早熟油桃品种的抗寒性对比试验

尤超　沈虹　郭世荣

摘要：以早红珠等6个油桃品种为试材，研究自然降温条件下植株的田间耐寒性及低温胁迫下花器官的生理生化变化。结果表明，油桃花蕾的抗寒性强弱顺序为中油9号>早红珠>黄九>东方红>金硕>灵宝，花朵的抗寒性强弱依次为中油9号>早红珠>黄九>金硕>灵宝>东方红；经主成分分析和隶属函数分析法综合评价，抗寒性强的油桃品种为早红珠、中油9号，抗寒性弱的油桃品种为灵宝、东方红；评价油桃耐寒性的最佳处理温度为-2 ℃。

关键词：低温胁迫；油桃；早熟；生理指标；抗寒性

中图分类号： S662.101文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2017）14-0119-04

适宜温度是植物生长所必需的环境条件，低温却是限制地球上植物分布与生长的重要因素，而低温伤害是全世界农林生产中损失巨大的一种自然灾害[1]。在果树生产中，低温伤害也是主要的自然灾害之一，特别是对早花果树，常因遭受早春寒潮袭击而影响果树生产。果树一般是多年生的，一旦受害将比其他作物产生的后果更为严重[2-4]。我国的棚室结构一般较为简单，再加上温室的低温逆转现象，果树花期的正常发育和生长往往会受到影响，低温伤害造成的果树减产或栽培失败是设施生产中一个突出的问题。

目前，学者们对果树的耐寒性进行了大量研究，但对油桃（Prunus persica var.nectarina）的耐寒性研究鲜见报道。油桃是重要的多年生果树，经济、社会及生态价值较高，而很多地区的霜冻现象则严重制约了当地油桃产业的发展[5-7]。为此，研究油桃在低温胁迫条件下各生理指标的响应情况，探讨油桃在低温胁迫时主要的生理变化状况，为油桃的耐寒性进一步研究提供参考依据。

1材料與方法

1.1试剂和仪器

三氯乙酸、乙酸乙酯、浓硫酸、脯氨酸（Pro）、硫代巴比妥酸、葡萄糖、蒽酮、甲苯、茚三酮、磺基水杨酸、冰醋酸、蒸馏水、L-蛋氨酸、氮蓝四唑、核黄素、磷酸、磷酸二氢钠、愈创木酚等试剂药品，由国药集团化学试剂有限公司提供。HH4型恒温水浴锅，国华电器有限公司生产；TPY-6A型土壤养分速测仪，浙江托普仪器有限公司生产；Orion 3-Star 310C-01/310C-06型电导率测量仪，上海纳锘实业有限公司生产；FW177型粉碎机，天津泰斯特仪器有限公司生产、PHS-3C型pH计，上海精密科学仪器有限公司生产；分析天平，北京赛多利斯科学仪器有限公司生产；BioPhotometer型分光光度计等。

1.2样品低温处理

2013年4月，自南京农业大学（宿迁）设施园艺研究院油桃资源圃选取经自然越冬的早红珠、中油9号、灵宝、东方红、黄九、金硕等6个油桃品种长势较好、无病虫害的植株各18株，其中早红珠、中油9号、灵宝等白肉品种4个，黄九、金硕等黄肉品种2个；每个品种采集萌芽期的花蕾、盛花期的花朵，连枝条一起采回，石蜡封住果枝两端，保温箱中保湿带回实验室，每个品种采样6份；自来水冲洗，分包于纸袋中；采用美国产低温水浴进行处理，设置5、2、0、-2、-5、-7 ℃等6个温度梯度，降温速度4 ℃/h，以田间常规温度处理为对照（CK），每个温度梯度处理30 min；1～2 ℃条件下缓慢解冻，将花芽或花从果枝上拨下，测定电导率；剩余材料过液氮，-80 ℃ 冰箱中保存，待用。

1.3测定内容与方法

参照杨春祥的方法[8]观察油桃植株花期冻害，参照赵红星的方法[9]调查油桃田间耐寒性；参照孙群等的方法[10]测定丙二醛（MDA）含量，参照王学奎等的方法[11]测定相对电导率、可溶性糖含量；分别采用酸性茚三酮法[12]、氮蓝四唑光还原法、愈创木酚法、紫外光吸收法[13]测定脯氨酸（Pro）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性。其中，在开展不同油桃抗寒性综合评价中，所有生理生化指标数据均为“1.2”节步骤中优选油桃耐寒性最佳处理温度的条件下测取。

