6个山楂品种低温半致死温度的测定*

杜人杰 曲跃军 陶双勇 邹威 王庆斌 张翼

（黑龙江省牡丹江林业科学研究所，牡丹江 157009）

6个山楂品种低温半致死温度的测定*

杜人杰 曲跃军 陶双勇 邹威 王庆斌 张翼

（黑龙江省牡丹江林业科学研究所，牡丹江 157009）

对引种到牡丹江地区的6个异源山楂品种：‘甜红’、‘磨盘’、‘本溪2号’、‘绛县798203’、‘豫8001’、‘铜台白野生’测定其在不同低温水平胁迫下的相对电导率值，将结果拟合Logistic曲线模型，计算出方程拐点值，得出各品种的低温半致死温度，将低温半致死温度与引种成活率进行相关性分析，对抗寒性进行评价。结果表明，6个品种山楂的低温半致死温度为：‘甜红’（-28.72）>‘磨盘’（-28.03）>‘本溪2号’（-26.15）>‘绛县798201’（-21.06）>‘豫8001’（-17.30）>‘铜台白野生’（-13.71），方差分析表明低温半致死温度与各品种寒地成活率呈显著负相关，与试验地生长情况大致相符。

山楂；相对电导率；低温半致死温度；抗寒性

山楂（Crataegus pinnatifida）属蔷薇科山楂属，落叶灌木或小乔木。其树冠整齐，枝叶繁茂，容易栽培，病虫害少，具有良好的耐寒、耐旱、耐瘠薄特性，花果鲜美可爱，不但果可食用，也是田旁、宅园绿化的良好观赏树种[1]。山楂为中国特有的药果兼用树种，具有降血压、降血脂、强心、抗心律不齐等保健功效；同时也有健脾开胃、消食化滞、活血化痰的作用；对胸膈脾满、疝气、血瘀、闭经等也有一定疗效；山楂内富含黄酮类化合物牡荆素，其提取物对抑制癌细胞生长、增殖、浸润和转移均有显著作用。目前市场上销售的山楂加工食品约有10大类150余种，医药制品约有8大类100余种。我国山楂栽培区域广泛，北起吉林，南至云南均有山楂栽培记载，但黑龙江地区冬天极度寒冷，山楂栽培鲜有报道，其抗寒性问题是限制黑龙江山楂产业发展的主要因素之一。为了能更快更好地培育出高抗寒性的山楂品种，本试验对从辽宁省引种的6种有不同低温驯化成活率表现的山楂品种进行抗寒性研究。

膜系统是冻害的原初部位[2]，低温胁迫能引起植物细胞膜透性的改变，导致溶质外渗，用电导法测定细胞外渗液电导率变化，能显著反映细胞膜伤害程度[3]。运用电导法拟合Logistic方程计算低温半致死温度来鉴定植物抗寒性的方法已广泛应用于苹果、葡萄、李、樱桃、扁桃和柑橘等树种的抗寒性研究[4]，尚未见山楂低温半致死温度的相关报道。本试验通过测定不同品种的相对电导率并拟合Logistic方程求拐点温度从而计算出其在牡丹江地区的低温半致死温度[5]，比较不同山楂品种的抗寒性，并结合各品种对应的寒地成活率进行相关性分析研究，以期为高寒地区山楂及其他植物的引种栽培、杂交选育提供参考依据。

1 试验材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于黑龙江省牡丹江市穆棱地区，具体情况参照曲跃军等[1]的说明。

1.2 材料来源

在沈阳农业大学国家山楂种质资源圃山楂引种过程中有不同成活率表现的6个山楂品种：甜红(C.p‘.Tianhong’ )、磨盘(C.p‘.Mopanshanzha’)、本溪2号(C.p‘.Benxi-2’)、绛县798201(C.p‘.Jiangxian-798201’)、豫8001(C.p‘.Yu-8001’)、铜台白野生(C.p‘.Tongtaibaiyesheng’)。试材均为3年生嫁接苗，砧木为毛山楂(C.maximowiczii)，苗高120～170 cm，地径2.0～3.2 cm，树势良好。

