外源脱落酸处理对库尔勒香梨抗寒性的影响

王一静，克热木·伊力，肖 坤

（新疆农业大学 林学与园艺学院，新疆 乌鲁木齐 830052）

外源脱落酸处理对库尔勒香梨抗寒性的影响

王一静，克热木·伊力，肖 坤

（新疆农业大学 林学与园艺学院，新疆 乌鲁木齐 830052）

为给库尔勒地区香梨安全越冬、稳产和高产的相关研究与栽培实践提供理论依据，以树势健壮、结果正常的库尔勒香梨单株为试验材料，在其生长期（2013年5月6日）第1次对其叶面喷施浓度分别为50、70、90 mg/L的外源激素ABA，之后每隔20天喷施1次，共喷施3次；在其休眠期采集枝条样品，在人工低温胁迫条件下测定其膜透性、丙二醛、脯氨酸、可溶性蛋白质、可溶性糖和淀粉含量等抗寒性指标，并采用隶属函数法对其抗寒性进行了综合评价。结果表明：以50 mg/L的ABA喷施1次的枝条其各生理指标值的平均隶属度＞0.6，其抗寒级别可划为Ⅱ级；以70 mg/L的ABA喷施1次和2次及以50 mg/L 的ABA喷施2次与3次的枝条，其各生理指标值的平均隶属度均大于0.4，这几个处理的枝条均为中抗寒型，其抗寒级别均可划为Ⅲ级；以90 mg/L的ABA喷施1次和2次的枝条，其各生理指标值的平均隶属度均大于0.3，这两个处理的枝条均为低抗寒型，其抗寒级别均可划为Ⅳ级；以70 和90 mg/L的ABA喷施3次的平均隶属度均小于0.3，这两种处理的枝条均为不抗寒型，其抗寒级别均可划为Ⅴ级。文中认为，以50 mg/L的ABA叶面喷施1次，库尔勒香梨便能抵抗－24 ℃的低温。

库尔勒香梨；外源ABA；枝条；抗寒性

库尔勒香梨原产于新疆南疆巴音郭楞蒙古自治州和阿克苏等地，是新疆主要栽培的名、优、特色水果之一[1-3]。新疆库尔勒市属暖温带大陆性干旱气候，冬季低温冻害是梨树生存的关键限制因子，香梨往往因遭冬季低温冻害而大幅减产[4]。有关研究结果表明，抗寒基因表达的启动因素就是植物激素，其对植物抗寒力起着调控作用[5-7]。植物抗寒的开始是因为环境因素改变了植物体内激素间的相互平衡，导致植株体内各种代谢途径的变化和生长的停止[8]。由此可见，内源激素平衡的改变能引发植物的抗寒锻炼。

有关植物内源激素对植物抗寒性的影响已有较多的研究报道。植物激素如脱落酸（ABA）和赤霉素（GA3）的调控作用已被许多研究者公认[9]。ABA是植物生长抑制型激素，具有引起芽休眠、叶片脱落和抑制植物生长等生理作用[10]，并对其他生长促进型激素产生拮抗作用[11]。有研究者指出，在低温胁迫下，植物体内的内源ABA水平与其抗寒性呈正相关[12-14]。在植物抗寒力的诱导过程中，利用外源激素的诱导来提高内源激素水平，从而提高植物的抗寒力，这一结论已被许多实验所证实[15]。

近年来，在有关外源激素应用于果树育种、果实无子化的研究报道中，以外源激素促进果树生长发育、开花结果，提高果实品质等方面的研究成果较多，如外源激素对草莓[16]、樱桃[17]、核桃[18]、苹果[19-20]、红枣[21-22]等果树的生理功能、繁殖力和果实品质的影响，外源激素与杏[5,23]抗寒性的关系，外源激素对葡萄糖代谢、果实品质的影响[24-26]等方面均有报道。

为了完善激素对库尔勒香梨的调控技术理论体系，本试验对库尔勒香梨叶面喷施不同浓度的外源脱落酸（ABA），在其休眠期采集枝条样品，在人工低温胁迫条件下测定其有关的抗寒指标，分析了外源植物激素对库尔勒香梨抗寒性的影响情况，旨在为库尔勒地区香梨的安全越冬、稳产和高产的相关研究与栽培实践提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料及前期处理

试验地设在库尔勒市阿瓦提乡兰干村。选择管理较好的16年生的库尔勒香梨果园中树冠大小和树势相对一致的30棵香梨树作为试验材料。试验所用的外源脱落酸（ABA），由西安国安生物科技有限公司生产，纯度≥90%。

试验于展叶期进行，共设如下9个处理：2013年5月6日第1次叶面喷施ABA，处理浓度分别设为50、70、90 mg/L，依次记为A1、A2、A3；隔20天后第2次喷施相同浓度的ABA，分别记为B1、B2、B3；再隔20天后第3次喷施相同浓度的ABA，分别记为C1、C2、C3。对照处理记为CK，每个处理重复3次。其他管理条件一致。

