24个石榴品种的抗寒性评价

王庆军+罗华+赵丽娜+陈颖+王艳芹+王玉海+郝兆祥

摘要：结合低温胁迫过程生理生化指标的变化，以一年生休眠枝条为试材对24个石榴品种进行抗寒性评价。采用人工模拟低温（室温、0、-4、-8、-12、-16、-20℃） 进行低温处理，对其相对电导率（REC）、半致死溫度（LT50）、脯氨酸（Pro）和丙二醛（MDA）含量进行测定，并采用隶属函数法对24个石榴品种的抗寒性进行综合评价。结果表明，随着胁迫温度的降低，24个石榴品种一年生枝条的相对电导率、脯氨酸含量、丙二醛含量变化总体呈上升趋势。通过半致死温度得出，‘峄城抗寒1号的半致死温度最低，为-14.32℃，最抗寒；‘突尼斯软籽石榴的半致死温度最高，为-7.95℃，最不抗寒。通过隶属函数法进行抗寒性综合评价，结果显示24个石榴品种中，有8个品种抗寒等级为Ⅱ级（抗）、15个品种抗寒等级为Ⅲ级（中抗）、1个品种抗寒等级为IV级（低抗）。

关键词：石榴；品种；抗寒性；评价

中图分类号：S665.4文献标识号：A文章编号：1001-4942（2018）01-0050-06

Abstract The cold resistance of 24 pomegranate cultivars was evaluated by the changes of physiological and biochemical indexes under low temperature stress with one-year-old dormant shoots as materials. Adopting simulated low temperature （room temperature， 0， -4， -8， -12， -16， -20℃） for low temperature treatment， the relative conductivity （REC）， semilethal temperature （LT50） and proline （Pro） and malondialdehyde （MDA） contents were determined and the cold resistance of 24 pomegranate cultivars was evaluated comprehensively by membership function method. The results showed that the REC， Pro and MDA contents of one-year-old shoots of 24 pomegranate cultivars showed an increasing trend with the decreasing of stress temperature. The LT50 of Yicheng Kanghan 1 was the lowest， which was -14.32℃and showed the best cold resistance； the LT50 of Tunisi soft-seed pomegranate was the highest， which was -7.95℃ and showed the worst cold resistance. Through the membership function method for comprehensive evaluation of cold-resistance， we could concluded that 8 cultivars were classified into the grade Ⅱ with cold resistance， 15 cultivars were classified into the grade Ⅲ with moderate resistance and 1 cultivar belonged to the grade IV with low resistance.

Keywords Pomegranate； Cultivars； Cold resistance； Evaluation

石榴（Punica granatum L.，2n= 2x=16，18）为被子植物门双子叶植物纲原始花亚纲石榴科（Punicaceae）石榴属（Punica L.）落叶灌木或小乔木，在热带则为常绿灌木或小乔木，又称涂林、丹若等。石榴科植物仅1属2种，一种为石榴，另一种为野生种，后者仅分布于印度洋西部的索科特拉岛上，无栽培价值，原产自从伊朗到印度北部的喜马拉雅山等地，喜暖畏寒[1-4]。石榴为亚热带、暖温带果树，冬季休眠期能耐-16℃以上的低温，在-17℃时会出现冻害，-20℃时大部分已冻死[5]。近年来，我国北方石榴主产区由于气候异常、倒春寒等现象频发，给石榴种植业造成了极大损失[6]，如胡园春等对山东枣庄[7]、李明婉对河南[8]、张长禄对河北[9]、柏永耀对陕西[10]等地石榴冻害均有报道。石榴冻害已经成为制约我国北方地区石榴种植业生产发展的重要因子之一[11]。然而，目前对石榴抗寒性评价的研究很少，为此，本试验以24个石榴品种一年生枝条为试材，以相对电导率（REC）、半致死温度（LT50）、脯氨酸（Pro）和丙二醛（MDA）含量为指标，对其抗寒性进行综合性评价，可为其在不同地区引种栽培提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料及处理

供试的24个石榴品种（表1）均采自“枣庄市石榴国家林木种质资源库”。2017年2月15日在石榴萌芽前选取各品种无病虫害、生长健壮的一年生枝条，每个品种取20条，用湿纱布包好，并快速带回实验室。