1.3 试验方法

11月份从各品种山楂植株中选取粗度均匀一致的1年生休眠枝条，每个品种18份，每份剪成15～20 cm长枝条，自来水冲洗干净后，用去离子水冲洗2遍，纱布擦干，每个品种留下一份，其余蜡封后放置于-10℃超低温冰箱中备用。参照李俊才等[3]的试验设计，设置温度梯度分别为-10、-20、-30、-40、-50℃，冷冻处理以4℃/h的速度降温，达到目标水平后，维持24 h，然后室温（16℃）解冻。对照处理CK（16℃）为室温。每个品种每个水平3次重复。

，式中，y为电解质外渗率（%）；t为冷冻梯度温度（℃），k为电解质渗出率的饱和容量；a、b为方程参数；计算由于已经消除本底，所以令k=1。所有数据采用Excel2010和SPSS18.0处理。

2 结果与分析

2.1 低温处理对山楂枝条电解质渗出率的影响

电解质渗出率代表着细胞膜受到伤害情况，低温导致膜系统损伤，从而引起细胞渗透性增加和电解质外渗。由表1结合图1可见，6种山楂枝条随着温度的降低，电解质渗出率均呈“S”型增长，说明不同山楂品种在冷胁迫下有相似的电解质渗出率轨迹。在CK～-10℃温度过程中，电解质渗出率缓慢降低，表明膜系统未受显著影响并启动了某种低温保护机制[4]，细胞液中自由水变少，降低了冰点，‘铜台白野生’渗出率最高，‘甜红’最低，其他品种渗出率分布两者之间，说明不同品种膜系统未损伤情况下渗出率并不相同；-10～-20℃温度过程中，电解质渗出率缓慢增加，表明膜系统开始受到低温伤害，酶活及主动运输受到影响；-20～-40℃温度过程中，电解质渗出率急剧上升，表明膜系统受到严重的低温伤害，主动运输功能发生严重障碍；-40～-50℃温度过程中，电解质渗出率变化趋于平缓，偶有轻微下降，表明膜透性被完全破坏，酶活丧失，细胞死亡。

表1 不同低温胁迫后各品种山楂枝条相对电导率%

图1 低温处理对山楂电导率的影响

2.2 Logistic方程拟合及低温半致死温度的确定

由表1可知，相关系数R2介于0.735～0.81之间，均大于相关系数显著性临界值0.708 4，说明处理温度与相对电导率遵循Logistic方程的变化规律；F检测达极显著水平，说明在该抗寒研究中，Logistic方程的拟合结果较真。LT50从高到低排列为‘铜台白野生’>‘豫8001’>‘绛县798201’>‘本溪2号’>‘磨盘’>‘甜红’。

表2 6个品种山楂相对电导率回归方程及低温半致死温度（LT50）

2.3 低温半致死温度与抗寒性的相关分析

6 种山楂引种牡丹江地区1年后，经过冬季低温驯化，次年参照杜人杰等[1]的研究测其成活率。由表2可知，LT50与寒地成活率显著负相关，即LT50越高，经过低温驯化后的成活率越低，低温成活率标志着植物抗寒性高低，所以可理解为LT50与抗寒性显著负相关，即LT50越高，植物抗寒性越差。结合表1可知，‘甜红’、‘磨盘’、‘本溪2号’抗寒性最好，其余依次为‘绛县798201’、‘豫8001’，‘铜台白野生’抗寒性最差，这与实际生长情况基本一致。

表3 6个品种山楂低温半致死温度与成活率相关性分析

3 结论与讨论

3.1 本研究将6个山楂品种的处理温度与相对电导率的综合走势拟合Logistic方程模型，求出各个方程参数，同时方差分析结果达到极显著水平，说明方程拟合度高，模型选择合适，根据方程算出的LT50值可信度高。测定了6个山楂品种的LT50，分

