3种枸杞品种抗寒性机理研究

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试的3个枸杞品种为:宁夏枸杞7号、新疆枸杞、宁夏枸杞1号。

1.2 试验方法

将采回来的枸杞试验用枝条剪成40 cm左右长度，用自来水冲洗数遍，去除泥土、虫卵、灰尘，再用蒸馏水冲洗3遍，然后用吸水纸吸干水分，最后将枝条末端蜡封。将每个品种蜡封后的品种枝条分成相等的6份，放入冰箱中(0～4℃)待用。每次处理时，取参试品种枝条放于程控低温冰箱中进行低温处理，处理温度的梯度为-15 ℃、-20 ℃、-25 ℃、-30 ℃、-35 ℃、-40 ℃。降温速度为4 ℃h-1，达到目的处理温度后维持12 h，然后逐步升温，升温速度亦为4 ℃h-1。

1.3 生理生化指标的测定

测量项目包括：过氧化氢酶CAT、MDA丙二醛、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、抗寒电导率、可溶性蛋白、脯氨酸、可溶性糖。

2 结果与分析

2.1 过氧化氢酶(CAT)含量

过氧化氢酶，是催化过氧化氢分解成氧和水的酶，存在于细胞的过氧化物体内。过氧化氢酶是过氧化物酶体的标志酶, 约占过氧化物酶体酶总量的40%。过氧化氢是一种代谢过程中产生的废物，它能够对机体造成损害。为了避免这种损害，过氧化氢必须被快速地转化为其他无害或毒性较小的物质。而过氧化氢酶就是常常被细胞用来催化过氧化氢分解的工具。进行中的过氧化氢酶检测，可以观察到气泡。过氧化氢酶检测是微生物学家鉴定细菌种类的主要的三种检测手段之一，即用过氧化氢来检测过氧化氢酶是否存在[1]。假如细菌中含有过氧化氢酶，则在过氧化氢溶液中加入少量细菌提取物就能观察到氧气气泡生成。

表1 不同低温下三种枸杞过氧化氢酶(CAT)含量

从表1可以看出，随着温度的不断降低，三种枸杞的过氧化氢酶(CAT)含量做出了积极的反映，都下降了很多，但最后又上升了。从过氧化氢酶(CAT)含量来分析。抗寒性效果从好到差，依次为：新疆枸杞、宁杞1号、宁杞7号。

2. 2 MDA丙二醛含量

MDA是膜脂过氧化最重要的产物之一，它的产生还能加剧膜的损伤因此在植物衰老生理和抗性生理研究中MDA含量是一个常用指标，可通过MDA了解膜脂过氧化的程度，以间接测定膜系统受损程度以及植物的抗逆性[2]。

表2 不同低温下三种枸杞MDA丙二醛含量

从表2可以看出，随着温度的不断降低，三种枸杞的MDA丙二醛含量做出了积极的反映。从MDA丙二醛含量来分析。抗寒性效果从好到差，依次为：新疆枸杞、宁杞7号、宁杞1号。

2.3 过氧化物酶(POD)含量

植物体中含有大量的过氧化物酶体，是活性较高的一种酶。它与呼吸作用、光合作用及生长素的氧化等都有关系。在植物生长发育过程中它的活性不断发生变化。一般老化组织中活性较高，幼嫩组织中活性较低。这是因为过氧化物酶能使组织中所含的某些碳水化合物转化成木质素，增加木质化程度，而且发现早衰减产的水稻根系中过氧化物酶的活性增加，所以过氧化物酶可作为组织老化的一种生理指标[3]。

表3 不同低温下三种枸杞过氧化物酶(POD)含量

从表3可以看出，随着温度的不断降低，从三种枸杞的过氧化物酶(POD)含量来分析。抗寒性效果从好到差，依次为：宁杞1号、新疆枸杞、宁杞7号。

2.4 超氧化物歧化酶(SOD)含量

超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase简称SOD)是一种新型酶制剂。它在生物界的分布极广，几乎从动物到植物，从人到单细胞生物，都有它的存在。SOD被视为生命科技中最具神奇魔力的酶、人体内的垃圾清道夫。SOD是氧自由基的自然天敌，是机体内氧自由基的头号杀手，是生命健康之本。

表4 不同低温下三种枸杞超氧化物歧化酶(SOD)含量

从表4可以看出，随着温度的不断降低，3种枸杞的过氧化物酶(POD)含量来分析。抗寒性效果从好到差，依次为：新疆枸杞、宁杞7号、宁杞1号。

2.5 抗寒电导率

近年来的研究表明，在低温伤害尤其冷害中，膜系统常常是最先受到伤害的部位，寒害能使脂膜受损伤，透性加大，细胞内离子(主要是K+离子)外渗量增多，电导率加大。因此可以用电导仪测定溶液的电导率，求算电解质渗出率(或称伤害率)。伤害率愈高则愈不抗寒，反之则愈抗寒[4]。

