低温胁迫下10个引进柿品种抗寒性比较

王勇,石美娟，薛福亮，梁芊，周鹏程, 王芸芸，李鸿雁，茹慧玲,杨萍，李一路

(山西省农科院 果树研究所，山西 太谷 030800)



低温胁迫下10个引进柿品种抗寒性比较

王勇,石美娟，薛福亮，梁芊，周鹏程, 王芸芸，李鸿雁，茹慧玲,杨萍，李一路

(山西省农科院 果树研究所，山西 太谷 030800)

[目的]筛选适合山西省晋中地区栽植的、抗寒性较强的柿品种。[方法]以引进的10个有代表性的柿品种一年生休眠枝条为材料，通过人工模拟降温，对其进行低温诱导，并对柿枝条的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸、MDA、SOD活性、POD活性等生理指标进行测定，应用主成分分析法，对10个柿品种的抗寒性进行综合评价分析。[结果]10个柿品种抗寒性大小依次为: 磨盘柿>海安小方柿>华县白旋柿>干帽盔>火罐>泾川扁塌塌>荥阳大叶水柿> 阳丰> 永济青柿>孝义牛心柿。其中涩柿品种:磨盘柿、华县白旋柿、泾川扁塌塌、火罐等几个品种较适宜山西省果树所地区栽植；甜柿品种阳丰改接的枝条目前长势良好。[结论] 筛选出适合山西省晋中地区栽植的、抗寒性较强的柿品种有磨盘柿、华县白旋柿、泾川扁塌塌、火罐。

引种柿品种； 抗寒性； 主成分分析

柿(DiospyroskakiThunb)是柿科(Ebenaceae)柿属(Diospyrosspp)果树植物中作为果树栽培的代表种，起源于亚热带森林，全世界约有200余种，我国柿属植物有64个种和变种[1，2]。柿树适应性广，结果早，收益期长，特别是甜柿可以在树上自然脱涩，可溶性固形物、维生素C、铁、锌、钙、硒含量都高于涩柿，且保脆时间较涩柿长2～3倍，便于贮运，具有较高的营养价值与商品价值。是我国很多地区农民发家致富的首选树[3，4]。柿耐瘠薄、耐旱，但不耐寒，其经济栽培北限约在北纬40度[5]，在我国以长城为北限。北限冻害问题是制约柿产业发展的重要因素。柿树是山西省的主要经济林树种之一，主要集中在芮城、永济、盐湖区、万荣、沁水、阳城、泽州等县(市区)[6]，晋中地区接近柿树生长的低温临界物候区，发展柿树应选在阳坡，半阳坡以及地势比较平缓的山腰，山脚和沟平地上[7]。不少学者[8～10]采用模拟降温后电解质渗出率法和DTA法对部分柿品种的抗寒性进行了测定。但迄今为止，评价柿树有关抗寒性的客观指标数值不多。本研究对9个涩柿和1个甜柿品种一年生枝条的抗寒生理指标进行试验调查与测定，旨在为山西省晋中地区柿子引种、栽培提供理论依据。

1　材料与方法

1．1材料

取材于山西省农科院果树所内柿品种实验园，位于晋中地区中南部，年均气温10.8～12 ℃,冬季极端低温-22.8 ℃。供试品种为从陕西杨凌柿种质资源圃引种嫁接成活的一年生枝条，包括涩柿品种：磨盘柿、荥阳大叶水柿、孝义牛心柿、永济青柿、火罐、华县白旋柿、干帽盔、 海安小方柿、泾川扁塌塌，甜柿品种：阳丰。

1.2方法

1.2.1木质部比率、皮层比率测定方法[10]

取10个柿品种枝条，先后用自来水、纯净水、去离子水冲洗多次，用洁净纱布檫净，横切成约3 mm长的小段，在解剖镜下观察拍照并测量枝条半径、皮层厚度、木质部厚度、木质部比率、皮层比率等各个试验数据。

枝条木质部比率=木质部厚度/枝条半径×100%；枝条皮层比率=皮层厚度/枝条半径×100%。

1.2.2抗寒生理指标测定

1.2.2.1取材及降温处理

于2014年1月，田间温度为4 ℃时，取10个柿品种在树冠上的部位和方向尽可能一致的1年生休眠枝条，每个品种作为一个处理，重复3次，单株混合采样。

降温处理：将采回的枝条进行清洗，滤纸吸干，分成4份，放入4 ℃冰箱预处理24 h，取出一份在室温下恢复1 h做对照，其余3份缓慢降温，分别在-10、-15、-20、-25和-30 ℃处理下保持8 h，此方式为连续梯度降温，而后取出在4 ℃分别恢复2、2.5、3和3.5 h，接着取出再在室温下恢复1 h。按照李合生[11]方法处理试材，提取粗酶液，完成6个生理指标的测定与分析。

