晋RS系核桃砧木抗寒性初步研究

贺　奇

(山西省林业科学研究院，山西　太原　030012)



晋RS系核桃砧木抗寒性初步研究

贺奇

(山西省林业科学研究院，山西太原030012)

以晋RS-1系、晋RS-2系、晋RS-3系核桃砧木及中林1号早实核桃1年生枝条为材料，通过设置0 ℃，-10 ℃，-20 ℃，-30 ℃，-40 ℃ 5个温度梯度，研究低温胁迫对4个参试品种核桃1年生枝条游离脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量及SOD活性的影响。结果表明，在低温胁迫下，参试品种游离脯氨酸含量随温度降低均呈整体上升趋势，但不同品种间游离脯氨酸含量变化规律不同，游离脯氨酸含量最高值都出现在-40 ℃，且-10 ℃～-40 ℃的4个处理中各品种间游离脯氨酸含量差异显著。参试核桃细胞中MDA含量随温度降低总体呈增长态势，但不同品种间MDA含量变化趋势差异显著。参试品种SOD活性随温度降低呈现先升后降的趋势，其中，晋RS-1系及晋RS-2系核桃砧木SOD活性最高值出现在-30 ℃，晋RS-3系砧木及中林1号早实核桃SOD活性最高值出现在-20 ℃，各品种间差异显著。

核桃；抗寒性；SOD活性；MDA；游离脯氨酸

核桃(JuglansregiaL.)，又称胡桃、羌桃、万岁子，胡桃科核桃属落叶乔木。核桃是喜温树种，在北方核桃产区，因晚霜危害及倒春寒常导致核桃减产甚至绝收。因此，对核桃抗性机理及抗性育种的研究十分必要。笔者通过对低温胁迫下游离脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性3项抗性指标的变化进行比较分析，旨在为核桃砧木抗性育种研究提供理论依据。

1　材料与方法

1.1试验材料

参试品种为晋RS-1系、晋RS-2系、晋RS-3系核桃砧木及中林1号早实核桃，均为山西省林业科学研究院交城试验基地树势基本一致的5年生盛果期树。晋RS系核桃砧木是山西省林业科学研究院近年来选育的核桃砧木品种，其中，晋RS-1系于2012年通过了山西省林木良种审定。选取树冠外围生长健壮、粗细均匀的1年生枝条为试验材料。

1.2试验处理

2015年10月9日采样，取回样品先用清水冲洗干净，再用蒸馏水冲洗3次，然后用吸水纸擦干，对枝条末端进行蜡封。之后将每个品种的枝条分为5份，置于超低温冰箱中低温处理12 h，处理温度分别为0 ℃，-10 ℃，-20 ℃，-30 ℃，-40 ℃.

1.3测定指标及方法

游离脯氨酸含量采用酸性茚三酮染色法进行测定，丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸(TBA)法进行测定，超氧化物歧化酶(SOD)活性采用氯化硝基四氮唑蓝(NBT)光化还原法进行测定。每个处理重复5次。

1.4数据处理

试验数据采用Excel及SPSS软件进行统计分析处理。

2　结果与分析

2.1游离脯氨酸含量分析

游离脯氨酸是植物体内普遍存在的一种保护性有机溶剂，可在发生低温胁迫时作为渗透调节物质、蛋白质保护分子、活性氧清除剂等。低温胁迫对4个品种核桃枝条游离脯氨酸含量的影响见图1.

图1　低温胁迫对核桃枝条游离脯氨酸含量的影响

由图1可以看出，各核桃品种游离脯氨酸含量随温度降低整体呈上升趋势，但不同品种间游离脯氨酸含量的变化规律不同。晋RS-1系呈“降—升”的趋势，晋RS-2系和中林1号均呈“升—降—升”的趋势，晋RS-3系始终呈上升的趋势；且与同处理的其它品种相比，晋RS-3系的游离脯氨酸含量始终最高。各品种核桃枝条游离脯氨酸含量最高值均出现在-40 ℃.

低温胁迫下不同品种核桃枝条游离脯氨酸含量的差异性分析见表1.

表1　低温胁迫下不同品种核桃枝条 游离脯氨酸含量差异性分析　μg/g

由表1可以看出，-10 ℃～-40 ℃的4个处理中各品种间游离脯氨酸含量差异显著。

2.2丙二醛(MDA)含量分析

丙二醛(MDA)是一种细胞膜质过氧化产物，其含量随细胞膜质被破坏程度的升高而增高。低温胁迫对4个品种核桃枝条MDA含量的影响见图2.

图2　低温胁迫对核桃枝条MDA含量的影响

由图2可以看出，参试核桃品种枝条细胞中MDA含量总体呈增长态势，这与前人的研究结果一致。但不同品种(系)间MDA含量变化趋势差异显著，见表2.