1.2 人工低温胁迫的试验处理

2013年12月30日取样，各样品均为树冠外围生长健壮、粗细均匀一致的1年生枝条。将取回的1年生枝条先用清水洗净，再用蒸馏水冲洗，擦拭晾干后，将每个处理的枝条样品各分成5个组，用洁净湿纱布包裹试样，放入低温冷冻箱中进行人工低温胁迫处理。胁迫处理温度分别设为－20、－22、－24、－26 ℃，对照处理温度设为4 ℃，每个处理冷冻12 h以上。冷冻结束后，在4 ℃下解冻30 min，然后对其各抗寒生理指标进行测定。

1.3 测定指标与测定方法

膜透性的测定采用电导法，丙二醛（MDA）含量的测定采用硫代巴比妥酸（TBA）法，游离脯氨酸含量的测定采用酸性茚三酮染色法，可溶性蛋白质含量的测定采用考马斯亮蓝G-250染色法，可溶性糖和淀粉含量的测定采用蒽酮法。

1.4 抗寒性的综合评价

采用隶属函数法综合各项指标值进行抗寒性评价[27]，其计算公式[28]为：

以上两式中：Uij表示第i样品第j指标的抗寒隶属函数值，Xij表示第i样品第j指标的测定值，Xjmin表示所有样品第j指标的最小值，Xjmax表示所有样品第j指标的最大值，i表示某个品种，j表示某项指标。

按照平均隶属度可将抗寒性分为5级[29]：平均隶属度在0.70～1.00间的为高抗（High Resistance，HR），定为Ⅰ级；0.60～0.69为抗（Resistance，R），定为Ⅱ级；0.40～0.59为中抗（Mid-dle Resistance，MR），定为Ⅲ级；0.30～ 0.39为低抗（Lower Resistance，LR），定为Ⅳ级；0～0.29为不抗（Susceptible，S），定为Ⅴ级。

1.5 数据处理

采用Excel软件及DPS7.05统计分析软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 外源激素ABA处理对库尔勒香梨枝条各抗寒指标的影响

2.1.1 外源激素ABA处理对库尔勒香梨枝条膜透性的影响

不同浓度不同喷施次数的ABA处理后，在人工低温条件下，总体而言，各处理库尔勒香梨枝条的相对电导率均随着温度的降低而升高，但上升的幅度并不均匀。各ABA处理的香梨枝条在不同胁迫温度下其相对电导率之间差异显著，都达到了极显著水平（P＜0.01）（详见表1）。

当胁迫温度为4 ℃时，各处理的相对电导率均比CK低。当胁迫温度降至－20 ℃时，各处理香梨枝条的相对电导率增加缓慢，均在22%以下。当胁迫温度在－22 ℃时，其相对电导率上升明显。继续降温至－26 ℃时，除C2处理外，其他各处理的相对电导率均比CK小。在降温胁迫处理过程中，各处理的相对电导率均有不同程度的增加，其中降温至－26 ℃时，C2处理的增加幅度最大，为60.34%。不同浓度和喷施次数的ABA处理下，胁迫温度越低对香梨枝条电导率的影响越大，说明低温使细胞膜受损，使得大量电解质外渗[30]。

表1 外源ABA处理对库尔勒香梨枝条电导率的影响†Table 1 Effect of exogenous ABA treatments on conductivities of Korla fragrant pear branches

2.1.2 外源激素ABA处理对库尔勒香梨枝条内丙二醛（MDA）含量的影响

外源激素ABA处理对不同胁迫温度下库尔勒香梨枝条内MDA含量的影响情况如表2。由表2可知，MDA含量随着胁迫温度的降低呈先上升后下降的变化趋势。在4和－26 ℃的低温胁迫下，各处理的MDA含量间差异极显著（P＜0.01）；在－20和－24 ℃下，各处理的MDA含量间差异显著（P＜0.05）；而在－22 ℃的低温胁迫下，各处理的MDA含量间差异不显著。总体来看，当胁迫温度为－24 ℃时，各处理的MDA含量均达到最高值；而B1和C1处理的除外，其MDA含量在－22 ℃时便均达到了最高值。各处理的含量最高值比4 ℃时的均增加了28%以上，增幅最大的是CK，为106.18%；C2的次之，为102.04%；增幅最小的是A3处理，为28.17%。这一结果说明了外源激素ABA处理能有效抑制低温条件下香梨枝条内MDA含量的增加。

