新疆地方枣种质枝条抗寒性鉴定

陈燕 马宏玉 余荣荣 陈小艺 包建平

摘要：以二年生新疆地方枣（Ziziphus jujuba Mill.）为研究对象，设置不同低温胁迫处理，测定一年生枝条内的相对电导率、可溶性糖和可溶性蛋白质含量及保护酶（SOD、POD、CAT）活性的变化，比较枣的抗寒性差异。结果表明，随着处理温度的降低，各品种枣枝条的相对电导率逐渐升高;可溶性糖和可溶性蛋白质含量在5～-10 ℃略微上升，随后其含量较对照有明显提高，直至后期-25 ℃一直保持在较高水平;枝条中的SOD、POD和CAT活性均呈先上升后下降的变化趋势。在5～-25 ℃，库尔勒小枣的相对电导率始终低于其他品种，而可溶性糖和可溶性蛋白质含量、保护酶（SOD、POD和CAT）活性在整个处理期间高于其他品种。6 个枣抗寒性比较结果表明，库尔勒小枣抗寒能力最强，喀什葛尔小枣抗寒能力最弱。

关键词：枣（Ziziphus jujuba Mill.）;抗寒性;鉴定

中图分类号：S665.1         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2019）06-0097-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.06.021           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract： Taking the two-year-old local jujube（Ziziphus jujuba Mill.） germplasm in south Xinjiang as test material，the relative conductivity rate， content of soluble sugar and soluble proteins and activities of SOD， POD， CAT of isolated brunches of two-year-old local jujube tree under different low temperature treatments were measured and identified. The result showed that with the decreasing temperature，the relative conductivity rate was rising. Content of soluble proteins and soluble sugar exhibited a slightly uptrend during 5～-10 ℃， subsequently there was a remarkable difference between treatment group and control in the content of soluble proteins and soluble sugar， when the treatment temperature adding to -25 ℃， its content still remained at this high level. After low temperature stress treatment， there was a remarkable difference between treatment group and control in the content of soluble sugar， and then exhibited a slightly uptrend as the treatment time going on. The activity of SOD， POD and CAT enhanced before it decreased under cold stress. During the whole process， the relative conductivity rate in Kuerlexiaozao jujube was lower than that of others during 5～25 ℃， while Content of soluble proteins and soluble sugar and activities of SOD， POD and CAT in Kuerlexiaozao jujube were higher than that of others. According to the comparation of the cold resistance of six local jujube germplasm in south Xinjiang，cold resistance of Kuerlexiaozao jujube was the strongest among the six apple cultivars，and Kashigeerxiaozao jujube was the weakest.

Key words： jujube（Ziziphus jujuba Mill.）; cold resistance; identification

新疆維吾尔自治区光照充足，热量丰富，气温日较差大，降水稀少，空气干燥，具有生产高档红枣（Ziziphus jujuba Mill.）的优越自然条件，是中国优质红枣的主要产区[1]，其面积和产量分别达到47.37万hm2（含兵团）和145万t（含兵团），超过传统产枣大省而跃居全国第一[2]。红枣产业在新疆社会经济发展、生态环境保护以及农民脱贫致富奔小康中已占有举足轻重的地位。然而，在新疆红枣业迅猛发展的同时，由于肥水投入不合理、管理粗放、有机肥投入不足等原因，导致红枣树抗逆性减弱，加之连续遭遇冬季低温和寒潮造成树体发生冻害，树势减弱，产量下滑。关于枣树抗寒性已有较多报道，研究发现，覆盖方式、品种、枝条部位和年龄等都与枣树枝条抗寒性关系密切[3-11]。研究枣树抗寒机理，培育抗寒品种或耐寒砧木已成为枣树生产上需要解决的突出问题。为解决新疆南疆地区枣树冻害问题，笔者对来源于南疆本土的枣树进行了抗寒性鉴定，寻找优良的抗寒资源，力求为生产实际提供指导意见，同时也为红枣育种筛选优异的抗寒种质。

1  材料与方法

1.1  材料

将从新疆喀什、温宿、库尔勒等地区收集的枣种子播种在第一师六团试验地内，不同种质单独安排在相邻的试验小区，待幼苗出土后，保持正常、统一的田间管理。采2年生喀什葛尔小枣、温宿1、温宿2、库尔勒小枣、库尔勒1、库尔勒2品种，且粗度、生长势、成熟度一致的一年生枣枝条，用自来水和去离子水多次冲洗枝条，然后对剪口蜡封，用自封袋分装好放置于4 ℃的冰箱中冷藏待处理。

1.2  测定方法

1.2.1  低温胁迫  将枝条放入低温冰箱，进行0、-5、-10、-15、-20、-25 ℃及对照5 ℃处理，冷冻时温度下降和解冻时的温度回升幅度都为4 ℃/h，到达目标温度后持续24 h，然后解冻测定相关指标。

