不同营养系苹果砧木的抗寒性评价

赵玲玲 宋来庆 李支成 刘美英 唐岩 孙燕霞 姜中武*

1）山东省烟台市农业科学研究院·265500 2）烟台大学农学院

不同营养系苹果砧木的抗寒性评价

赵玲玲1,2宋来庆1李支成1刘美英1唐岩1孙燕霞1姜中武1,2*

1）山东省烟台市农业科学研究院·265500 2）烟台大学农学院

以选育的6种抗重茬砧木优系和3种不同抗性苹果砧木为试材，测定了低温胁迫下不同砧木电导率、丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)活性等指标的变化。结果表明，不同砧木的电导率、丙二醛含量、SOD酶活性在各低温点变化基本一致。根据各测定指标结果对供试砧木抗寒性作了初步评价，N280＜N106＜MM106＜N401＜福山沙果＜N100＜N307＜辽砧一号＜N400。

抗重茬，砧木，抗寒性

营养系砧木是由自身器官、组织体细胞所形成根系的砧木，新形成的个体仍保持着母株固有的遗传特性，可保证砧木苗和嫁接品种生长的一致性。欧美等国家主要推广的是矮化营养系自根砧砧木，具有园貌整齐、早果丰产等特点，主要采用压条的方式进行繁殖。目前，我国苹果苗木繁育主要利用八棱海棠、平邑甜茶、新疆野苹果、山定子等种子实生砧作砧木，除平邑甜茶为无融合生殖砧木、种子整齐度较高外，其余均为异花授粉类型，后代株间有差异，致使嫁接其上的苹果品种表现存在较大差异，产量、果形、果色和内在品质不统一（王荣等，2012）。烟台沙果是我国胶东地区传统的苹果实生砧木资源，具有根系发达、抗旱、耐盐和一定的抗重茬能力等特性。姜中武等（2012）采集烟台沙果、八棱海棠的枝条，在苹果重茬苗圃地内进行扦插，筛选出500余个能够扦插和压条繁殖的营养系砧木类型。根据1年生枝条的颜色，可以分为红褐色、黄绿色和紫褐色3个类型。本试验以从烟台沙果里面筛选出的不同营养系砧木类型为试材，对枝条进行低温处理，研究不同类型的砧木资源的抗寒能力，为营养系砧木的有效利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验品种为从烟台沙果中筛选出的易于扦插和压条繁殖的营养系砧木类型，紫褐色枝条类型：N100、N106；红褐色枝条类型N280、N400；黄绿色枝条类型：N307、N401。同时选择易于压条繁殖的营养系砧木MM106、烟台沙果、辽砧一号作为对照品种。各砧木类型均保存在烟台市农科院苹果砧木资源圃。

1.2 试验处理

秋季落叶后，采集生长健壮、粗细均匀一致的1年生休眠枝条，将剪成20 cm长的枝段，用石蜡封闭枝条两端的剪口，将枝条先后用自来水、蒸馏水冲洗干净，用干净纱布包好放入塑料袋中。在最低温-70℃的超低温冰箱中进行冷冻处理，设-15℃、-20℃、-25℃、-30℃和-35℃等5个温度梯度，以室温（约5℃）为对照。当温度达到-15℃后保持12 h，各处理取1份；再以3℃/h的速率降温，到达-20℃后保持12 h，再取1份试验材料；直至-35℃处理完毕。将取出的枝条在0℃下静置8 h解冻，然后在室温下放置12 h，进行电导率、MDA含量和SOD活性测定，测定时每样品重复3次。

1.3 测定方法

1.3.1 相对电导率将处理后的枝条剪成0.5 cm长的小段（避开芽眼），混合均匀，用无离子水冲洗3遍，用电子天平称2 g枝条放入三角瓶中，加入20 mL去离子水，室温下（12～15℃）浸泡12 h，用电导仪测定浸提液的电导值；然后再将三角瓶置沸水中，封口，煮沸20 min后开封，在室温下放置2 h，再次测定电导值，计算相对电导率。每处理重复3次。