2.1.3 外源激素ABA处理对库尔勒香梨枝条内游离脯氨酸含量的影响

外源激素ABA处理对不同胁迫温度下库尔勒香梨枝条内游离脯氨酸含量的影响情况如表3。由表3可知，随着胁迫温度的降低，各处理的库尔勒香梨枝条其脯氨酸含量都有不同程度的增加。当胁迫温度为4 ℃时，各处理的脯氨酸含量相对较低，各浓度处理间差异显著（P＜0.05）。当胁迫温度为－20～－26 ℃时，各处理与CK间的差异均极显著（P＜0.01）。人工降温至－20 ℃时，脯氨酸含量迅速升高，说明－20 ℃的低温开始对香梨造成胁迫。脯氨酸含量最大值出现在－26 ℃时的A1处理，为24.55 μg/g，比4 ℃处理的上升了142.18%。这一结果说明，在低温胁迫时香梨枝条可以通过调整脯氨酸的变化以适应低温带来的伤害。

2.1.4 外源激素ABA处理对库尔勒香梨枝条内可溶性蛋白质含量的影响

外源激素ABA处理对不同胁迫温度下库尔勒香梨枝条内可溶性蛋白质含量的影响情况如表4。由表4可知，随着温度的降低，各处理的可溶性蛋白质含量均持续增加，且均在－26 ℃时达到最高值，而CK的整体含量最低。各处理在各胁迫温度下的含量差异性均达到了极显著水平（P＜0.01）。总体变化趋势显示，胁迫温度在4 ℃到－20 ℃之间时，各处理的蛋白质含量均显著增加，说明植物在遭受低温胁迫时体内可溶性蛋白质含量会有所增加，以此调节低温带来的伤害。当胁迫温度为－26 ℃时，各处理的可溶性蛋白质含量均比CK高出9.86%以上，其中C3处理的达到最高，比CK高出25.22%。在－26 ℃的温度条件下，C3处理的可溶性蛋白质含量比4 ℃时的升高了421.54%，而比CK升高了248.67%。

表2 外源激素ABA处理对库尔勒香梨枝条内MDA含量的影响Table 2 Effect of exogenous ABA treatments on MDA contents in Korla fragrant pear branches

表3 外源激素ABA处理对库尔勒香梨枝条内游离脯氨酸含量的影响Table 3 Effect of exogenous ABA treatments on free proline contents in Korla fragrant pear branches

2.1.5 外源激素ABA处理对库尔勒香梨枝条内可溶性糖含量的影响

随着人工胁迫温度的下降，各处理枝条的可溶性糖含量总体呈先上升后降低的变化趋势（详见表5）。在4 ℃到－22 ℃之间，各处理的可溶性糖含量的增加幅度均较小。在－24 ℃的温度条件下，各处理的可溶性糖含量均迅速增加，其中A1和A2处理的增加幅度最大，分别比同样温度条件下的CK高出7.06%和15.53%，比4 ℃低温处理的增加了40.35%以上。当胁迫温度为－26 ℃时，各处理的可溶性糖含量均有所下降，这可能因为低温胁迫使可溶性糖用于增加原生质的浓度，减小细胞内的失水和结冰，以提高枝条组织细胞的抗寒性。各温度处理间的差异显著性见表5。

2.1.6 外源激素ABA处理对库尔勒香梨枝条内淀粉含量的影响

外源激素ABA处理对不同胁迫温度下库尔勒香梨枝条内淀粉含量的影响情况见表6。从表6中可以看出，经外源激素ABA处理后，随着胁迫温度的降低，各处理枝条内的淀粉含量均逐渐降低。各处理在同一温度下的差异性极显著（P＜0.01）。当胁迫温度在4 ℃至－24 ℃范围内，各处理的淀粉含量均逐渐降低，且降低速度均较缓慢；在－24 ℃之后，各处理的淀粉含量均有不同程度的降低，其中A1处理的淀粉含量最低，为10.58 mg/g，比同样温度条件下的CK低27.67%；且A1处理的降幅也最大，比4 ℃时降低了45.11%。这说明，当胁迫温度在－24 ℃之后，淀粉转化成其他小分子物质，以此调节细胞内的渗透平衡，淀粉含量与低温胁迫呈负相关。

表4 外源激素ABA处理对库尔勒香梨枝条内可溶性蛋白质含量的影响Table 4 Effect of exogenous ABA treatments on soluble protein contents in Korla fragrant pear branches

表5 外源激素ABA处理对库尔勒香梨枝条内可溶性糖含量的影响Table 5 Effect of exogenous ABA treatments on soluble sugar contents in Korla fragrant pear branches

表6 外源激素ABA处理对库尔勒香梨枝条内淀粉含量的影响Table 6 Effect of exogenous ABA treatments on starch contents in Korla fragrant pear branches