将一年生枝条先用自来水冲洗干净，再用蒸馏水冲洗后用吸水纸吸干枝条上的水分，剪成10～15 cm 的枝段分成 7组，捆绑并用湿报纸、保鲜膜包裹，然后放入超低温冰箱。采用梯度降温法，分组进行冷冻处理，降温和升温速度均为4℃/h，温度梯度为0、-4、-8、-12、-16、-20℃，室温（10℃）设为对照（CK），当达到所需冷冻温度，使其维持24 h后取出开始回温，至室温进行指标测定。endprint

1.2 指标测定方法

在干净环境中将枝条避开芽眼，剪成0.5 cm薄片，测定其生理生化指标。采用电导率仪（DDSJ-308A型） 测定电导率[12]；根据朱根海等[13]半致死温度计算方法，結合Logistic方程，计算出石榴半致死温度（LT50）；酸性茚三酮法[14]测定脯氨酸（Pro）含量；硫代巴比妥酸法[15]测定丙二醛（MDA）含量。

1.3 石榴抗寒性评价

采用隶属函数法[16]及方差分析综合评价24个石榴品种的抗寒性。根据平均隶属度将抗寒性分为5级：0.70～1.00为高抗，定为Ⅰ级；0.60～0.69为抗，定为Ⅱ级；0.40～0.59为中抗，定为Ⅲ级；0.30～0.39为低抗，定为Ⅳ级；0～0.29为不抗，定为Ⅴ级[17]。

1.4 数据处理

试验数据采用Microsoft Excel 2003、SPSS 17.0软件进行统计和数据相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同低温处理下电导率的变化及石榴品种的半致死温度

不同低温处理下，24个石榴品种的电导率变化见表2。随着温度的下降电导率整体为上升趋势，品种间每个低温处理差异显著。在CK、0、-4、-8、-12、-16、-20℃处理温度下的电导率在品种上的变化范围分别为：14.82%～22.84%、15.48%～23.22%、15.76%～30.26%、19.61%～33.09%、22.72%～41.62%、29.09%～55.19%、35.32%～69.21%，其中从CK到-12℃之间，随着温度的降低，电导率呈缓慢上升趋势，而从-16℃到-20℃，随着温度的持续降低，电导率呈快速上升趋势。CK到-16℃之间，各品种（除24号外）的电导率差别不大，到-20℃时，各品种的电导率达到35.32%～69.21%，其中最低的1号为35.32%，最高的22号为69.21%。24号在CK到-16℃之间，电导率显著高于其他品种。

半致死温度的高低在一定程度上能反映果树不同品种的抗寒性强弱，二者之间呈负相关性。根据Logistic方程求出24个石榴品种的半致死温度（LT50）（表3），根据其高低顺序确定石榴品种的抗寒性强弱顺序为：1号>5号>4号>13号>15号>19号>8号>12号>6号>14号>3号>22号>23号>16号>9号>18号>21号>20号>7号>11号>2号>17号>10号>24号。24个石榴品种的半致死温度（LT50）在-7.95～-14.32℃之间变化。其中，24号的LT50为-7.95℃，其抗寒性最弱，1号的LT50最低，为-14.32℃，其抗寒性最强。

2.2 不同低温处理下24个石榴品种脯氨酸含量变化

由表4可知，随处理温度降低，24个石榴品种Pro含量的变化总体呈上升趋势。Pro含量与植物的抗寒性强弱在一定程度上为正相关关系，在每个低温处理品种间差异显著。在CK、0、-4、-8、-12、-16、-20℃ Pro含量在品种上的变化范围分别为：10.65～14.53、11.68～15.32、12.35～16.69、12.60～17.83、13.15～18.17、13.22～20.82、13.24～23.17 μg·g-1，其中从CK到-12℃之间，随着温度的降低，Pro含量上升变化呈缓慢趋势，而从-16℃到-20℃，随着温度的持续降低，Pro含量呈加快上升趋势。从CK到-20℃整个低温处理下3号Pro含量的变化区间最大，为10.65～23.17 μg·g-1，从CK到-20℃整个低温处理下24号Pro含量的变化区间最小，为11.77～13.24 μg·g-1。

