不同无花果品种抗寒性的测定

袁方 苏卫国 张振玲

摘要[目的] 为了比较不同品种无花果的抗寒性。[方法] 采用电导法，测定5个梯度低温处理的无花果一年生枝条的电解质渗出率，并结合水插法和徒手切片法验证电导法，测定无花果抗寒性的准确性。[结果]温度越低，电解质渗出率越大，说明低温对膜系统和组织结构的破坏得越严重，恢复生长能力越差，受冻害程度越严重。[结论]布兰瑞克和小叶无花果在天津地区生长受冻的临界低温均在12℃左右；无花果抗寒性的强弱为布兰瑞克>小叶无花果。

关键词电导法；低温处理；细胞膜透性；水插法

中图分类号S432.3+4文献标识码A文章编号0517-6611（2014）14-04183-02

Determination of Cold Tolerance of Different Varieties of Figs

YUAN Fang et al（Tianjin HiTech Municipal Virescence Co.Ltd，Tianjin 300384）

Abstract [Objective] The research aimed to compare cold tolerance of different varieties of figs.[Method] The conductance method was used in the study to determine electrolyte leakage of oneyearold fig branches which was processed in 5 gradient of lowtemperature.Besides，water interpolation and hand slicing methods were combined to verify the accuracy of conductivity method as to fig cold tolerance.[Result] The lower the temperature，the greater the electrolyte leakage was.So，following with the lowtemperature destruction of the membrane system and organizational structure becoming serious，the ability to restore growth was weaker，and the cold damage was more serious.[Conclusion] In the Tianjin area，initial critical temperature of Bulanruike and Xiaoye figs getting frozen was at about 12 ℃.The strength of the figs cold tolerance was Bulanruike > Xiaoye fig.

Key words Conductance method； Low temperature treatment； Cell membrane permeability； Water interpolation

无花果又名映日果、奶浆果、蜜果、树地瓜等，为桑科榕属（也称无花果属）植物的品种果实[1]。它原产地中海沿岸，是世界上最古老的栽培果树树种之一。无花果性平味甘，可用于治疗咽喉痛，还可清热润肠以及食欲不振、消化不良[2]。无花果栽培容易，适应性广，生长适温为22～28 ℃，在华北内陆地区如遇-10～-12 ℃低温新梢即发生冻害，抗寒品种如小叶无花果、布兰瑞克等在-13～-15 ℃时也受冻；而少数不耐寒的品种如黄果、玛斯义陶芬等在-4～-6 ℃时受冻。当温度低于-18 ℃左右时，一般品种地上部分均会冻死[3]。

抗寒性是植物在对低温寒冷环境的长期适应中通过本身的遗传变异和自然选择获得一种抗寒能力。当植物遭到寒害时，一方面生物膜发生相变，从液晶态变成凝胶态；另一方面膜系统的结构也受到破坏，使膜上的酶活性特别是起离子泵作用的ATP酶活性受到损害，结果引起细胞生理生化过程的异常，造成植物的伤害和死亡[4]。因此，膜系统冷稳定性和分子水平的研究受到广泛的关注[5]。目前，国际上采用测定抗寒性的方法有全株冰冻测定法、电解质渗出率法、叶绿素荧光法、热分析法、电阻抗图谱法以及核磁共振显微镜图谱法等[6]。其中，电导率法是比较常用的测定抗寒性的方法。其原理是在低温胁迫下，膜受到不同程度的伤害，原生质膜的选择性随之丧失，由此引起细胞内电解质外渗，组织渗出率电导率升高。因而，用电导仪测定组织渗出液电导率的变化，即可定量地表示低溫对植物的伤害和植物的抗逆性[7]。

1材料与方法

1.1试验材料试验材料为天津农学院内栽植的布兰瑞克、校园温室内扦插的黄果以及小叶无花果的一年生且生长状况良好的枝条。

1.2试验方法将选取好的枝条洗净后剪成长短相对一致（长20 cm左右）的短枝，然后将每种无花果枝条均匀地分成5大组，将每大组再均匀地分成3小组。要保证各组枝条粗细均匀一致，并包上报纸，打湿后用塑料膜包裹，放在0 ℃冰箱里备用。取出4组，分别放入已设定好温度为-7、-12、-17和-22 ℃的冰箱中进行24 h的低温处理。然后，将每大组的第I组剪成2～3 mm厚的片状小段。取3 g，置于洗净的磨口三角瓶内，并加入30 ml蒸馏水，塞好瓶塞，静置24 h，重复8～10次。浸泡24 h后，测定电导率，求平均值（C1），再把三角瓶放在水浴锅中煮沸20 min，静置冷却24 h，再测定电导率，求平均值（C2）。将第Ⅱ组枝条剪成10 cm左右的茎段20多个，插入盛有蒸馏水的玻璃瓶中，隔2 d观察1次，并且换水。在第Ⅲ组的无花果枝条中随机取出样本，进行解剖，在解剖镜下观察生理结构变化。

