4种甜樱桃砧木的抗寒生理特性研究

陈秋芳 陈冲 马碧虎 赵大俊 程培红

摘 要：以酸樱桃、大青叶、吉塞拉5号、毛樱桃4 种甜樱桃砧木为试材，测定在不同低温处理条件下各种砧木电导率、可溶性糖及丙二醛（MDA）的变化，评价砧木抗寒性。结果表明，毛樱桃在低温胁迫条件下电导率、MDA含量均显著低于其他3种砧木，可溶性糖含量在-40～-35 ℃区间仍呈上升趋势。3种抗寒指标的测定结果均表明，毛樱桃具有较强的抗寒性，吉塞拉5号次之，大青叶最弱。

关键词：甜樱桃；砧木；抗寒性

甜樱桃是蔷薇科李属的一个种，是经济效益较高的树种之一[1]。随着果农对甜樱桃果品价值认可度的提高，甜樱桃在果树生产中得到广泛推广。前人对甜樱桃丰产、优质栽培技术已有较为详尽的研究报道，而对于樱桃砧木的抗寒生理研究报道得较少。研究甜樱桃不同砧木的抗寒性对扩大甜樱桃种植区域意义重大。

本试验对山西省农业科学院果树研究所甜樱桃品种园的4种甜樱桃砧木（酸樱桃、大青叶、吉塞拉5号、毛樱桃）越冬期的抗寒生理生化特性进行了比较研究，通过对不同砧木枝条电导率、可溶性糖和丙二醛含量在不同低温胁迫条件下的测定，分析各不同砧木之间的抗寒性差异，为进一步筛选甜樱桃抗寒砧木提供理论依据。

1 材料与方法

试验在山西省农科院果树研究所（地处山西省太谷县）进行，试材酸樱桃、大青叶、吉塞拉5号和毛樱桃，均采自本所樱桃品种园5年生砧木树上。树势中庸，管理水平一般。2013年1月14日在树体进入深休眠时剪取各砧木植株外围1年生直径大约0.3 cm左右枝条。采回先用自来水冲洗干净，再用去离子水冲洗，滤纸吸干，剪成3～4 cm 长的小段，装入保鲜袋中，在0 ℃条件下保存备用。将试材放入人工气候箱中逐渐降温至-20 ℃、-25 ℃、-30 ℃、-35 ℃、-40 ℃（5 ℃/h），分别处理8 h，低温处理完成后，取出试材在4 ℃冰箱中恢复2 h，室温下恢复1 h，以保存在0 ℃条件下的试材为对照。

电导率的测定使用DDS-307的电导仪；可溶性糖含量测定采用蒽酮法；丙二醛（MDA）含量的测定采用双组分光光度计法 [2]。数据处理采用Excel软件处理。

2 结果与分析

2.1 电导率的变化

电导法是通过人工低温处理，改变生物膜透性，增加组织渗透液内电导值来测定植株的抗寒性。相同温度下电导率越高，表明植株的抗寒性越弱。试验结果表明（图1），随着温度的下降，4种砧木枝条细胞内电导率总体呈上升趋势，其中，大青叶的外渗率相对较大，毛樱桃的外渗率相对较小。毛樱桃的抗寒性较强，大青叶较弱。

图1 低温胁迫下4种砧木电导率变化

半致死温度可作为评价抗寒性的一个指标，目前，以电导率达50%时的温度作为半致死温度[3]。依据枝条组织在不同处理温度下的电导率曲线计算出大青叶、酸樱桃、吉塞拉5号以及毛樱桃的半致死温度分别为-18.9 ℃、-24.1 ℃、-27.6 ℃及-31.7 ℃。半致死温度越低，抗寒性越 好。 供试的4种砧木抗寒性

从强到弱依次为：毛樱桃、吉塞拉5号、酸樱桃以及大青叶。-20 ℃对于大青叶砧木来说已经是极限，-20 ℃低温的地区不适宜用大青叶做砧木栽培甜樱桃。

2.2 低温处理枝条可溶性糖含量的变化

在高等植物的抗寒性研究中发现，可溶性糖含量与植物抗寒性之间呈正相关，抗寒性强的品种可溶性糖含量高。本试验结果表明（图2）：随着温度的逐渐降低各砧木枝条内可溶性糖含量呈逐渐升高的趋势，大青叶、酸樱桃和吉塞拉5号在-35 ℃达到最大，后又逐渐降低，说明-35 ℃是极限温度。在这个过程中吉塞拉5号可溶性糖含量一直高于大青叶和酸樱桃。在相同温度条件下吉塞拉5号的抗寒性强于酸樱桃，大青叶较弱。而毛樱桃在-35 ℃继续降温到-40 ℃时，其可溶性糖仍呈上升趋势，说明还没有到达极限温度，其抗寒性更强。

