新疆野扁桃休眠枝条和花芽的抗寒试验研究

钟海霞，卢春生，罗淑萍，李 疆

(1. 新疆农业科学院园艺作物研究所，乌鲁木齐 830091； 2. 新疆农业大学林学与园艺学院，乌鲁木齐 830052)

新疆野扁桃休眠枝条和花芽的抗寒试验研究

钟海霞1，2，卢春生1，罗淑萍2，李 疆2

(1. 新疆农业科学院园艺作物研究所，乌鲁木齐 830091； 2. 新疆农业大学林学与园艺学院，乌鲁木齐 830052)

【目的】探讨新疆野扁桃休眠枝条和花芽的抗寒能力，为选育扁桃优质抗寒种质资源提供依据。【方法】以新疆野扁桃为试材，采用组织褐变法和恢复生长法,分析8个低温胁迫下(4、-15、-20、-25、-30、-35、-38和-40℃)野扁桃休眠枝条(1 a、2 a、3 a)和休眠芽的抗寒性。【结果】随着温度的降低，野扁桃休眠期枝条和花芽组织逐渐出现褐变，褐变程度逐渐加重。三种类型休眠枝条之间的褐变率呈显著或极显著差异。1年生的枝条褐变程度较2、3年生的枝条严重，其抗寒性较弱。当温度达到-35～-38℃时，三种类型的野扁桃枝条均发生严重褐变。野扁桃休眠期花芽受低温胁迫的影响较大，不同低温胁迫的休眠花芽萌芽率之间存在显著或极显著差异。野扁桃休眠花芽在-30～-38℃低温之间发生严重褐变，几乎丧失萌芽能力。【结论】野扁桃休眠枝条的半致死温度为-35～-38℃，野扁桃休眠花芽的半致死温度-38℃，影响野扁桃花芽的成活及开花的温度为-30～-38℃。

野扁桃；休眠枝条；休眠花芽；抗寒性

0 引 言

【研究意义】野扁桃(AmygdalusledebourianaSchleche)为蔷薇科(Roseceae)，李亚科(Pyunoideae)桃属(Amygdalus)植物[1]。在我国，主要分布在新疆塔城地区裕民县境内巴尔鲁克山的地位山带，面积约800 hm2，分布以阴坡为主，阳坡为辅[2]。野扁桃是选育扁桃及其近缘和远缘作物抗寒、抗旱杂交新品种及矮化砧木类型的优良原始材料，也是栽培核果类果树的抗性矮化砧木，近几年来新疆各地用野扁桃作砧木，嫁接扁桃等同属果树，矮化效果较明显[3]。新疆塔城地区裕民县约有400 hm2的野扁桃林自然保护区，是目前世界上最大的野生扁桃生长区，该区1月平均气温为-10℃左右，绝对最低温度为-34.5℃[4]，而野扁桃仍能安全越冬，因此利用新疆野扁桃较强的抗寒能力对栽培扁桃进行改良具有重要意义。【前人研究进展】李斌等[5]从生理生化方面对野扁桃和扁桃花芽的抗寒性进行了测定与综合评价，得出：越冬后，野扁桃的LT50为-24.87℃，美国引进LT50为-15.91～-18.64℃，当地主栽品种的LT50为-11.4～-15.45℃；杨晓宇[6]研究得出野扁桃的抗寒性明显强于栽培扁桃。【本研究切入点】目前野扁桃抗寒性研究主要通过生理生化指标测定实现，而通过模拟外界温度，解剖野扁桃休眠枝、芽，观察不同类型、不同低温胁迫下的枝芽组织褐变程度，并通过恢复生长法研究较少。【拟解决的关键问题】采用恢复生长法和组织褐变法对新疆野扁桃的休眠枝、芽进行抗寒性研究，找出影响野扁桃休眠枝、芽的成活的半致死温度，以期充分利用野生抗寒种质资源促进扁桃产业化发展。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验材料为野扁桃休眠枝条和花芽，于2011年12月底在新疆塔城地区自然保护区采集。

1.2 方 法

1.2.1 不同低温胁迫处理

将采集好的枝条平均分成8份，用自来水和蒸馏水冲洗，包于报纸中并做好标记，置于高低温实验箱中，降温速度为4℃/h，待温度降到设定温度后，冷冻12 h，然后以4℃/h的速度升温，达到4℃后，转入普通冰箱4℃保存12 h。试验共设CK(4℃)、-15、-20、-25、-30、-35、-38和-40℃ 8个低温处理。