1.4数据处理

采用Excel 2003、SPSS 18.0软件对数据进行统计分析[14]，将各生理生化指标整合为相互独立的综合指标，求出综合指标得分值；根据得分值、贡献率大小，求出各综合指标隶属函数值、权重；计算各油桃品种抗寒性综合评价值D，对其抗寒性进行评价[15-16]。

2结果与分析

2.1油桃种质资源田间耐寒性调查

2.1.1油桃受冻害症状表现受冻严重的当年生油桃结果母枝皮层冻黑、干枯，皮层剥离，受冻害稍轻的当年生结果母枝皮层褐变，芽眼和形成层变黑或变褐，生长发育推迟，新生叶片扭曲或畸形；受冻害油桃对病害的抵抗力降低，易遭受炭疽病等病菌侵染，造成植株大枝枯死。

2.1.2不同油桃品种的受冻情况2014年5月、10月，分2次调查南京农业大学（宿迁）设施园艺研究院油桃种质资源圃栽植的6个油桃品种共200株经长时间低温冷害后的植株受冻情况。由表1可见，2014年5月受冻害影响的植株有140株，占资源保存数的70%，其中冻枯死亡20株，占资源保存数的10%；2014年10月调查发现，因受冻而延迟生长的资源均恢复正常生长。

2.1.3不同油桃品种花器官的冻害情况褐变是组织受低温伤害的直接表现。由表2可见，5 ℃低温处理与对照（CK）6个油桃品种的花蕾、花朵褐变率均为0.0%； 2 ℃时， 金硕、黄九、灵宝、东方红的花器官出现轻微褐变，褐变率在 0.3%～5.3%；-5 ℃时，6个油桃品种的花蕾和花朵均出现不同程度的褐变，东方红的褐变率相对最高，花蕾、花朵的褐变率分别为67.3%、63.1%；-7 ℃时，东方红花朵的褐变率相对最高，为92.1%，其后依次是灵宝、金硕、黄九、早红珠、中油9号，这说明花朵的抗寒性强弱依次为中油9号>早红珠>黄九>金硕>灵宝>东方红；灵宝的花蕾褐变率相对最高，为89.2%，其后依次为金硕、东方红、黄九、早红珠、中油9号，这说明花蕾的抗寒性强弱依次为中油9号>早红珠>黄九>东方红>金硕>灵宝。因此，中油9号、早红珠油桃的花器官抗寒性相对较强，东方红、灵宝油桃的花器官抗寒性相对较差。

2.2低温处理对油桃花器官电导率的影响

低温胁迫下，油桃植株易脱水，质膜部分Ca2+会被Na+竞争性代替，导致质膜透性变强，而相对电导率可反映植株的质膜透性大小与膜脂过氧化程度，其数值大小往往与耐寒性成反比。不同冻害温度下测定油桃植株的相对电导率，既可判断其耐寒性，又可进一步获知评价耐寒性的最适处理温度[17]。由表3可见，随胁迫温度的降低，油桃花器官的相对电导率整体呈增加趋势；与对照相比，5、2、0 ℃低温胁迫处理的油桃花器官，其相对电导率呈小幅缓慢上升，且波动幅度较小；-2 ℃低温胁迫时，各品种的相对电导率急剧增加，早红珠、中油9号油桃的相对电导率明显低于其他品种；-5、-7 ℃ 低温胁迫时，各处理的相对电导率又逐步趋于稳定，呈小幅波动。该试验结果与油桃花器官的冻害情况基本吻合。结合油桃相对电导率变化情况，判断油桃耐寒性的最佳处理温度为-2 ℃。

