霜危害,影响了杏的生态产业化发展。为了探索适应山西北部和高山区栽培的耐寒品种,五台山林区和山西农业大学合作于2008年至2010年进行了杏抗寒性研究。
试验地设在五台县豆村,这里地处黄土高原丘陵区,海拔900 m~1300 m,在山西省五台县城西北20 km左右。属华北型高原气候,冬冷夏热,春旱秋涝。年均气温5℃左右,1月-27℃,7月20℃,年降水量450 mm,无霜期108 d左右。立地为弃耕地,土壤是棕壤土,肥力中等。
试验材料为杏的枝条和花,采自山西省农科院果树研究所杏树种质资源圃,共5个品种:即串枝红、兰州大接杏、金杏、沙金红、早熟墨叶杏。
材料处理在1月中旬进行。在杏枝条抗寒力最强时,取粗度一致、发育正常的一年生枝,用梯度降温法,分组进行冷冻处理。降温和升温速度为2℃/h,冷冻温度为-2℃、-4℃、-6℃、-8℃、-10℃,冷冻时间为24 h;在春季3月-4月观察花的受冻情况。
1.3.1 指标测定
电解质外渗率的测定采用电导法,分组进行冷冻处理。每个样品重复3次,应用电解质渗出率配以Logistic方程确定半致死温度(LT50)、Logistic方程的拟合采取0.618法;酶液制备、过氧化物酶(PO)活性测定(愈创木酚比色法);超氧化物岐化酶(SOD)活性测定用氮蓝四唑(NBT)显色法;
1.3.2 过氧化物酶活性测定
过氧化物酶活性测定采用愈创木酚比色法,其主要操作过程如下:
1)0.30 g材料+3.0 ml的 0.1M Tris_Hcl(两次加入)→冰浴下成匀浆→5.0 ml离心管→4000 rpm/min(15 min)。
2)0.1M H3PO4缓冲液PH=6为参考比色杯+40ul酶液+反映液3ml→读数同时计时,读取470 nm处光密度值→反应3 min,在470 nm再测光密度值。
1.3.3 超氧化物岐化酶活性测定
超氧化物岐化酶活性测定采用氮蓝四唑(NBT)显色法,其主要操作过程:
①0.1g材料+2 ml缓冲液H3PO4PH=7.8→冰上研磨→5 ml离心管→12 000r pm/min(15 min)
②5 ml NBT+100 ul酶液→摇匀→25℃照光20 min→560 nm比色。
每样品测定均设3次重复。
通过观察花的受冻和保存情况,冻花率的排序为沙金红>早熟墨叶杏>金杏>兰州大接杏>串枝红。
杏一年生枝条,经低温冷冻处理后,测定组织含水量、sod活性、pod活性、mda含量、蛋白质含量、脯氨酸含量、高能磷、无机磷、韧皮木质比,抗寒指标测定结果显示,在这5个杏品种当中,串枝红的半致死温度最低,所以初步认为串枝红的抗寒性最好;兰州大接杏和金杏的半致死温度相对高一些,其抗寒性相对较差一些;而沙金红和早熟墨叶杏则是致死温度最高的,所以抗寒性最差。
将10个生理生化指标与半致死温度列相关系数阵,从相关系数阵可以看出,半致死温度与过氧化物酶活性、蛋白质含量、超氧阴离子产生速率、脯氨酸含量、无机磷含量、韧皮木质比率显著相关,半致死温度可以代表这些指标绝大部分信息,从而验证了半致死温度可以作为快速鉴定的单因素指标。同样,还可以看出,丙二醛含量、韧皮木质比率与其他多数指标显著相关,一定程度上可作为单一指标进行抗寒性鉴定。
低温协迫下杏品种生理生化指标
从5个品种的生理生化指标值及其半致死温度与生理生化指标值相关系数分析,抗寒性由高到低排序为串枝红、兰州大接杏、金杏、早熟墨叶杏、沙金红。
通过实验比较:串枝红抗寒性最强,金杏、兰州大接杏次之,沙金红及早熟墨叶杏抗寒性最差;同时分析出可单一鉴定这些杏品种抗寒性的主要生理指标,即半致死温度、丙二醛含量、韧皮木质比率。
杏蕾期和开花期不同时期、不同树势抗寒力不同。杏枝条经过抗寒锻炼进入深度休眠后,获得了最大抗寒力,故生产中应选择串枝红、兰州大接杏。