别为：‘甜红’（-28.72℃）>‘磨盘’（-28.03℃）>‘本溪2号’（-26.15℃）>‘绛县798201’（-21.06℃）>‘豫8001’（-17.30℃）>‘铜台白野生’（-13.71℃），LT50具有种间可比性，可用在同一物种引种的品种选择上。

3.2 高寒地区引种过程中，低温是最大的引种障碍，植物的抗寒性高低往往决定引种成活率。本次研究中LT50与各品种冷驯化成活率呈显著负相关，推测抗寒能力从高到低依次为：‘甜红’、‘磨盘’、‘本溪2号’、‘绛县798201’、‘豫8001’、‘铜台白野生’，分析结果与试验地生长情况大致相符，说明在寒地引种前对目标物种进行LT50测定对寒地引种工作有一定借鉴意义。在LT50基础上，如若再结合其他生理、生化指标，如植物组织形态结构、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量等，大致可判断出目标物种是否具有高寒地区移植条件，特别在南种北引过程中，具有重要的指导意义。

3.3 本研究数据是在以上品种引种冷驯化一年后测得，牡丹江地区冬季极度寒冷，冬季夜间低温常徘徊在-20～-30℃，有可能低温诱导了一些特异蛋白的表达，降低了细胞液冰点，使LT50相对于未引种前有所降低。如果能结合引种前的LT50及之后几年的LT50一起分析比较后再进行抗寒性评价，那么对于高寒地区相近物种的引种工作将会有更可靠的指导意义。

［1］曲跃军，杜人杰，董文轩，等.山楂属14种幼苗寒地引种表现［J］.安徽农业科学，2014，42（26）:8878，8906.

［2］刘冰，王有科.应用Logistic方程确定花椒枝条低温半致死温度［J］.甘肃农业大学学报，2005，8（4）：475-479.

［3］李俊才，刘成，王家珍，等.洋梨枝条的低温半致死温度［J］.果树学报，2007，24（4）:529－532.

［4］韩俊威，史彦江，宋锋惠，等.平欧杂交榛13个品种(系)抗寒性比较［J］.东北林业大学学报，2014，42（12）:7－12.

第1作者简介：杜人杰（1983-），女，高级工程师。

Study on Semi-lethal Temperatures of Six Kinds Crataegus pinnatifida

DURenjie
（Mudanjiang Forestry Science Institute of Heilongjiang Province,Mudanjiang157009）

The whether practicable that evaluating plant cold resistance via analysis of LT50,during the process of introduction and domestication in cold area was studied.The Hawthorns’relative branch conductivities were detected at different low temperature levels.The six Hawthorn cultivars included:C.p.‘Tianhong’,C.p.‘Mopanshanzha’,C.p.‘Benxi-2’,C.p.‘Jiangxian-798201’,C.p.‘Yu-8001’and C.p.‘Tongtaibaiyesheng’,which came from diverse provenances and were cultivated in Mudanjiang region for one year.After taking the results of conductivities to fit the Logistic curve model and calculating inflection point number value,then we could get the LT50s.The Hawthorns’cold resistance were speculated by the way of correlation analysis between LT50and survival rates in Mudanjiang region.LT50s for the six Hawthorn cultivars from low to high were C.p.‘Tianhong’(-28.72)>C.p.‘Mopanshanzha(-28.03)’>C.p.‘Benxi-2’(-26.15)>C.p.‘Jiangxian-798201’(-21.06)>C.p.‘Yu-8001’(-17.30)>C.p.‘Tongtaibaiyesheng’(-13.71).The analysis of variance suggested that LT50was significantly negatively correlated with survival rate for hawthorn in cold region,which also correspond with the status of the growth in experience plot.

Relative conductivity;Semilethal low temperature;Cold resistance

S661.5,S722.7

A

2017-05-20

（责任编辑：张亚楠）

1001-9499（2017）04-0017-03

*黑龙江省森林工业总局应用研究项目(sgzjY2014015)