1.3指标测定与方法

1.3.1电解质渗出率的测定。将对照组置0 ℃冰箱内贮藏，将其余4个大组放入冰箱内，分别做连续梯度的降温处理，设置的处理温度为-7、-12、-17、-22 ℃。每组都要经过24 h的低温处理。将处理后的试材取出，用剪刀分别将每个处理组中的I组无花果枝条剪成2～3 mm厚的片状小段，用电子天平称取3 g样品置于洗净的磨口三角瓶内，并加入30 ml蒸馏水，塞好瓶塞，静置24 h，6次重复。在浸泡24 h后，用电导仪测定渗出液的电导率，求其平均值（C1），然后将低温处理后各样品放入水浴锅中煮沸20 min，杀死组织细胞，静置冷却24 h，再测定电导率，取其平均值（C2），并按下列公式计算出电解质渗出率。

电解质渗出率=C1（低温处理电导率）/C2（煮沸后电导率）×100%[8-9]

1.3.2生长情况的观察。将不同低温处理后3种无花果枝条的每个大组中的第Ⅱ组无花果枝条剪成10 cm左右的小段，插入盛有蒸馏水的玻璃瓶中，每2～3 d观察1次，换水，观察其萌芽展叶生长的情况，持续41 d。

1.3.3不同低温处理后徒手切片观察组织结构。在不同低温处理下，将3个无花果品种的每一大组中第Ⅲ组的一年生枝条平均分成3份，从每份中随机取出样本进行解剖，在解剖镜下观察经不同低温处理后每种无花果一年生枝条外表皮颜色，再观察其内部组织中韧皮部、木质部、髓部受冻害的程度。这主要通过其颜色深浅的变化以及细胞的排列、破损情况等表现出来。

2结果与分析

2.1不同温度处理对无花果枝条质膜透性的影响通过低温处理试验，分别得到3种无花果枝条的电解质渗出率。由图1可知，在不同温度处理下布兰瑞克枝条电解质渗出率之间均存在0.01水平显著差异，随着处理温度的降低，枝条的电解质渗出率逐渐升高，-22 ℃下电解质渗出率明显高于其他处理，对照试验的电解质渗出率最低。因此，试验结果的差异不是由随机误差造成的，而是温度影响的结果。

不同温度处理下黄果枝条电解质渗出率之间均存在0.01水平显著差异，随着处理温度的降低，枝条的电解质渗出率逐渐升高，-22 ℃下电解质渗出率明显高于其他处理，对照的电解质渗出率为最低。因此，5个处理下试验结果的差异不是由随机误差造成的，而是温度影响的结果。

不同温度处理下小叶无花果枝条电解质渗出率之间存在0.01水平显著差异。随着处理温度的降低，枝条的电解质渗出率逐渐升高，-22 ℃下电解质渗出率明显高于其他处理，对照电解质渗出率为最低。因此，5个处理下试验结果的差异不是由随机误差造成的，而是温度影响的结果。

图1电解质渗出率由图1可知，3种无花果枝条的电解质渗出率随着温度降低而逐渐升高，其中小叶无花果的电解质渗出率在0～-7 ℃处理时明显升高；布兰瑞克和黄果的电解质渗出率在-12～-17 ℃处理时明显升高。同时，小叶无花果的电解质渗出率在-7～-17 ℃处理时明显高于布兰瑞克和黄果。这说明小叶无花果的抗寒性低于布兰瑞克和黄果。

