以电导法配合Logistic方程确定25个白肉枇杷的抗寒性

娄晓鸣 王化坤 陈勇明 高志红

摘 要 研究白肉枇杷的抗寒性，为北缘地区白肉枇杷的推广及抗寒杂交育种提供理论依据。以‘白玉枇杷叶片为试材，采用人工模拟低温胁迫，建立白肉枇杷电导法配合Logistic方程的抗寒性测定体系，并以此确定25份白肉枇杷资源的抗寒性。结果表明：以不同处理时间、不同低温处理下白玉叶片的相对电导率（REC）变化作曲线，在低温处理8 h以上时，REC均随着处理温度的降低而呈“S”形变化，可以利用Logistic方程计算半致死温度（LT50）。25份白肉枇杷LT50测定结果表明冠玉的LT50达到-15.95 ℃，最抗寒，次之为美国种、铜皮、白玉、美玉、上海种等白肉枇杷资源。

关键词 白肉枇杷；抗寒性；电导率法；Logistic方程；半致死温度

中图分类号 S667.3 文献标识码 A

Abstract The cold tolerance of white pulp loquat was measured to support the extension of loquat in the northern region and cross breeding. Loquat cultivar‘Baiyuwas used to set up the rapid detection system based on the relative electrical conductivity and logistic equation. The cold tolerance of 25 white pulp loquat cultivars was identified with the rapid detection system. The curves of REC against different temperatures and treatment periods were represented using logistic equation. The results showed that REC increased as a S-curves with the decreased temperature when the treatment time was longer than eight hours.According to these S-shaped curves and the logistic equation， we could calculate the lethal temperature of 50%（LT50）. The result of LT50 indicated that the cultivar‘Guanyuhad the strongest cold tolerance among all the main white pulp loquat cultivars， followed by Meiguozhong， Tongpi， Baiyu， Meiyu， Shanghaizhong and so on.

Key words White pulp loquat； Cold tolerance； Electrical conductivity； Logistic equation； LT50

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2016.10.012

枇杷（Eriobotrya japonica Lindl.）是蔷薇科枇杷属亚热带常绿果树，其经济栽培要求年均温不低于15 ℃、最冷月均温不低于5 ℃、绝对最低气温不低于-5 ℃，北缘地区要求年均温不低于12 ℃[1]。冬季和初春的低温对枇杷产量影响较大，是露地栽培的主要限制因素[2]，因此抗寒性的研究对于枇杷抗寒育种和栽培都具有重要意义。白肉枇杷鲜食品质优异，经济价值高，发展前景广阔[3]。江苏省苏州地区是中国枇杷栽培的北缘地区，也是中国白肉枇杷集中的传统产地之一。由于受到冬季低温冻害的制约江苏枇杷产业发展缓慢，至今不足2 000 hm2。白肉枇杷抗寒育种及防冻技术研究一直是江苏及北缘地区重点研究的内容之一[4]。

半致死温度（LT50）可作为植物抗寒性的重要指标之一。应用电导法配合Logistic方程求出“S”形曲线的拐点温度能较准确地估计出植物组织的低温半致死温度，这在许多作物上得到了广泛的应用[5-14]。而在枇杷上，仅在个别品种抗寒性鉴定上进行了研究[15-16]，但未见电导法配合Logistic方程抗寒性测定体系的系统研究，电导法应用于白肉枇杷抗寒性鉴定也未见报道。本试验采用人工模拟低温胁迫，测定白玉枇杷叶片在不同低温和时间处理下相对电导率（REC）的变化，配合Logistic方程，建立白肉枇杷抗寒性测定体系。然后，对25份白肉枇杷资源的抗寒性进行鉴定，计算LT50，进而为筛选抗寒品种资源，以及北缘地区白肉枇杷的推广和抗寒杂交育种提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试25个白肉枇杷材料均属于枇杷属普通枇杷种（表1），取自江苏省白沙枇杷种质资源资源圃（江苏省太湖常绿果树技术推广中心）。

1.2 方法

1.2.1 白肉枇杷抗寒性测定体系的建立 2013年11月1日采集白玉枇杷一年生夏梢顶端第4片完整、无病虫害的成熟叶片，叶片从3株以上不同植株随机取样混合使用，重复3次。将叶片取回实验室后先用自来水冲洗，除去表面的污物，再用去离子水冲洗，然后用洁净的滤纸吸干附着的水分。用湿纱布包裹，于4 ℃冰箱预冷12 h后转入可控温冰柜（内装风扇以利空气循环）进行低温处理，处理温度分别是0、-3、-6、-9、-12、-15 ℃，每一温度下设2、5、8、11、14、24 h等6个时间梯度。冷处理结束放入4 ℃冰箱中解冻4 h，解冻后进行叶片形态观察和电导率（REC）测定。电导率测定参照郭卫东等[14]的方法稍作改动后进行，用直径0.5 cm的打孔器打孔取叶圆盘（打孔时注意避开主脉），然后将叶圆盘浸泡于常温去离子水中（去离子水以叶片和水1 ∶ 50质量比添加），24 h后测常温电导率，然后再放入100 ℃水浴锅煮沸15 min，自然冷却再测煮沸电导率，最后计算REC。根据白玉叶片不同低温强度和时间下叶片REC的变化绘制曲线，配合Logistic方程，计算LT50，从而建立抗寒性鉴定体系。