2.2 各抗寒指标的综合评价

为了综合评价各处理库尔勒香梨的抗寒性，采用隶属函数法，通过计算各处理香梨枝条各抗寒指标的隶属函数值来分析比较其抗寒类型，结果见表7。由表7可知，除了C2和C3处理枝条的平均隶属度均小于0.3，两者均属抗寒Ⅴ级；其他处理枝条的平均隶属度均大于0.3，并且A1处理的平均隶属度最大，大大地高于其他8个处理，属于抗寒Ⅱ级。

表7 人工低温条件下外源激素ABA处理的库尔勒香梨枝条抗寒性的综合评价结果Table 7 Comprehensive evaluation result of cold resistances of Korla fragrant pear branches in exogenous ABA treatments under artificial low temperature conditions

3 结论与讨论

植物的抗性受到多种因素的影响，不能单一地用某一生理指标来评价植物的抗寒性。各生理指标不但有各自的单方面作用，而且各生理指标间的交互作用对植物也有重要的影响，只有对这些指标的交互作用进行综合而深入的分析，才能准确鉴定植物的抗寒性[31]。隶属函数分析能够在多指标测定的基础上对材料进行综合评价，将它应用于植物抗寒性的区分更具科学性和可靠性[32]。根据表7的隶属度划分，A1处理即以50 mg/L的ABA处理1次的枝条其各抗寒指标的平均隶属度为0.662 ＞0.60，因此，A1处理枝条的抗寒类型可划分为Ⅱ级；而以50 mg/L的 ABA叶面喷施2次和3次的枝条、以70 mg/L的ABA叶面喷施1次和2次的枝条，其平均隶属度均大于0.4，因此这几个处理的枝条均为中抗型，其抗寒级别均可划为Ⅲ级；以90 mg/L的ABA叶面喷施1、2次的枝条其平均隶属度均大于0.3，这两个处理的枝条均为低抗型，其抗寒级别均可划为Ⅳ级；以70 mg/L的ABA叶面喷施3次、以90 mg/L 的ABA叶面喷施3次的枝条其各抗寒指标的平均隶属度均小于0.3，因此这两种处理的枝条均为不抗型，其抗寒级别均可划为Ⅴ级。

综合分析各抗寒指标值及平均隶属函数值可知，以外源激素ABA处理叶片可以提高库尔勒香梨树的抗寒性。笔者初步认为，ABA喷施浓度为50 mg/L的抗寒效果最佳，以50 mg/L的ABA叶面喷施1次，库尔勒香梨树便能抵抗－24 ℃的低温。至于对库尔勒香梨抗寒生理影响效果最好的外源激素的最佳喷施时间和喷施浓度仍需进一步深入研究。

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Effects of exogenous abscisic acid (ABA) on cold resistance of Korla fragrant pear

WANG Yi-jing, KARIM·Ali, XIAO Kun
(College of Forestry and Horticulture, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, Xinjiang, China)

In order to provide a theory base for correlation researches of safe overwintering, stable and high yield, and cultivation practices of fragrant pear in Korla areas, taking Korla fragrant pear individuals with healthy and strong tree vigor and normally fruiting as materials, exogenous ABA (50, 70, 90 mg/L) was sprayed once every 20 days from growth stage (May 6, 2013), spraying three times, branches were collected at dormancy period, some cold resistance indexes were determined under artificial conditions of low temperature stress, such as membrane permeability, MDA,proline, soluble protein, soluble sugar and starch contents, and cold resistance was comprehensively evaluated by using the membership function method. The results showed that average membership of each physiological index was more than 0.6 in the treatment of spraying once with 50 mg/L ABA, and cold resistance reached the grade Ⅱ. The average memberships were more than 0.4 in the treatments of spraying once and twice with 70 mg/L ABA and spraying twice and three times with 50 mg/L ABA, and cold resistances were medium and were classed into the grade Ⅲ. The average memberships of each physiological index were all more than 0.3 in the treatments of spraying once and twice with 90 mg/L ABA, and cold resistances were low and were classed into the grade Ⅳ. The average memberships were less than 0.3 in the treatments of spraying three times with 70 and 90 mg/L ABA, and cold resistances were the lowest and were classed into the grade Ⅴ . Korla fragrant peat could resist － 24 ℃ after spraying once with 50 mg/L ABA.

Korla fragrant pear; exogenous ABA; branches; cold resistance

10.14067/j.cnki.1003-8981.2015.03.003 http: //qks.csuft.edu.cn

2014-09-12

国家自然科学基金项目（30960234）；库尔勒市科技项目；新疆维吾尔自治区果树学重点学科资助项目。

王一静，硕士研究生。

克热木·伊力，教授，博士研究生导师。E-mail：karimali@xjau.edu.cn

王一静,克热木·伊力,肖 坤.外源脱落酸处理对库尔勒香梨抗寒性的影响[J].经济林研究,2015,33(3):13－19.

S661.2

A

1003—8981(2015)03—0013—07

[本文编校：伍敏涛]