2.3 不同低温处理下24个石榴品种丙二醛含量变化

由表5可知，随处理温度降低，24个石榴品种MDA含量变化总体呈上升趋势，表明随着低温胁迫，植物膜质的过氧化程度逐渐升高。丙二醛含量与植物的抗寒性强弱在一定程度上为负相关关系，在每个低温处理品种间具有显著的差异性。在CK、0、-4、-8、-12、-16、-20℃MDA含量在品种上的变化范围分别为：0.00028～0.00199、0.00077～0.00220、0.00145～0.00222、0.00176～0.00254、0.00181～0.00261、0.00196～0.00288、0.00208～0.00434 μmol·g-1 FW，其中从CK到-12℃之间，随着温度的降低，MDA含量上升变化呈缓慢趋势，而在-16℃和-20℃，随着温度的持续降低，MDA含量迅速上升。1、4、5、8、13号MDA的含量低，其抗寒性强，24号MDA的含量在CK、-12、-16℃处理下最高，说明其抗寒性弱。

2.4 采用隶属函数法综合评价石榴的抗寒性

本研究采用REC、Pro、MDA含量3个生理生化指标，对24个石榴品种的抗寒性进行综合评价，平均隶属度越大，表明抗寒能力越强，反之抗寒能力越弱。由表6可以看出，24个石榴品种的抗寒性综合评价为：1号、4号、5号、8号、12号、13号、15号、19号为Ⅱ级即抗；2号、3号、6号、7号、9号、10号、11号、14号、16号、17号、18号、20号、21号、22号、23号为Ⅲ级即中抗；24号为IV级即低抗。

3 讨论与结论

3.1 电导率及半致死温度与抗寒性的关系

本研究表明，不同石榴品种经低温胁迫后，其相对电导率与对照温度处理相比均上升，但上升幅度不同，这与刘霞[18]、王庆军[19]等在石榴上的研究结果一致。表明低温胁迫造成石榴叶片细胞膜系统伤害，不同石榴品种抗寒性存在差异。24号的相对电导率值最大为最不抗寒，这与宋尚伟等[20]在不同石榴品种抗寒性的研究结果一致，且与大田实地观察结果一致。

半致死温度（LT50）是评价一个物种抗寒性强弱较准确的指标，LT50是指一半试材临界死亡的温度[21]。半致死温度的高低与抗寒力的强弱之间呈负相关性，即LT50越低其植物抗寒性越强，LT50越高其植物抗寒性越弱。在24个供试石榴品种中，半致死温度最低的为1号（-14.32℃），其抗寒性最强；半致死温度最高的为24号（-7.95℃），其抗寒性最弱，这与刘霞[18]、王庆军[19]等的研究结果一致；其余品种的半致死温度为-11.77～-8.37℃，其抗寒性介于1号和24号之间。endprint

3.2 脯氨酸、丙二醛含量与抗寒性的关系

本研究表明，不同石榴品种低温胁迫后，其Pro、MDA含量均升高，与对照相比均有所上升，但上升幅度不同，这与张艳侠等[22]在石榴上的研究结果一致。这表明，低温胁迫下石榴品种可通过提高体内的主要渗透物质含量来增加其抗寒适应性。

3.3 抗寒性综合评价

在抗寒性研究中，前人多使用生理、生态、形态和生化等某个单一指标进行抗寒性评价，单一指标评价对抗寒性评价可能引起片面性问题，加上植物的生理过程是极其错综复杂的，而植物的抗性受多种因素共同影响，单独地采用某一指标不利于真实反映植物抗寒的本质。隶属函数法能够全面分析植物的抗寒性，该方法已被应用于综合评价葡萄[23]、樱桃[24]、核桃[25]、石榴[26]等树种品种间的抗寒性，均得到较理想的结果。因此，本研究采用模糊数学中的隶属函数法来全面分析石榴的抗寒性，通过平均隶属度来综合评价供试24个石榴品种的抗寒性。24个石榴品种的抗寒性综合评价结果为：1号、4号、5号、8号、12号、13号、15号、19号为Ⅱ级即抗；2号、3号、6号、7号、9号、10号、11号、14号、16号、17号、18号、20号、21号、22號、23号为Ⅲ级即中抗；24号为IV级即低抗，表明通过隶属函数法综合评价石榴的抗寒性顺序与半致死温度得出的结果一致。

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