董天伦,杨静慧,刘铮,吕晨菲,高忠浩,刘艳军
不同时期冬枣一年生枝条耐寒性指标的变化
董天伦,杨静慧通信作者,刘铮,吕晨菲,高忠浩,刘艳军
(天津农学院 园艺园林学院,天津 300392)
为了解不同时期枣树枝条中耐寒性物质含量的变化。本文以初代冬枣、二代冬枣、马牙枣、马奶枣4个品种的枣树一年生枝条作为研究材料,分别对其1、2月的4个耐寒性指标进行了测定。结果显示,枣树枝条在2月的可溶性蛋白、丙二醛含量均高于1月,可溶性糖含量低于1月;马牙枣和二代冬枣枝条的含水量2月显著高于1月;马奶枣和初代冬枣的含水量无差异。由上述物质变化可表明枣树在2月已经解除自然休眠,代谢能力增强。
不同时期;冬枣;生理指标;休眠
枣树是我国北方特有的果树,果实营养丰富,除富含糖外,还有较多的蛋白质和铁、钙、磷等矿物质,常被用作滋补食品。此外,维生素含量也较高,具有较高的医疗药用价值。枣耐储藏,除鲜食外,可制成多种加工品,是人们最喜爱的果品。
近年来,随着我国枣类果品生产产业逐渐扩大,枣树栽培区域也在不断扩大,分布也越来越广[1]。在枣树的长期栽培过程中,笔者发现北方寒冷地区枣树冬季抽条现象普遍,枣树产量不高,品质下降,无法顺利越冬。枣树冻害已成为生产中十分重要的问题之一。对于果树抗寒性测定方法的研究已有很多报道,如柽柳[2]、葡萄[3]、板栗[4]、北美海棠[5]、灰枣[6]等果树抗寒性测定方法都有详细的研究和讨论。
在天津市,关于初代冬枣、二代冬枣、马牙枣、马奶枣的越冬性生理指标等相关性研究报道较少。所以本试验通过对初代冬枣、二代冬枣、马牙枣、马奶枣4个品种的枣树,在1月和2月对其可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛及含水量4个耐寒性指标进行测定,比较分析4个枣树品种在不同时期耐寒物质的生理变化情况,比较枣树休眠的进程和变化规律,为促生栽培、枣树的越冬防寒以及自然休眠期的判断和多年生产提供 依据。
选择初代冬枣、二代冬枣、马牙枣、马奶枣4个枣树品种种于天津市大港地区沈清庄枣园。随机选取枣园一年生的枣树5株为供试植株。分别于2019年1月和2月采集供试植株中部外侧的一年生枝条进行其可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛和含水量4个耐寒性指标的测定。其中,可溶性糖含量用蒽酮比色法测定;可溶性蛋白含量用考马斯亮蓝染色法测定;含水量用干燥法测定;丙二醛含量用硫代巴比妥酸(TBA)比色法测定[7]。
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,也是植物生长发育和基因表达的重要调节因子[8]。
由图1可以看出,4个枣树品种2月的可溶性糖含量均显著低于1月。初代冬枣、二代冬枣、马牙枣、马奶枣4个枣树品种1月的可溶性糖含量分别为9.710%、7.410%、6.820%、12.920%;2月的可溶性糖含量分别为3.770%、3.640%、3.330%、4.740%;4个品种2月相比1月分别降低了5.940%、3.770%、3.490%、8.180%。
试验结果表明,4个枣树品种2月的可溶性糖含量低于1月,主要是枣树的自身消耗所致。
可溶性蛋白是植物组织的保护物质,其含量增大时一方面降低组织或细胞的冰点温度,同时也使细胞的水合度增大,保水能力增强,避免原生质在低温下的脱水伤害[9]。
由图2可以看出,4个枣树品种2月的可溶性蛋白含量均显著高于1月。初代冬枣、二代冬枣、马牙枣、马奶枣4个枣树品种1月的可溶性蛋白含量分别为0.037、0.042、0.286、0.101 mg/g;2月的可溶性蛋白含量分别为1.222、1.573、1.696、1.553 mg/g;2月的可溶性蛋白含量分别是1月的33.027、37.452、5.930、1.376倍。原因分析认为,主要是植物组织开始解除休眠,即已通过了自然休眠期。此外,植物生长需要大量的酶参与,而酶就是一些特殊的蛋白质。可溶性蛋白含量的增加提高了枝条的耐寒性。
丙二醛是具有细胞毒性的物质,对质膜有毒害作用,主要破坏细胞膜系统,植物在逆境时其含量会增加[10]。在植物解除休眠后,为了应对低温胁迫,会产生一些有毒物质,如丙二醛等。
由图3可以看出,4个枣树品种2月的丙二醛含量均显著高于1月。初代冬枣、二代冬枣、马牙枣、马奶枣4个枣树品种1月的丙二醛含量分别为0.003、0.002、0.002、0.003 μmol/g;2月的丙二醛含量分别为0.007、0.011、0.008、0.009 μmol/g;2月丙二醛的含量分别是1月的2.333、5.500、4.000、3.000倍。
本试验中,4个枣树品种2月的丙二醛含量是1月的2.333~5.500倍。这可能是植株已经解除自然休眠,但由于2月天气寒冷,植物需应对低温的胁迫,从而导致丙二醛含量上升。
植物体内的水分常常以自由水和束缚水的形式存在,自由水和束缚水与植物耐寒性密切相关,自由水含量相对较高的植物组织与器官代谢活动旺盛,生长较快,但抗逆性较差,反之则生长较慢,抗逆性较强[11]。