1.2.2 褐变情况调查

试验分别选取低温处理好的野扁桃一年生、二年生和三年生枝条各5个；各温度梯度随机抽取花芽30个，用解剖镜观察其褐变情况，每处理3次重复。

1.2.3 可恢复生长情况调查

将扦插基质蛭石和珍珠岩以1∶1比例充分混匀，浇透水(浇3～5次)。将每个温度处理好的野扁桃枝条(其上含有饱满花芽和叶芽)扦插3盆，共计24盆；扦插时，用修枝剪将枝条的基部(其被蜡封住)剪下一个斜口，按枝条的生长势方向正向扦插，扦插密度要适中；扦插后，每日早晚用喷壶给枝条喷水以保证枝条有足够的水分，每隔2～3 d将水浇透一次。注意枝条恢复生长时所需要的温度为20～25℃；枝条快开花时要注意及时给予枝条水分，保证盆内不能干燥。每天需注意观察枝条动态，以便开花时及时观察、记录及拍照。

1.3 数据统计

试验数据采用Excel和SPSS17.0统计软件进行分析，不同指标及品种之间的多重比较采用Duncan’s新复极差法。

2 结果与分析

2.1 不同低温胁迫下野扁桃休眠枝褐变情况

不同低温处理下，同一类型的野扁桃休眠枝条的褐变情况有所不同；同一低温胁迫下不同类型的休眠枝条褐变情况也不尽相同。在CK状态时，3种类型野扁桃休眠枝条均未出现褐变情况。-15～-30℃，三种类型野扁桃枝条褐变程度均逐渐加重，从韧皮部褐变逐渐深入至木质部。温度达到-35℃时一年生枝条全部出现褐变，绝大部分二、三年生枝条也发生褐变。-38℃之后一、二、三年生枝条都出现严重褐变情况。这说明野扁桃休眠期的枝条随温度的逐渐降低，枝条也逐渐褐变，在-35～-38℃休眠枝条木质部全部发生褐变，此时期可视为野扁桃休眠枝的致死温度。图1

低温胁迫下野扁桃不同类型休眠枝条褐变率比较显示。通过方差分析发现野扁桃三种类型休眠枝条在CK(4℃)状态褐变率均为0，在-40℃时褐变率均为100%，无显著或极显著差异。在-15、-20和-38℃低温胁迫下，一、二年生休眠枝条的褐变率均比三年生高20%，其差异达到极显著水平，但其一年生与二年生休眠枝条的褐变率无显著或极显著差异。-25℃时一年生休眠枝条的褐变率比二、三年生高20%，它们之间存在显著差异，且达到极显著水平。-30℃时，二年生休眠枝条的褐变率比一年生低40%，比三年生枝条低20%；-35℃时二年生休眠枝条的褐变率比一年生低20%，比三年生高20%，三种类型休眠枝条之间的褐变率有显著或极显著差异。总体而言，同一低温胁迫下，三种类型休眠枝条遭受褐变的严重程度顺序为：一年生>二年生>三年生。这表明野扁桃一年生的休眠枝条抗寒性最弱，二年生休眠枝条抗寒性较强，三年生休眠枝条抗寒性最强。表1

图1 低温胁迫下野扁桃休眠枝条褐变率变化

Fig. 1 Influences of low-temperature treatment on browning rate of dormant branches ofAmygdalusledebourianaschleche

表1 低温胁迫下不同类型野扁桃休眠枝条褐变率比较(平均值±标准误)

注：同一列中标记相同字母表示无显著差异，不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示差异极显著(P<0.01),下同

Note:Thesame letter indicates to no significance in the same column, the small letter indicates to significance at 0.05 level separately, the big letter indicates to significance at 0.01 level separately, and the same as below

2.2 不同低温胁迫下休眠芽褐变情况

不同低温胁迫下野扁桃休眠期的花芽褐变情况有所不同，其褐变率均随温度的逐渐减低而升高。CK状态时，野扁桃休眠期花芽饱满，未见褐变现象发生。从-15～-35℃，野扁桃休眠花芽褐变率急剧上升，上升了69%，各低温处理的休眠花芽褐变率之间存在显著差异，且达到极显著水平。当温度达到-38℃时，野扁桃休眠期花芽褐变率达到最大，比-35℃时高出了8%；温度降到-40℃时，花芽均出现严重褐变，没有萌芽能力，由此可将-38℃视为野扁桃休眠花芽的临界致死温度。表2

表2 不同低温胁迫下野扁桃休眠花芽褐变率比较(平均值±标准误)

Table 2 Comparison on browning rate of dormant flower buds ofAmygdalusledebourianaschleche under low temperature stress (average±standard error)

处理温度Treatmenttemperature(℃)褐变率Browningrate(%)5%显著水平5%significantlevel1%显著水平1%significantlevelCK(4)0±0fE-1523±2 65eD-2030±3 22eD-2557±2 08dC-3073±3 61cB-3592±2 08bA-38100±2 52aA-40100±1 73aA