1.2.2.2测定指标及方法

可溶性糖含量的测定：蒽酮乙酸乙酯法[12]

可溶性蛋白含量的测定：采用考马斯亮蓝法[12]

脯氨酸含量测定：酸性茚三酮法[13]

SOD活性的测定：氮蓝四唑(NBT)还原法[13]

POD活性的测定：愈创木酚法[13]

MDA活性的测定：硫代巴比妥酸法[14]

2　结果与分析

2.1枝条木质部比率、皮层比率测定分析

根据10个柿品种枝条木质部比率、皮层比率试验数据计算结果(表1)，可知华县白旋柿、干帽盔、泾川扁塌榻等品种的木质部比率较大。

2.2一年生休眠枝条的可溶性糖含量测定分析

从表2中可见，荥阳大叶水柿、孝义牛心柿、泾川扁塌塌等几个品种随着温度的降低，其可溶性糖含量呈下降趋势，其他各个品种随温度降低可溶性糖含量先升后降。可溶性糖含量变化大小排序结果为：火罐>永济青柿>海安小方柿>泾川扁塌塌>磨盘柿>华县白旋柿>孝义牛心柿>干帽盔>荥阳大叶水柿>阳丰。其中磨盘柿和华县白旋柿的可溶性糖含量变化差异性不显著。

2.3一年生休眠枝条的可溶性蛋白含量测定分析

从表3中可得出10个柿品种的一年生休眠枝条低温胁迫后，可溶性蛋白含量变化均有所上升，但是在-10 ℃时，海安小方柿的可溶性蛋白含量上升到54.158，而到-20 ℃时却下降到了48.926，-30 ℃时升到53.170，磨盘柿、孝义牛心柿、干帽盔华县白旋柿和海安小方柿也是呈先升后降趋势。其他品种均为上升趋势。其中华县白旋柿增幅度最大达到64.888。永济青柿的增幅度最小为35.102。可溶性蛋白含量变化大小排序结果为：华县白旋柿>荥阳大叶水柿>海安小方柿>阳丰>磨盘柿>干帽盔>泾川扁塌塌>火罐>孝义牛心柿>永济青柿。其中磨盘柿与干帽盔的可溶性蛋白含量变化差异性不显著；磨盘柿海安小方柿与阳丰的可溶性蛋白含量变化差异性不显著。

表1　不同柿品种1年生枝条结构比较

表2　一年生枝可溶性糖含量比较/μg·g-1

表3　一年生枝可溶性蛋白含量比较/μg·g-1

2.4一年生休眠枝条的脯氨酸含量测定分析

从表4中可得出10个柿品种的一年生休眠枝条因低温胁迫后，干帽盔、华县白旋柿和泾川扁塌塌的脯氨酸含量变化均呈降-升-降趋势。其中泾川扁塌塌增幅度最大达到74.772。磨盘柿的增幅最小为31.046。脯氨酸含量变化大小排序结果为：泾川扁塌塌>华县白旋柿>干帽盔>孝义牛心柿>永济青柿>火罐>荥阳大叶水柿>阳丰>海安小方柿>磨盘柿。其中海安小方柿的脯氨酸含量变化与各个柿品种间差异性显著。

表4　一年生枝脯氨酸含量比较/μg·g-1

2.5一年生休眠枝条的SOD酶活性测定分析

从表5中可得出10个柿品种的一年生休眠枝条因低温胁迫后，SOD酶活性均明显下降，变化大小排序结果为：孝义牛心柿>荥阳大叶水柿>阳丰>泾川扁塌塌>永济青柿>磨盘柿>干帽盔>海安小方柿>火罐>华县白旋柿。其中孝义牛心柿、永济青柿和华县白旋柿与其他柿品种一年生枝条SOD酶活性变化差异性显著。

表5　一年生枝SOD含量比较/U·g-1

2.6一年生休眠枝条的POD酶活性测定分析

从表6中可得出10个柿品种的一年生休眠枝条因低温胁迫后，POD酶活性均呈上升趋势，变化大小排序结果为：泾川扁塌塌>永济青柿>阳丰>孝义牛心柿>华县白旋柿>海安小方柿>磨盘柿>荥阳大叶水柿>干帽盔>火罐。其中干帽盔和荥阳大叶水柿的1年生枝条POD酶活性变化差异性不显著。

