抗寒驯化对果桑低温半致死温度的影响

曲跃军，杜人杰，张翼

（黑龙江省林业科学院牡丹江分院，黑龙江牡丹江157009）

果桑属于桑科（M raceae）桑属（Morus），又名桑椹，营养丰富，口味鲜美，具有极其丰富的营养和医疗保健功能，果桑作为一种新型产业，表现出良好的发展势头[1]。果实除鲜食外，可加工成罐头、果汁、酒、茶及作为各种食物的佐剂和添加剂，应用极其广泛。果桑适应性好，抗性较强，生长快速，结果早，效益高，果实美观，采摘期长，效益75万~90万元/h m2[2]。黑龙江省地域辽阔，拥有优质的土地资源，但是冬季寒冷，低温制约了果桑经济在黑龙江产区的发展。

电导法是鉴定植物抗寒性的重要方法，通过采用Logistic方程拟合相对电导率求得低温半致死温度来对抗寒性进行预测已广泛应用于多种经济树种，如苹果、洋梨、莲雾等[3]。用低温半致死温度来评价及预测植物品种抗寒性在寒地引种过程中十分可靠，根据低温半致死温度可对欲引种的种质资源、引种地选择进行预判，节省精力、缩短驯化年限，大幅度提高寒地育种效率。该试验在对黑龙江省低纬度地区引种成功的4个果桑品种进行了5年寒地驯化基础上[2]，测定了它们的低温半致死温度，通过分析寒地驯化前后低温半致死温度的变化，验证寒地驯化是否增强了果桑的抗寒性，以期为黑龙江省高纬度高寒地区果桑寒性鉴定、杂交育种的资源筛选及引种栽培提供理论基础和实践依据。

1 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，具体情况参照杜人杰等[4]的说明。

1.2 材料来源

供试材料为休眠期的果桑枝条，4份果桑种质资源分别为‘安椹’‘白玉王’‘辽5’‘红果2号’。2015年春季扦插试材于试验地，常规管理，树势良好。

1.3 试验方法

2020年11月取4个果桑品种长势相近的1年生休眠枝条。取材后，自来水冲洗干净，再用去离子水冲洗2次，最后用吸水纸擦干。参照2015年曲跃军等[2]果桑低温半致死温度测定方法，使用高低温交变试验箱对枝条进行低温处理，分别设置16℃、-10℃、-20℃、-30℃、-40℃、-50℃6个温度梯度。冷冻处理以4℃/h的速度降温，达到设定温度后，维持24 h，然后室温（16℃）解冻。以16℃为对照（C K）。每个品种每个温度水平重复3次。将处理过的枝条剪成0.2 c m的小段，称重1.0 g，放入小三角瓶中，加入30 m L去离子水浸泡15 h，测定初电导率值（S1），三角瓶封口后沸水浴25 m in，冷却后室温测定终电导率值（S2）。以去离子水电导率Lck为对照，依据相对电导率×100%计算电解质外渗率y（%）。将处理温度（t）作为自变量，枝条的相对电导率（y）作为因变量，绘制相对电导率随温度变化的散点图，并与L o g istic方程模型进行拟合，其中x为冷冻梯度温度（℃），a为电解质渗出率的饱和容量，b、k为方程参数。为确定b、k值，将方程进行线性化处理，转化为y′与x的直线方程。通过回归分析求得b、k值及拟合优度（R2），当R2（＞0.7）结果显著时，测定果桑低温半致死温度，将此次求得的低温半致死温度与5年前低温驯化前的低温半致死温度做对比分析。

所有数据采用Excel2010和Origin Pro19.0处理。

2 结果与分析

2.1 处理温度对果桑枝条细胞膜透性的影响

4个品种果桑枝条的相对电导率随着温度降低而出现增高的趋势，但并不呈线性增加，而呈“S”型曲线增势。由表1可知，在16℃~-8℃降温过程中，4个果桑品种的电解质渗出率在13.19%~17.00%，变化不大，说明在此温度范围内形成的对应形状冰晶对膜系统未造成明显伤害，只发生了轻微可逆的膜损伤；当温度在-8℃~-32℃时，电解质渗出率变化范围为13.70%~67.21%，变化范围非常大，说明在此降温范围内，细胞内形成的特定形状的冰晶使膜系统发生了极严重且不可逆的损伤；当温度从-32℃降到-40℃时，相对电导率变化范围为51.33%~68.82%，变化幅度不大，说明冰晶已经彻底破坏膜系统，细胞功能丧失，细胞死亡。

表1 不同低温胁迫后4个果桑品种枝条相对电导率 %

2.2 Logistic方程拟合及低温半致死温度（LT50）分析

由表2可知，拟合的L o g istic方程拟合优度（R2）介于0.872 66～0.907 34，均大于相关系数显著性临界值0.708 4，说明L o g istic方程拟合效果好，模型选择正确，预测结果较真。经过5年寒地低温驯化，‘安椹’LT50降低了4.74℃，‘白玉王’LT50降低了4.57℃，‘辽5’LT50降低了5.19℃，‘红果2号’LT50降低了5.65℃，LT50降低幅度均在5℃左右，说明不同品种的果桑经过寒地低温驯化均可以增强抗寒性，低温驯化使膜系统更加坚韧，不易被冰晶破坏。

表2 4个品种果桑相对电导率回归方程及低温半致死温度（LT50）

3 结论

该研究对黑龙江省低纬度地区引种成功的4个果桑品种（‘安椹’‘白玉王’‘辽5’‘红果2号’）进行了5年寒地驯化，测定了它们枝条组织随温度变化的相对电导率，拟合L o g istic方程后，运算出这4个果桑品种的LT50，通过分析低温驯化前后LT50的变化规律，推测寒地驯化过程中果桑抗寒性的变化进程，以期为黑龙江省更高纬度的高寒地区果桑寒性鉴定、杂交育种的资源筛选及引种栽培提供理论基础和实践依据。