1.3.2 MDA含量及SOD活性的测定将处理后的枝条用去离子水冲洗干净，避开芽眼，剪成3～5 mm的薄片，混合均匀，称取0.3 g，充分研磨致碎。MDA含量的测定采用硫代巴比妥酸法（TBA）（赵世杰等，2002）；超氧化物歧化酶（SOD）活性测定采用高俊凤（2000）的方法。每处理重复3次。

2 结果与分析

2.1 低温条件下不同砧木类型的电导率变化

低温处理条件下，不同砧木类型的枝条电导率测定结果表明（表1），随处理温度的逐渐降低，各砧木类型的电导率呈“S”形的上升增加趋势。营养系砧木N307在-25℃时电导率急剧增加；从－25℃降至－30℃时，N400砧木的电解质渗出率开始急剧增加；N100、N280、N401和N106砧木的电解质渗出率均从-15℃降至-20℃开始急剧增大。已有的研究表明，同等条件下，枝条的电导率越高，抗寒性越差。在整个低温处理过程中，抗寒性弱的砧木枝条的相对电导率始终高于抗寒性强的，在-20℃时，不同砧木相对电导率大小依次为N280＞N106＞MM106＞福山沙果＞N401＞N100＞N307＞辽砧一号＞N400。

2.2 低温胁迫对不同砧木的丙二醛（MDA）含量的影响

植物在逆境条件下往往发生膜脂过氧化作用，其产物丙二醛会严重损害生物膜。逆境条件下MDA含量的高低反映了细胞膜脂过氧化程度和对逆境抗性的弱强（施征，2003；李荣富等，1997）。由表2可以看出，随处理温度的降低，6种砧木N400、N106、N280、N307、N401和N100的MDA含量在-25℃时是各自起始对照温度时的1.66、3.47、4.39、2.13、3.72和4.17倍，而辽砧一号、MM106和福山沙果的MDA含量-25℃时分别是各自起始对照温度的2.0、6.61和3.25倍。表明不同砧木中，以砧木N400在低温胁迫下受伤害程度最小，其次为辽砧一号、N307，以MM106受伤害程度最大。

2.3 低温胁迫对不同砧木的超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响

植物在逆境条件下，细胞中生物氧自由基的产生和积累是细胞伤害及致死的主要原因（王宝山，1988）。而细胞中的保护酶SOD、POD等，可消除生物氧自由基，是细胞免于伤害或抗性增强的原因。从表3可以看出，随着处理温度的降低，供试9种砧木枝条SOD酶活性呈先增后降趋势；不同砧木均在-20℃左右时枝条的SOD酶活性最高。但是，在相同的低温处理条件下，不同砧木的SOD酶活性不同，砧木间差异明显。比如，-20℃时，SOD酶活性由高到低依次为N280＜N106＜MM106＜N401＜福山沙果＜N100＜N307＜辽砧一号＜N400，与电导率、丙二醛的测定结果基本一致，它们均在-20℃左右时出现峰值。

表2 不同温度处理对枝条丙二醛含量的影响单位：μmol·g-1

表3 不同温度处理对枝条SOD酶活性的影响单位：units·g－1FW

3 讨论

果树抗寒性是果树育种的重要的评价抗性指标之一。植物受到逆境胁迫后，其生理变化是错综复杂的，而且果树受冻的损伤程度受多个因素的影响，如降温程度、低温持续时间、升温速度和冻害发生时期。用单一指标鉴定果树的抗寒性，很难真实的反映植物的抗寒本质（朱湘渝等，1990）。梅立新（2008）等提出电导率、丙二醛含量和SOD酶活性3种测定方法和指标可作为砧木早期抗寒性的实验室综合鉴定方法。因此，本试验利用这3种指标对选育的抗重茬砧木的抗寒性进行了早期筛选。测定结果初步表明，3种新选育抗重茬砧木的抗寒性与母本福山沙果类似，3个优系（N100、N307和N400）的抗寒优于福山沙果，其中N400优系抗寒性则强于抗寒性强的砧木辽砧一号，表明株系N400可能在辽宁地区进行栽植而不受冻害。但是，由于试验是人工模拟低温，可能与复杂的自然条件有所不同，所以还有待于在实际生产中进一步确认。

泰山学者种业计划项目，国家现代苹果产业技术体系专项经费支持项目（CARS-28）

*通讯作者，E-mail:jiangzhongwu@163.com