表2　低温胁迫下不同品种核桃枝条 MDA含量差异性分析　μmol/g

由表2可以看出，在-10 ℃之前，中林1号的MDA含量最低，证明其细胞的完好程度最高。当温度为-20 ℃时，中林1号的MDA含量迅速升高至第2位，增幅最大；晋RS-1系及晋RS-3系的增幅小于中林1号，证明其细胞的破坏程度小于中林1号；而晋RS-2系的MDA含量不降反升，可能是由于其细胞的抗逆机制导致。

2.3SOD活性分析

在低温条件下，由于植物自身抗逆性的生理作用，SOD活性会逐渐升高。但是随着温度进一步降低，植物细胞结构被破坏，SOD活性也会随之降低。低温胁迫对4个品种核桃枝条SOD活性的影响见图3.

图3　低温胁迫对核桃枝条SOD活性的影响

由图3可以看出，4个参试品种的SOD活性随温度降低均呈先升后降的趋势。晋RS-1系和晋RS-2系的拐点出现在-30 ℃，晋RS-3系和中林1号的拐点出现在-20 ℃.而且在-20 ℃时，中林1号SOD活性大于晋RS-3系。因此，4个品种核桃枝条SOD活性大小为晋RS-1系>晋RS-2系>中林1号>晋RS-3系。

低温胁迫下不同品种核桃枝条SOD活性的差异性分析见表3.

表3　低温胁迫下不同品种核桃枝条 SOD活性差异性分析　μ/g

3　讨论

游离脯氨酸含量、MDA含量及SOD活性是衡

量果树抗寒性的生理指标，其在低温胁迫下呈现的变化规律可在一定程度上体现核桃抗寒性的强弱。一般来说，游离脯氨酸含量、SOD活性和树体抗寒性呈正相关关系，MDA含量则与抗寒性呈负相关关系。

试验结果表明，参试核桃品种游离脯氨酸含量随着处理温度的下降呈增长趋势，但不同品种间游离脯氨酸含量变化趋势不同，且其含量差异显著。参试核桃品种MDA含量随处理温度的下降总体呈增长趋势，这与前人的研究结果一致，但不同品种(系)间MDA含量及变化趋势差异显著。参试品种的SOD活性随处理温度的下降总体呈“先升后降”的趋势，其原因可能是低温胁迫先引起核桃枝条细胞的抗逆性反应，使SOD活性上升。但随着温度的进一步降低，核桃枝条细胞结构被破坏，导致SOD活性逐步降低，这与相昆、张婷等人的研究结果基本一致。

[1]邹琦.植物生理生化实验指导[M].北京：中国农业出版社，1995.

[2]赵德英，程存刚，张少瑜，等.果树对低温的响应及抗寒评价体系研究进展[J].中国林副特产，2010，109(6)：81-84.

[3]高京草，王慧霞，李西选.可溶性蛋白、丙二醛含量与枣树枝条抗寒性的关系研究[J].北方园艺，2010(23)：18-20.

[4]王飞，王华，陈登文，等.杏品种花器官耐寒性研究[J].园艺学报，1999，26(2)：356-359.

[5]王小华，庄南生.脯氨酸与植物抗寒性的研究进展[J].中国农学通报，2008(11)：398-402.

[6]相昆，张美勇，徐颖，等.不同核桃品种耐寒特性综合评价[J].应用生态学报，2011，22(9)：2 325-2 330.

[7]张婷，车凤斌，潘俨，等.低温胁迫对核桃枝条几个抗寒性生理指标的影响[J].新疆农业科学，2011，48(8)：1 428-1 433.

[8]Hare P D,Cress W A.Metabolic implications of stress induced proline accumulation in plants[J].Plant Growth Regul，1997,21：79-102.

Research on Cold Resistance of Jin RSJuglansregiaStock

He Qi

(ShanxiAcademyofForestSciences,Taiyuan030012,China)

Effect of low temperature stress on free proline content, MDA content and SOD activity of one-year-old branches of Jin RS-1, Jin RS-2, Jin RS-3Juglansregiastock and Zhonglin 1 early-bearingJuglansregiathrough setting 5 temperature treatments such as 0 ℃, -10 ℃, -20 ℃, -30 ℃ and -40 ℃. Results showed that the free proline content of each testing variety increased with fall of temperature, but changes between the 4 testing varieties were different. The maximum value of free proline contents appeared when the temperature was -40 ℃, and the free proline content between the 4 testing varieties under same temperature treatment were significantly different. The MDA content of each testing variety increased with fall of temperature, but changes between the 4 testing varieties were significantly different. SOD activity of each testing variety increased first and then decreased with fall of temperature. The maximum value of SOD activity of Jin RS-1 and Jin RS-2Juglansregiastock appeared when the temperature was -30 ℃, while the maximum value of SOD activity of Jin RS-3Juglansregiastock and Zhonglin 1 early-bearingJuglansregiaappeared when the temperature was -20 ℃. And the SOD activity between the 4 testing varieties were significantly different.

JuglansregiaL.; Cold resistance; SOD activity; MDA; Free proline

2016-05-29

中央财政林业科技推广示范项目[2014]02；山西省林业厅科技创新项目“核桃抗晚霜品种选育”

贺奇(1982—)，男，山西蒲县人，2010 年毕业于山西农业大学，工程师。

S664.1

A

1007-726X(2016)03-0025-03