2.3 不同低温胁迫下野扁桃休眠枝可恢复生长情况

树木受冻后是否存活，主要是通过花芽对冻害的敏感性反应出来的，在遭受冻害后，枝条恢复发芽率是估价树木受冻害或能否存活的最直观方法。因此，经人工低温处理后枝条的恢复发芽能力，能够客观反映出品种的实际抗寒能力大小。

野扁桃枝芽在不同低温处理后可恢复生长情况为：CK时开花情况较好，枝条均匀。一、二、三年枝条均长出嫩叶，且在其顶部长成小枝条状；-15℃时开花情况一般。一年生枝条多在其顶端部位长出嫩叶，且长成小枝状。二年生枝条在其侧面的叶芽萌发较好，均长成小枝状； -20℃幼叶生长旺盛。二年生枝上的叶芽萌发较早，且长出较多小枝叶。其中红色挂牌的那盆(图2-7)开花较多，且枝叶繁茂；在-25℃时由于枝条上的许多芽逐渐干枯，枝条老化程度较高，大多为三年生的枝条。枝条上的花芽和叶芽大多干枯，硬化。直到2012年1月10日既未长出新叶，也未出现开花情况；在-30℃时，多为一年生枝，且枝上的花芽欠饱满，有较多的芽变褐干枯，至2012年1月10日也未出现开花、长叶情况；在-35℃时此梯度枝条上的芽萌动较晚，前10 d未见长叶、开花。但到2012年1月1日，一年生和二年生的枝条均开始长叶，且有些叶生长得比较旺盛，呈小枝状。然而三年生的枝条一直未见长叶；在-38℃时一、二年生枝条上的叶芽均萌发成幼叶，且生长较好。其中二年生枝叶生长较旺盛，新叶长成嫩小的枝条。截止2012年1月5日，有2朵花开放；在-40℃时，野扁桃长出新叶的枝大多是二年生的枝条，其长势一般。小部分一年生枝条的顶端部位略长出些新叶。花芽一直没有萌动，没出现开花现象。图2

注：1：4℃下野扁桃花芽恢复生长； 2：-15℃下野扁桃花芽恢复生长； 3：-20℃下野扁桃花芽恢复生长；4：-30℃下野扁桃花芽恢复生长；5：-35℃下野扁桃花芽恢复生长； 6：-38℃下野扁桃花芽恢复生长;7：-25℃下野扁桃花芽恢复生长

Note：1 Flower buds recovery growth ofA.LedebourianaSchleche with 4℃, 2 Flower buds recovery growth ofA.LedebourianaSchleche with -15℃, 3 Flower buds recovery growth ofA.LedebourianaSchleche with -20℃, 4 Flower buds recovery growth ofA.LedebourianaSchleche with -30℃, 5 Flower buds recovery growth ofA.LedebourianaSchlechewith -35℃, 6 Flower buds recovery growth ofA.LedebourianaSchleche with -38℃, 7 Flower buds recovery growth ofA.LedebourianaSchleche with -25℃

图2 图版Plates

Fig.2 Explanation of Plates

表3 不同低温胁迫下野扁桃休眠花芽萌芽率比较(平均值±标准误)

随温度的逐渐降低，野扁桃休眠期花芽萌芽率逐渐降低。野扁桃休眠花芽在-15℃时萌芽率比对照低11%，但二者之间无显著或极显著差异。-25℃时休眠花芽的萌芽率比-20℃时显著低15%。当温度达到-30和-35℃时，野扁桃花芽均没有萌芽现象发生。但在-38℃时有3%的休眠芽又出现萌芽现象，温度下降至-40℃时均无萌芽发生。这说明野扁桃休眠花芽成活及开花的致死温度在-30～-38℃。表3

3 讨 论

植物受冻害时，细胞膜的结构遭受破坏，质膜内陷弯曲，叶绿体膨胀，类囊体出现空泡化，染色质凝聚，组织坚硬脆弱，叶色变褐，使植物干枯致死[7-10]。组织褐变法和枝条恢复生长法操作简单，准确性较高，适用于植物枝、芽抗寒性的鉴定[11]。实验中，采用这两种方法对野扁桃休眠枝条和花芽在不同低温胁迫处理下观察其是否褐变、褐变程度及萌芽率，来观察植物在低温胁迫后的情况。在试验操作中，选择的枝条类型、花芽饱满程度、枝条粗细度应尽可能相一致，以确保试验的真实性和准确性。

野扁桃休眠期的枝条和花芽均随温度的降低，逐渐出现褐变现象，且褐变程度逐渐加重，三种类型休眠枝条之间的褐变率呈显著或极显著差异。一年生的枝条较嫩，褐变程度比二、三年生的枝条严重，说明一年生的枝条抗寒性较弱，二、三年生的枝条抗寒性相对较强一些。温度在-35～-38℃时，三种类型的野扁桃枝条均有严重褐变现象。野扁桃休眠期花芽受低温胁迫的影响较大，处于-38℃低温时，野扁桃休眠期花芽均发生严重褐变，萌芽力几乎全部丧失。