1.2.2  相对电导率测定  将各处理后的枝条剪成厚薄均匀的2 mm薄片，避开芽眼，混合均匀，称取2 g放入带塞的试管中，加去离子水至20 mL，塞上试管塞，摇晃使样品完全浸入水中，室温浸泡45 h后，将浸泡液上下摇匀，每处理重复5次。用 DDS-11A型电导率仪测定浸提液的初电导率，然后将试管置于恒温水浴锅中煮沸30 min，待浸提液温度冷却至室温时，测定终电导率，计算相对电导率[5]。

相对电导率=初电导率/终电导率×100%

1.2.3  生理指标测定  可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法[12]。可溶性蛋白质含量的测定采用考马斯亮蓝G-250染色法[11]。超氧化物歧化酶（SOD）活性测定采用氯化硝基四氮唑蓝（NBT）光化还原法[6]，过氧化物酶（POD）酶活性采用愈创木酚显色法测定[13]，过氧化氢酶（CAT）酶活性采用紫外吸收法[14]测定。

1.3  数据处理

采用Excel 2003和SPSS17.0软件进行数据统计和分析。

2  结果与分析

2.1  低温胁迫对枣树枝条相对电导率的影响

如图1所示，不同枣种质枝条經低温处理后，相对电导率变化趋势大体一致，表现为随着温度的降低呈上升的趋势，即相对电导率与温度变化呈反比。在5～-10 ℃，相对电导率上升相对缓慢，表明此温度阶段离子渗透差异小，低温对细胞膜的影响不大;在-10～-20 ℃，相对电导率快速升高，表明离体组织受到伤害加重，膜透性遭到破坏;随后在-20～-25 ℃，相对电导率变化又趋于缓慢，说明在此时植物细胞已受到严重伤害，细胞内的电解质大量外渗。在5～  -25 ℃，相对电导率的总体变化小大为喀什葛尔小枣>温宿1>温宿2>库尔勒2>库尔勒1>库尔勒小枣。

2.2  低温胁迫对枣树枝条可溶性糖含量的影响

从图2可以看出，在-5～-10 ℃，随着处理温度的下降，枣枝条可溶性糖含量逐渐增加，而后在-10～ -20 ℃，可溶性糖含量明显增加，且变化最明显;在 -20 ℃时，库尔勒1、库尔勒2、温宿2、温宿1和喀什葛尔小枣等枣树枝条可溶性糖含量达到最大值，分别为25.45、23.94、22.45、21.67、21.11 mg/g;而库尔勒小枣在-25 ℃时，枝条可溶性糖含量达到最大值，为27.38 mg/g。至-25 ℃时，库尔勒1、库尔勒2、温宿2、温宿1和喀什葛尔小枣枝条可溶性糖含量明显下降。在5～-25 ℃，可溶性糖的总体变化小大为库尔勒小枣>库尔勒1>库尔勒2>温宿2>温宿1>喀什葛尔小枣。

2.3  低温迫胁对枣树枝条可溶性蛋白质含量的影响

由图3可见，5～-25 ℃，随温度的降低，除了库尔勒小枣始终升高外，其他5种枣种质资源均呈先升高后下降的趋势，且其含量均明显高于对照，其中库尔勒1、库尔勒2、温宿2、温宿1和喀什葛尔小枣在-20 ℃时可溶性蛋白质含量达到最大值，库尔勒小枣在-25 ℃时达到最大值。在整个降温过程中，库尔勒小枣的可溶性蛋白质含量基本处于较高水平， 表明库尔勒小枣耐寒性相对较强;而喀什葛尔小枣的可溶性蛋白质含量较低，耐寒性较弱。

2.4  低温胁迫对枣树枝条SOD活性的影响

在低温梯度处理下，不同枣树枝条中SOD活性的变化趋势见图4。从图4可以看出，随着温度的降低，枣树枝条中SOD活性总体增强，表现为先升高后降低的单峰变化曲线，但峰值出现的时期不同，其中，喀什葛尔小枣、温宿1、温宿2 SOD活性最大值出现在低温胁迫-15 ℃，分别为173.31、189.29、217.84 U/g（FW）;库尔勒2、库尔勒1和库尔勒小枣SOD活性最大值出现在低温胁迫-20 ℃，分别为229.82、261.66、237.85 U/g（FW）。