表5 不同低温下3种枸杞电导率

从表5可以看出，随着温度的不断降低，从抗寒电导率来分析。抗寒性效果从好到差，依次为：宁杞1号、新疆枸杞、宁杞7号。

2.6 可溶性蛋白

可溶性蛋白是重要的渗透调节物质和营养物质，它们的增加和积累能提高细胞的保水能力，对细胞的生命物质及生物膜起到保护作用，因此经常用作筛选抗性的指标之一。

表6 不同低温下三种枸杞可溶性蛋白

从表6可以看出，随着温度的不断降低，根据最后可溶性蛋白来分析。抗寒性效果从好到差，依次为：新疆枸杞、宁杞7号、宁杞1号。

2.7 脯氨酸

脯氨酸(Pro)是植物蛋白质的组分之一，并可以游离状态广泛存在于植物体中。在逆境条件下(旱、盐碱、热、冷、冻)，植物体内脯氨酸的含量显著增加。植物体内脯氨酸含量在一定程度上反映了植物的抗逆性，抗旱性强的品种往往积累较多的脯氨酸。因此测定脯氨酸含量可以作为抗旱育种的生理指标。另外，由于脯氨酸亲水性极强，能稳定原生质胶体及组织内的代谢过程，因而能降低凝固点，有防止细胞脱水的作用。在低温条件下，植物组织中脯氨酸增加，可提高植物的抗寒性，因此，亦可作为抗寒育种的生理指标。

表7 不同低温下三种枸杞脯氨酸

从表7可以看出，根据最后脯氨酸来分析。抗寒性效果从好到差，依次为：宁杞1号、宁杞7号、新疆枸杞。

2. 8 可溶性糖

可溶性糖如葡萄糖、蔗糖，在植物的生命周期中具有重要作用。它不仅为植物的生长发育提供能量和代谢中间产物,而且具有信号功能。它也是植物生长发育和基因表达的重要调节因子。在对植物进行调控时，它又与其他信号如植物激素组成复杂的信号网络体系[5]。

表8 不同低温下三种枸杞可溶性糖

从表8，根据最后可溶性糖来分析。抗寒性效果从好到差，依次为：新疆枸杞、宁杞7号、宁杞1号。

3 结论

通过对3个枸杞品种(宁杞1号、宁杞7号、新疆枸杞)的生理指标(过氧化氢酶CAT含量，MDA丙二醛含量，过氧化物酶POD含量，超氧化物歧化酶SOD含量，抗寒电导率，可溶性蛋白含量，脯氨酸含量，可溶性糖含量)的抗寒实验测定，从这些生理指标变化情况看，其抗寒能力依次表现为：新疆枸杞表现良好，宁杞7号次之，宁杞1号最差。

[1] 刘荣梅,李凤兰,胡国富,等.转CBF3基因烟草的抗寒性研究[J].东北农业大学学报，2011(1)：119-123

[2] 王金辉,梁李宏,黄伟坚,等.氮磷钾对寒害腰果植株恢复生长结果的影响[J].生态环境学报，2010(1)：188-190

[3] 田景花,王红霞,高仪,等.核桃属4树种展叶期抗寒性鉴定[J].园艺学报，2012(12)：2439-2446

[4] 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(9)：2325-2330

[5] 赵红星,耿攀,杨勇.39份柿属种质资源的抗寒性综合评价[J].西北农业学报，2010(12)：128-133

Mechanism of Cold Resistance of Three Varieties ofLyciumchinense

Wang Tao, Liu Heng

(Institute of Landscape Architecture, Xinjiang Academy of Forestry, Urumqi 830000, China)

The contents of catalase (CAT), malondialdehyde (MDA), peroxidase (POD), superoxide dismutase (SOD) in leaves ofLyciumbarbarum‘Qihao’,Lyciumdasystemum,Lyciumbarbarum‘Yihao’ were determined. Content of cold-resistant conductivity, soluble protein content, proline & soluble sugar under -15, -20, -25, -35 and -40 ℃ were determined. The changes of these physiological indices were analyzed and compared. Differences in cold resistance of three varieties ofLyciumchinensewere compared. Result shows that the physiological indices of different varieties varied with different degrees, andLyciumdasystemumperformed optimally, followed byLyciumbarbarum‘Qihao’ andLyciumbarbarum‘Yihao’.

varieties ofLyciumchinense; cold resistance; physiological index

1005-5215(2016)11-0042-03

2016-10-19

王涛(1972-)，男，新疆伊犁人，大学，助理工程师，现从事植物资源利用研究.

S332.5

10.13601/j.issn.1005-5215.2016.11.017