2.2不同低温处理对无花果枝条生长的影响通过对每种无花果枝条5组降温处理下水培生长的观察，在水插41 d后观察无花果枝条的最初萌动日期和扦插相隔天数、萌动枝条数、展叶情况等生理指标。由图2～4可知，3种无花果枝条的萌芽时间随着处理温度的降低而推迟，枝条萌芽率也降低，展叶情况也因温度的降低从正常到不展叶。-22、-17 ℃下3种无花果枝条均未萌发，说明3种无花果枝条在这2种温度条件下受到的伤害极严重，对其生长发育状况极不利；-12 ℃下黄果枝条未萌发，布兰瑞克与小叶无花果枝条均萌发，小叶无花果枝条萌动期比布兰瑞克枝条萌动期迟4 d，枝条萌芽率比布兰瑞克枝条萌芽率低15%，说明黄果枝条在-12 ℃下受到的伤害严重，对其生长发育状况不利，而布兰瑞克和小叶无花果枝条在-12 ℃下有一定的抗寒能力；-7 ℃下3种无花果枝条均萌发，其中布兰瑞克与小叶无花果的萌芽率分别为80%和70%，而黄果枝条萌芽率仅为35%，说明-7 ℃的温度下布兰瑞克和小叶无花果枝条受到的伤害很小，此时这2种无花果枝条具有较强的抗寒能力，而黄果枝条在-7 ℃的温度下虽具有一定的抗寒能力，但相比布兰瑞克和小叶无花果较弱。

注：左起依次为对照、-7 ℃、-12 ℃、17 ℃和-22 ℃。

图2低温处理对布兰瑞克枝条水插生长状况的影响注：左起依次为对照、-7 ℃、-12 ℃、17 ℃和-22 ℃。

图3低温处理对黄果枝条水插生长状况的影响2.3不同温度处理下无花果枝条外部形态和内部组织的变化对不同低温处理下无花果枝条的随机抽取样本进行解剖。在解剖镜下观察的结果显示，温度越低，无花果枝条外部的颜色以及内部组织中的韧皮部、木质部和髓部的顏色逐渐加深。同时，细胞变得不饱满，细胞排列由紧密有序逐渐

注：左起依次为对照、-7 ℃、-12 ℃、17 ℃和-22 ℃。

图4低温处理对小叶无花果枝条水插生长状况的影响变为杂乱无序。经过-22 ℃低温处理后，无花果枝条外部形态和内部组织的颜色与对照相比差异最大，受冻害更加严重；布兰瑞克和小叶无花果经-7、-12 ℃低温处理的枝条外部形态和内部组织结构与对照组差别不大，表明枝条在-7、-12 ℃受到的影响不大，当温度降为-17 ℃时处理后的枝条外部形态和内部组织颜色明显加深，细胞排列无序，说明此时枝条受到冻害；黄果经过-7 ℃低温处理后外部形态和内部组织结构与对照组差别不大，当温度降为-12和-17 ℃时处理后枝条外部形态和内部组织颜色明显加深，细胞不太饱满，排列无序，说明此时枝条受到冻害。

3结论与讨论

对于每种无花果（布兰瑞克、小叶无花果和黄果）而言，温度越低，电解质渗出率越大，说明低温对膜系统、组织结构的破坏越严重。电导法结合徒手切片法和水插法可初步得出布兰瑞克和小叶无花果在天津地区生长受冻的临界低温均为-12 ℃。

根据电导法测定出的电解质渗出率的平均值，可以得出小叶无花果的抗寒性低于布兰瑞克和黄果。然而，通过徒手切片和水插法观察，得出3种无花果抗寒性强弱依次为布兰瑞克>小叶无花果>黄果。因此，3种方法得出的3种无花果抗寒性强弱的比较结果不一致。由于黄果枝条取自温室的扦插苗，而布兰瑞克和小叶无花果枝条均取自自然环境条件下，因此测出的黄果抗寒性結果不可靠，且与小叶无花果和布兰瑞克的抗寒性结果不具有可比性，所以该试验只能得出布兰瑞克与小叶无花果的抗寒性强弱，即布兰瑞克>小叶无花果。

在测定煮后电导率时，发现每种无花果的5组数据应该一致，但在实际操作中存在偏差；在观察外部形态时不能等枝条干枯后再观察，一定要用肉眼及时观看枝条的外部形态和徒手切片法观察枝条的内部结构，人为因素较强。这就造成了试验结果的不准确。由观察结果可知，-17和-22 ℃低温处理下3种无花果均无发芽情况，说明设置比-17 ℃更低的温度已没有意义，而应选择比-17 ℃更高的温度设置温度梯度，且应设置相对较多的温度梯度等问题还有待进一步研究解决。

参考文献

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