2.5  低温胁迫对枣树枝条POD活性的影响

如图5所示，6种南疆枣种质随着温度的降低，过氧化物酶活性逐渐上升;其中温度从5 ℃降低到0 ℃时，过氧化物酶活性变化平稳，到-5 ℃时开始小幅升高，温度继续降低至-15 ℃时，过氧化物酶活性开始快速增加，喀什葛尔小枣、温宿1和温宿2的过氧化物酶活性在-15 ℃达到最大值，而库尔勒2、库尔勒1和库尔勒小枣则在-20 ℃时达到最大值。在整个低温处理过程中，库尔勒小枣的过氧化物酶活性均高于其他5个种质材料，表明其抗寒性在6个种质材料中是最强的;而喀什葛尔小枣的过氧化物酶活性低于其他5个种质材料，表明其抗寒性在6个种质材料中是最弱的。

2.6  低温胁迫对枣树枝条CAT活性的影响

如图6所示，随着温度的降低，红枣树枝条CAT活性表现为先上升后下降的趋势。在5～-5 ℃，随着处理温度的下降，CAT活性缓慢增加，在-5～-15 ℃，CAT活性急剧增加;在-15 ℃时，喀什葛尔小枣、温宿1、温宿2、库尔勒2和库尔勒1达到最大值，分别为15.09、17.34、19.89、20.52、24.36 U/g（FW）;而库尔勒小枣在-20 ℃时，达到最大值为32.42 U/g（FW）。与对照相比，喀什葛尔小枣在0、-5、-10、-15、-20、 -25 ℃低温下，其CAT活性平均分别上升2.12、4.74、6.67、12.05、7.34、5.354 U/g（FW），库尔勒小枣在0、-5、-10、-15、-20、-25 ℃低温下，其CAT活性分别上升2.28、5.13、9.47、17.23、22.66、11.88 U/g（FW），说明枣种质抗寒性越强，CAT活性越高。

3  小结与讨论

温度是果树重要的生存因子之一，对果树的生长发育起着重要作用。果树遭遇低温袭击后，伤害细胞的正常结构和功能，细胞生物膜系统首先遭受损伤，通透性增强，细胞中的电解质外渗[15]。因此，可以利用低温胁迫后电解质渗出率的变化情况来比较和鉴定果树的抗寒能力。电导法是一种测量植物抗寒性的有效方法，通过测定经低温处理后植物离体组织细胞内电解质的渗出量而间接鉴定植物抗寒能力的高低，用相对电导率来表示[4-6]。前人研究发现，低温胁迫条件下，枣树相对电导率越高，细胞膜透性越强，受伤害程度越大，抗寒性越低[3，5，9]。本试验结果表明，随着温度的降低，除库尔勒小枣外，其他5种枣种质材料均表现为先上升后下降趋势。在相同温度处理下，库尔勒小枣相对电导率始终比其他5种枣种质材料的低，表明在6种枣种质材料中，库尔勒小枣抗寒性最强;而喀什葛爾小枣则相反，其抗寒性最低，这与前人的研究结果一致[3，5，9]。

研究表明，低温胁迫时可溶性糖的积累与植物的抗寒性呈正相关，即抗寒性强的品种可溶性糖含量高。可溶性糖可以提高细胞的渗透能力、降低水势、增加保水能力，从而使细胞内液体的冰点下降[13-15]。可溶性蛋白质能增强细胞的持水能力，保证水分聚合，防止水分丧失，提高抗寒性[14-16]。本研究中，在对枣进行低温胁迫处理后，可溶性糖和可溶性蛋白质含量均随温度降低呈递增趋势，大小顺序为库尔勒小枣>库尔勒1>库尔勒2>温宿2>温宿1>喀什葛尔小枣，在低温的应激反应表现上，库尔勒小枣比喀什葛尔小枣具有更强的耐受能力。前人研究发现，早实核桃[17]、酿酒葡萄[18]、柑橘[19]、仁用杏[20]、平欧榛[21]等树种，抗寒性与可溶性蛋白质、可溶性糖含量呈正相关，这与本研究结果一致。

在正常情况下，植物细胞中存在着活性氧的产生和清除的一种动态平衡。低温胁迫时，植物会积累大量对膜有害的活性氧（AOS），通过增加体内清除自由基的SOD、POD和CAT等保护酶活性，使自由基维持在一个较低的水平，从而防止自由基的毒害，以保护膜不受到伤害，降低低温对植物的伤害[13-16]。高庆玉等[14]研究认为，葡萄砧木随着低温胁迫时间的延长，SOD、POD和CAT等保护酶活性呈先上升后下降的趋势，抗寒性强的品种能保持较高的酶活性。本试验结果表明，SOD、POD和CAT等保护酶活性随着温度的降低呈先上升后下降的变化趋势，低温下耐寒性强的库尔勒小枣能保持较高的SOD、POD和CAT等酶活性，这与高登涛等[22]研究的葡萄砧木抗寒性中SOD、POD和CAT等酶活性的变化趋势相同。

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