表6　一年生枝POD酶活性比较/U·g-1

2.7一年生休眠枝条的MDA活性测定分析

从表7中可得出10个柿品种的一年生休眠枝条因低温胁迫后MDA含量变化从大至小依次为：荥阳大叶水柿>华县白旋柿>泾川扁塌塌>火罐>阳丰>磨盘柿>海安小方柿>永济青柿>孝义牛心柿>干帽盔>。其中荥阳大叶水柿、干帽盔和华县白旋柿的MDA含量变化与其他品种差异性显著。

表7　一年生枝MDA含量比较/μmol·g-1

2.8一年生休眠枝条的各个生理指标相关性分析比较

从表8中可知，各个品种柿一年生休眠枝条的可溶性糖含量与温度呈负相关性，相关系数为-0.168 5。与MDA活性含量有显著相关性，相关系数为：0.308 3。可溶性蛋白含量与温度呈极显著负相关，相关系数为-0.789 7。与SOD酶活性呈极显著的负相关性，相关系数为：-0.590 04。脯氨酸含量与温度呈显著负相关，相关系数为-0.284 2。与SOD活性呈极显著的负相关性，相关系数为：-0.525 1。SOD酶活性与温度呈极显著相关性，相关系数达0.818 9。POD酶活性与温度呈显著负相关性，相关系数为-0.267 4。与MDA含量有极显著的负相关性。MDA含量变化与温度呈显著负相关性，相关系数为-0.167 1。

表8　不同柿品种1年生枝条各个指标间相关性对比表

2.9一年生休眠枝条的各个生理指标综合评价

运用SAS软件主分量分析程序分析得出，综合指标1所占总信息的贡献率为33.21%，综合指标2所占总信息的23.27%，综合指标3占总信息量的16.85，共占到总信息73%左右。

综合指标1=-0.439 6POD活性+0.493 3可溶性糖含量+0.070 6可溶性蛋白含量+0.345 9 SOD活性+(-0.043 9)脯氨酸含量+0.424 5MDA含量+(-0.391 7)木质部比率+0.321 3皮层比率；其中可溶性糖含量和MDA含量排在前两位，所以综合指标1是以可溶性糖含量和MDA含量为主的排队结果。从表9中可得出，在Prin1的综合参数排队中，磨盘柿、华县白旋柿、海安小方柿、干帽盔位居前列。综合指标2=0.110 7POD活性+(-0.370 4)可溶性糖含量+0.566 4可溶性蛋白含量+0.301 0SOD活性+0.596 6脯氨酸含量+(-0.018 9)MDA含量+(-0.289 0)木质部比率+0.025 7皮层比率；其中脯氨酸含量和可溶性蛋白含量的绝对系数值排在前两位，所以综合指标3是以脯氨酸含量和可溶性蛋白含量为主的排队结果。从表9中可得出，在Prin2的综合参数排队中，泾川扁塌塌、华县白旋柿、荥阳大叶水柿和干帽盔位居前列。综合指标3=0.178 9POD活性+0.191可溶性糖含量+0.349 7可溶性蛋白含量+0.448 2SOD活性+(-0.375 4)脯氨酸含量+(-0.519 3)MDA含量+0.269 5木质部比率+0.354 7皮层比率；其中SOD活性和皮层比率的绝对系数值排在前两位，所以综合指标3是以SOD活性和皮层比率为主的排队结果。从表9中可得出，在Prin3的综合参数排队中，阳丰、海安小方柿、火罐和华县白旋柿位居前列。

表9　各个柿品种主分量综合排队结果

3　讨论与结论

枝条的组织结构与抗寒性关系：木质部所占比例越大，品种的抗寒性越强。通过对10个柿品种一年生枝条的结构调查研究发现，枝条的组织结构与抗寒性有密切关系。在本实验中发现华县白旋柿、干帽盔、泾川扁塌榻等品种的木质部比率较大。