1.2.2 25个白肉枇杷品种的抗寒性鉴定 2014年1月3日采集25个白肉枇杷品种叶片。由于枇杷已经经过了低温锻炼，处理温度调整为-3、-8、-13、-18、-23 ℃等5个梯度，处理时间均为8 h，然后按1.2.1的方法测定电导率。

1.3 数据分析

REC计算公式为：REC=（样品常温电导率/样品煮沸电导率）×100%。参考朱根海等[17]和莫惠栋[18]有关组织LT50的计算方法，配合Logistic方程计算LT50。

2 结果与分析

2.1 不同低温胁迫下白玉枇杷叶片REC的动态变化

处理24 h后，0、-3、-6 ℃胁迫下叶片基本正常，形态上未出现受冻现象；-9、-12、-15 ℃胁迫下，叶片颜色变深褐至黑色，明显受冻。

由图1可以看出，随着处理时间的延长，不同低温胁迫下白玉枇杷叶片REC的动态变化趋势不同。在0、-3、-6 ℃处理的叶片相对电导率变化不明显，分别在20%～25%、30%左右、40%～45%变动，这说明叶片可以耐受-6 ℃低温；在-9、-12 ℃处理的相对电导率随着时间的延长逐渐增加；在-15 ℃处理的相对电导率在80%～90%，变化较小，这说明-15 ℃已超过了叶片耐受的最低温度。形态上观察到的白玉枇杷受冻情况与REC的变化趋势相符。

2.2 不同处理时间对白玉枇杷叶片REC的影响

从图2可以看出，不同处理时间随着白玉枇杷叶片处理温度的降低，叶片REC逐渐增加。2和5 h处理的REC变化曲线呈上升趋势，未出现峰值。而低温处理8 h，叶片REC在0 ℃为21.95%，在

-9 ℃时上升到70.46%，在-15 ℃时达到89.35%，是0 ℃时的4倍；低温处理24 h，0 ℃时叶片REC为20.17%，-3 ℃时增加到31.35%，-6 ℃时45.12%，-9 ℃高达96.38%，叶片细胞膜系统基本遭到了破坏。说明8 h以上处理的REC变化明显，均在-15 ℃时出现峰值，曲线呈“S”形，满足Logistic方程计算LT50的要求。

2.3 Logistic方程及LT50

采用电导法配合Logistic方程计算LT50，8、11、14、24 h等4个不同处理时间分别计算白玉叶片的LT50，其值在-4.76和-5.87 ℃，结果重复性较好。R2在0.915 5～0.992 0，说明各拟合方程均具有较好的拟合结果（表2）。因此白肉枇杷电导法配合Logistic方程计算LT50的低温处理时间应采取8 h以上的处理时间。

2.4 25个白肉枇杷品种的抗寒性鉴定

由表3可见，25个白肉枇杷品种R2在0.92～0.99之间，说明各方程拟合程度较好。在25个枇杷品种中除甜种LT50高于-9 ℃以外，其他品种均在-9 ℃以下，其中抗寒性最强的是冠玉，LT50达到-15.95 ℃，其次为美国种为-13.12 ℃。美国种、铜皮、白玉、美玉LT50为-12.11～-13.12 ℃，冰糖种、青种、大种、上海种、宁海白、千禧佩玉、鸡蛋白LT50为-11.04～-11.86 ℃，红毛白肉、丰玉LT50为-10.45～-10.59 ℃，其他品种LT50在-9.13～-9.95 ℃左右。25份资源中编号2、9来自上海，10、21来自浙江，11来自福建，22来自日本，其它19份来自江苏苏州（表1），这19份资源LT50差异较大，与其他地区资源相比，无明显地区差异性。

3 讨论与结论

本试验利用白肉枇杷品种白玉叶片在不同低温处理下REC的变化，配合Logistic方程，建立了白肉枇杷抗寒性测定体系，并对25份白肉枇杷资源的抗寒性进行了鉴定。结果显示冠玉的LT50达到-15.95 ℃，最抗寒，次之为美国种、铜皮、白玉、美玉、上海种等白肉枇杷资源，这与生产上田间枇杷花果抗寒性鉴定结果基本一致[19]。这说明电导率结合Logistic方程测定枇杷叶片的抗寒性是可行，枇杷叶片LT50可作为枇杷育种早期抗寒性鉴定的重要指标，特别是在北缘地区筛选枇杷等抗寒常绿绿化树品种时，它是一种简单、高效的鉴定方法。另外，电导率法测定的枇杷抗寒性虽然不能直接与栽培学上的产量划上等号，但叶片抗寒性强则可抵御更长时间或更低温度的伤害，进而为枇杷产量提供支撑作用。因此，本文建立的白沙枇杷抗寒性的电导法测定体系，可以促进优质抗寒枇杷新品种选育，并结合其它防冻技术措施扩大北缘地区枇杷产业种植区域和效益。

本试验结果表明，在-6 ℃以上叶片无冻害产生，之后随着温度的降低，叶片受冻逐渐严重，-15 ℃是叶片能耐受的极限温度。而从时间上来说，叶片可以承受短时-9 ℃低温，而超过2 h，叶片则出现冻害症状。当然，枇杷的冻害是一个多因素影响的结果，除低温强度、持续时间有关，还与降温剧烈程度、生理阶段、树体长势、生长状态等有关，这些都有待于进一步试验数据的证实。

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