由图4可以看出,初代冬枣和马奶枣在不同时期枣树含水量无显著性差异。但是,二代冬枣和马牙枣差异显著。二代冬枣1月含水量为32.830%,2月为34.130%,2月较1月含水量上升了3.000%。马牙枣1月含水量为33.770%,2月为40.470%。
本试验中,仅二代冬枣和马牙枣在1月和2月的水分含量呈显著性差异,并且2月高于1月。含水量作为植物组织代谢活性和抗性强弱的重要指标[12],说明二代冬枣和马牙枣的枣树组织已经开始复苏,解除自然休眠。
有研究表明,植物的耐寒性与可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛、含水量的指标含量紧密相 关[13-15]。而耐寒性物质指标的变化,与植物的生长进程也有直接关系。本试验通过对4个不同品种枣树一年生枝条的4个耐寒性指标测定,发现枣树枝条2月相较于1月可溶性糖含量整体减少,说明枣树在1—2月的越冬过程中会消耗自身可溶性糖以保证顺利越冬;而可溶性蛋白和含水量的增加,说明枣树枝条已经解除自然休眠,开始复苏,进入下一个生长阶段;丙二醛含量的增加,说明在1—2月,枣树受到低温胁迫而导致丙二醛含量上升,是枣树越冬防寒的应激反应,也是枣树解除自然休眠后为适应寒冷环境进入被迫休眠的一种表现。
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Changes of cold tolerance index of annual shoots of Dongzao in different periods
Dong Tianlun, Yang JinghuiCorresponding Author, Liu Zheng, Lü Chenfei, Gao Zhonghao, Liu Yanjun
(College of Horticulture and Landscape, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300392, China)
In order to understand the changes in the content of cold-tolerant substances in jujube trees in different periods,the jujube branches of the first generation of Dongzao, the second generation of Dongzao, Ma Yazao and Ma Naizao were used as research materials, and the four cold tolerance indexes in January and February were measured. The results showed that the content of soluble protein and malondialdehyde in jujube trees in February was higher than that in January; the soluble sugar content was lower than that in January; There was a significant difference in the water content between the Ma Yazao and the second generation Dongzao. The water content in February was higher than that in January; there was no difference in the water content between the Ma Naizao and the first generation Dongzao. The change of the above substances indicates that the jujube tree has been relieved of natural dormancy in February and the metabolism is enhanced.
different periods; Dongzao; physiological index; dormancy
S665.1
A
1008-5394(2021)01-0021-03
10.19640/j.cnki.jtau.2021.01.005
2019-04-19
天津市林果现代农业产业技术体系创新团队项目(ITTFPRS2018002);天津市科委项目(18JCTPJC68000,20ZYCGSN00290);天津市科技重大专项(17ZXZYNC00070)
董天伦(1996—),男,本科在读,主要从事园艺植物栽培生理研究。E-mail:295844187@qq.com。
杨静慧(1961—),女,教授,博士,主要从事园艺植物栽培和生理生化研究。E-mail:jinghuiyang2@aliyun.com。
责任编辑:杨霞