植物体内的重要渗透调节物质包括：可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸。而可溶性糖作为细胞膜和蛋白质的保护剂，可以保护植物免受冻结温度造成的损害[15]。本研究中，随着温度的降低，除荥阳大叶水柿、孝义牛心柿、泾川扁塌塌等品种的可溶性糖含量变化为下降趋势，其他6个品种为先升后降趋势。出现这种现象可能是随着温度的降低，植物体内重要的渗透调节物质-可溶性糖会使植物细胞内溶质浓度增高，以降低细胞溶液结冰点从而保护植物细胞免受低温伤害。在本实验中，可溶性蛋白含量随着温度的降低，海安小方柿的可溶性蛋白含量上升到54.158，而到-20 ℃时却下降到了48.926，-30 ℃时升到53.170，磨盘柿、孝义牛心柿、干帽盔、华县白旋柿和海安小方柿也是呈先升后降趋势，其他品种为上升趋势。其中华县白旋柿增幅度最大达到64.888，永济青柿的增幅度最小为35.102。抗寒性强的品种升高幅度较大。随着低温胁迫，植物体内会被动失水，为了增加水分的吸收，植物会自动生成脯氨酸以调节渗透物质。本研究中低温胁迫后，10个柿品种枝条的脯氨酸含量变化均呈先升后降，其中泾川扁塌塌的脯氨酸含量增加幅度最高达到74.772，说明其抗寒性较强。

MDA是反应细胞膜伤害程度的一个重要指标[16]。本实验发现，随着温度下降，MDA含量有所增加，与温度有显著负相关性，相关系数为-0.167 1。干帽盔的MDA含量增幅最小，其抗寒性较强。

SOD、POD都是植物细胞防御系统中的重要保护性活性酶。随着温度的降低，10个柿品种枝条的POD酶活性在低温胁迫下，POD酶合成均有所增加，催化过氧化物分解，降低了活性自由基的积累，从而降低低温胁迫下对植物膜的伤害，提高植物的抗逆性。本研究中，泾川扁塌塌的POD酶活性增加幅度较大。孝义牛心柿的SOD酶活性的变化较大，说明其抗寒能力相对较强。

总之，由于相关的多因素影响，并且受外界的环境条件制约，植物的抗寒性是植物体内一系列生理生化过程综合作用的表现，因此，为了更加全面的评价柿一年生枝条的抗寒性强弱，本研究运用了SAS软件的主分量综合方差分析程序，对柿枝条的6个生理参数及木质部比率、皮层比率等进行了综合分析，依据综合指标1、2、3参数的大小(表9)，得出10个柿品种抗寒性由高到低排序为：磨盘柿>海安小方柿>华县白旋柿>干帽盔> 火罐>泾川扁塌塌>荥阳大叶水柿> 阳丰> 永济青柿>孝义牛心柿。其中涩柿品种中磨盘柿、华县白旋柿、泾川扁塌塌、火罐等几个品种较适宜山西省果树所地区栽植；甜柿品种阳丰改接的枝条目前长势良好。

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(编辑：马荣博)

10 introduction of persimmon varieties of hardiness in Shanxi Province

Wang Yong, Shi Meijuan, Xue Fuliang, Liang Qian, Zhou Pengcheng, Wang Yunyun, Li Hongyan, Ru Huiling, Yang Ping, Li Yilu

(Shanxiacademyofagriculturalsciences’fruittreeresearchinstituteofshanxiTaiGu030800,China)

[Objective] To screen persimmon varieties which are cold-resistance and are suitable for Jinzhong area, Shanxi Province. [Methods] Taking 10 typical one-year dormant persimmon branches introduced from another province as experimental material, low-temperature induced them, and test the physiological indexes such as the soluble sugar content, soluble protein content, Proline, MDA, SOD activity, POD activity and so on. Analyze the application of principal component and make comprehensive evaluation and analysis of the cold resistance situations of 10 varieties of persimmon. [Results] Ranking of cold-resistance ability of 10 varieties of persimmon is as follows: Mopan persimmon > Xiaofang persimmon from Haian > Bai Xuan persimmon from Hua county> Gan Maokui > Huoguan > Jingchuan Biantata > Big-leaf Shui persimmon from Xingyang > Yangfeng > Yongji Cyan persimmon > Niuxin persimmon from Xiaoyi > . Astringent persimmon varieties like Mopan persimmon, Bai Xuan persimmon from Hua county, Jingchuan Biantata, and Huoguan are suitable for planting in GuoShuSuo in Shanxi province; while the converted branches of YangFeng persimmon, one of the sweet-flavored persimmons, is growing well at the moment. . [Conclusion] According to the experiments, the cold-resistance persimmon like Mopan persimmon,Bai Xuan persimmon from Hua county, Jingchuan Biantataand Huoguan are suitable for planting in Jinzhong area, Shanxi Province.

Introduction persimmon varieties, Hardiness, Principal component analysis

2016-05-13

2016-06-07

王勇(1975-)，男(汉)，山西左权人，副研究员，硕士，研究方向：核桃新品种选育及油用型核桃开发利用

山西省科技攻关项目(20120321006-1 )

S655.2

A

1671-8151(2016)10-0000-04