图2 低温胁迫下4种砧木可溶性糖含量的变化

2.3 低温处理枝条丙二醛（MDA）含量的变化

MDA是膜脂过氧化作用的最终产物，也是膜系统受害的重要指标之一。枝条内 MDA 含量随自然温度的下降而增加；抗寒性强的品种 MDA 含量低，抗寒性弱的品种 MDA 含量高，与电导率的变化相一致。试验结果表明（图3）：对照温度（0 ℃）条件下，毛樱桃枝条内MDA

图3 低温胁迫下四种砧MDA含量的变化

含量显著低于其他3种砧木，随着温度的降低，4种砧木枝条MDA总体呈现逐步上升的趋势，说明在低温胁迫下，脂质发生过氧化作用细胞膜受损。其中，大青叶、酸樱桃、吉塞拉5号在-35 ℃出现MDA极大值后突然下降，而毛樱桃在-40～-35 ℃区间的MDA仍呈上升趋势，说明-40 ℃还没有达到最大值。

3 结论和讨论

植物组织受到低温胁迫，由于膜的结构和功能受损，使其透性增大，细胞内各种水溶性物质有不同程度的外渗，水的电导度因电解质的外渗而加大，外渗愈多，伤害愈重，电导度的增加也愈大，所以，电导率、丙二醛等指标可作为砧木早期抗寒性的鉴定指标[7]。

本试验以毛樱桃、吉塞拉5号、酸樱桃和大青叶4种不同甜樱桃砧木为材料，通过对其进行电导率、可溶性糖以及MDA含量的变化规律测定来评价砧木抗寒性。试验结果表明，毛樱桃自然低温条件下枝条内MDA含量显著低于其他3种砧木。MDA是膜脂过氧化的最终分解产物，MDA的积累反映了细胞膜的伤害程度，是常用的膜脂过氧化指标[6]。毛樱桃电解质外渗率也相对最小，说明在低温胁迫下，毛樱桃受到的细胞膜伤害最小。而大青叶在低温胁迫下电导率、MDA含量明显高于其他3个砧木，说明大青叶在低温下细胞膜受伤害程度高，抗寒性也最弱。

综合分析低温胁迫下毛樱桃、吉塞拉5号、酸樱桃和大青叶4种甜樱桃砧木枝条电导率、可溶性糖、MDA的变化规律以及半致死温度的确定，可初步认为4个砧木品种中毛樱桃的抗寒性最强，大青叶的抗寒性最弱，吉塞拉5号的抗寒性略比酸樱桃强。植物抗寒性除受到诸多环境因素的影响外还受遗传因素的决定，植物对逆境的抵抗和适应包括一系列复杂的生理生化过程[4]。而以上只是通过几个生理指标对甜樱桃砧木的抗寒性进行了初步比较，所以还需通过试验及大田进一步验证。

参考文献

[1]张玉星. 河北农业大学.果树栽培学[D].北京：中国农业出版社，1997.

[2]邹 琦. 植物生理学实验指导[D]. 北京：中国农业出版社. 2006：5.

[3]Sukumaran N P， Weiser C J. Method of Determining Cold Hardiness by Electrical Conductivity in Potato[J]. Hort Science， 1972， 7：467-468.

[4]倪志华，陈团显，朱 博， 等. 果树抗寒性研究进展[J].现代园艺，2009（8）：11-13.

[5]李勃， 刘成连， 杨瑞红，等. 樱桃砧木抗寒性鉴定[J]. 果树学报2006，23（2）：196-199.

[6] 陈新华，郭宝林， 赵 静，等.休眠期内甜樱桃不同品种枝条的抗寒性[J]. 河北农业大学学报，2009，32（6）：37-40.

[7]梅立新，蒋 宝，赵政阳，等.几种方法测定苹果矮化砧木枝条抗寒性指标的比较[J]. 西北农业学报 2008，17（6）：103-106.

基金项目：山西省国际科技合作项目（2012081003）；山西省农科院育种基础工程（Yy2jc1312）。

第一作者简介：陈秋芳（1971-），女，硕士，从事樱桃育种与栽培技术研究。