从枝条可恢复生长调查分析得出，除-15℃与对照无显著差异外，其余各低温处理下的休眠花芽萌芽率均与对照呈显著或极显著差异。野扁桃花芽的萌芽率随温度的降低逐渐降低。-30～-35℃时无萌芽现象，在-38℃时有3%的休眠芽萌芽，温度下降至-40℃时无萌芽发生，说明-30～-38℃野扁桃花芽几乎丧失萌芽力，甚至已冻死。

4 结 论

试验对新疆野扁桃的休眠枝条和花芽进行人工低温胁迫处理后，采用组织褐变法和恢复生长法观察、比较并分析其褐变率及恢复生长萌芽情况。结果表明野扁桃休眠枝条的半致死温度为-35～-38℃，三种类型的野扁桃休眠枝条的抗寒能力大小顺序为：一年生>二年生>三年生枝条。

野扁桃休眠花芽的萌芽率随温度的降低而逐渐降低， -38℃是野扁桃休眠花芽的半致死温度。-30～-38℃是野扁桃生长敏感温度。当最低气温临界 -30～-38℃时，野扁桃休眠枝条和花芽将遭受严重冻害，不利于安全越冬，翌年树体生长和产量将会受到严重影响和制约。

野扁桃具有较强的抗寒能力。在实际生产栽培中，可将野扁桃作为栽培扁桃的抗寒砧木加以利用，以便为栽培扁桃抗寒栽培及优质种质资源选育提供理论依据。

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Fund project:Supported by NSFC "Research into the Breeding Strategy and Ecological Adaptability of Xinjiang Wild Almond under Adverse Gradients"(31260186) and the Key Disciplinary Pomology Funds of Xinjiang Uygur Autonomous Region (201007)

The Study of Cold Resistance Test of Dormancy Branches and Buds ofAmygdalusledebourianaSchleche in Xinjiang

ZHONG Hai-xia1,2, LU Chun-sheng1, LUO Shu-ping2, LI Jiang2

(1.ResearchInstituteofHorticulturalCrops,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830091,China; 2.CollegeofForestryandHorticulture,XinjiangAgriculturalUniversity,Urumqi830052,China)

【Objective】 In order to provide theoretical basis for breeding high quality and cold resistance germplasm resources of almond，this paper aims to study the cold resistance of dormancy branches and buds ofAmygdalusledebourianaSchleche in Xinjiang.【Method】AmygdalusledebourianaSchleche was taken as the test material, cold resistance of dormancy branches(1a, 2a and 3a)and buds ofA.ledebourianaSchleche in 8 low temperature stress (4℃，-15℃，-20℃，-25℃，-30℃，-35℃，-38℃ and -40℃ ) was assessed by using the tissue browning and recovery growth methods.【Result】With the reducing of the temperature, dormancy branches and buds ofA.ledebourianaSchleche's tissue browning began to emerge, and browning degree aggravated gradually. Among the three types of dormant branches, the browning rates were significant or very significant. One year old branches browning degree 'was more serious than 2, 3 years branches, and their cold resistance was weak. When the temperature reached 35 ℃ - - 38 ℃, three types ofA.ledebourianaSchleche's branches were seriously browning.A.ledebourianaSchleche's dormant buds were greatly influenced by the low temperature stress. The difference of germination rates between different low temperature stress of flower bud dormancy was significant or extremely significant. Serious browning appeared and germination ability was nearly lost in -30℃--38℃.【Conclusion】The results showed that the lethal temperature of dormancy branches ofA.ledebourianaSchleche was -35℃ to -38℃. -38℃ was regarded as critical lethal temperature of dormancy flower buds ofA.ledebourianaSchleche; the effecting temperature of flower buds living and flowering ofA.ledebourianaSchleche was -30 ℃ to -38 ℃.

AmygdalusledebourianaSchleche; dormancy branches; dormancy buds; cold

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.01.016

2015-07-07

国家自然科学基金项目“新疆野扁桃不同逆境梯度下的繁殖对策与生态适应性研究”(31260186)；新疆维吾尔自治区果树学重点学科基金项目(201007)

钟海霞(1988-)，女，河南人，助理研究员，研究方向为果树栽培生理，(E-mail)zhonghaixia1@sina.cn

李疆(1959-)，男，湖南邵东人，教授，博士生导师，研究方向为果树栽培生理和种质资源，(E-mail)lijiangxj@163.com

S664.9

A

1001-4330(2016)01-0120-06