2.3不同油桃品种的抗寒性综合评价

2.3.1低温胁迫对油桃各生理生化指标的影响由表4可知， 低温胁迫处理的6个油桃品种花器官各生理生化指标存在明显的差异，MDA、Pro、可溶性糖含量分别在0.071～0.104 μmol/g、264～386 μg/g、1.36%～2.56%之间，SOD、POD、CAT活性分别在144～348 U/g、9.45～24.6 U/（g·min）、17.9～42.0 U/（g·min）之间；东方红油桃花器官的MDA含量相对最高，极显著高于其他油桃品种（P<0.01）；金硕、早红珠、黄九油桃之间的花器官MDA含量差异不显著（P>0.05），显著高于中油9号，低于灵宝（P<0.05）；东方红花器官的Pro含量相对最低，极显著低于其他品种（P<0.01），黄九与灵宝间的花器官Pro含量差异不显著（P>0.05）；早红珠、中油桃9号花器官的可溶性糖含量极显著高于其他品种（P<0.01），灵宝花器官的可溶性糖含量相对最低，但黄九与东方红间的花器官可溶性糖含量差异不显著（P>0.05）；6个油桃品种花器官的SOD活性相互间差异极显著（P<0.01），中油9号的SOD活性极显著高于其他品种（P<0.01）；除黄九、金硕之间的花器官POD活性差异显著（P<0.05）外，POD活性变化趋势与SOD大致相同；早红珠、中油桃9号的花器官CAT活性相对较高，相互之间差异不显著（P>0.05），极显著高于其他品种（P<0.01），灵宝、黄九间的花器官CAT活性差异不显著（P>0.05）。CAT活性高的油桃品种其可溶性糖、Pro含量并不一定同时都高或MDA含量低，而MDA含量高的品种也并非CAT活性、可溶性糖含量、Pro含量都低，各生理指标变化幅度有所不同，相互之间存在信息重叠，这说明抗寒性可能是一个受多因素影响的数量性状，仅用单项指标无法准确反映油桃的抗寒性。

2.3.2主成分分析对不同油桃品种的生理生化指标进行主成分分析。由表5可见，第1个综合指标的贡献率达 89.647%，即该指标代表了所测6个单项生理生化指标 89.647% 的信息。因此，可将相互影响的6个单项生理生化指标转换为1个新的相互独立的综合指标，即1个主成分。经统计分析，可得1个主成分分析因子的载荷矩阵，MDA含量、Pro含量、可溶性糖含量、SOD活性、POD活性、CAT活性的系数分别为-0.937、0.971、0.871、0.978、0.994、0.925，则可知这个主成分包含Pro含量、SOD活性、POD活性3个生理生化指标，并得出公因子权重为0.944 4。

2.3.3综合评价综合评价值D的大小反映植物综合抗寒能力的大小，其值越大表明越抗寒。由表6可见，中油桃9号的综合评价值D相对最大，为1.903 0；东方红相对最小，为1.023 7；6个油桃品种中，抗寒性强的品种有中油9号、早红珠，抗寒性中等的品种有黄九、金硕，抗寒性弱的品种有灵宝、东方红。

3结论与讨论

在自然降温条件下，对资源圃保存的油桃品种进行田間耐寒性调查，结果表明，油桃的冻害程度与其品种密切相关，白肉品种的抗寒性强于黄肉品种。通过对低温胁迫下油桃品种的花朵及花蕾等进行抗寒性综合评价发现，花蕾的抗寒性强弱顺序为中油9号>早红珠>黄九>东方红>金硕>灵宝，花朵的抗寒性强弱依次为中油9号>早红珠>黄九>金硕>灵宝>东方红。测定低温胁迫下油桃花器官的相对电导率，结果表明，随胁迫温度的降低，油桃花器官的相对电导率整体呈增加趋势；早红珠、中油9号油桃的相对电导率明显低于其他品种；判断油桃耐寒性的最佳处理温度为-2 ℃。测定低温胁迫下不同油桃花器官的生理生化指标分析发现，产于河南省、北京市等地的中油9号、早红珠等油桃品种抗寒性强，产于山东省、江苏省等地的灵宝、东方红等油桃品种抗寒性相对较弱。

植物受到低温胁迫损伤往往膜透性会增大，因此细胞膜相对透性大小是植物抗寒力强弱的重要指标。本试验结果表明，随温度的降低，不同油桃花器官相对电导率初期缓慢增加，达到一定低温相对电导率急剧上升，之后又趋于稳定，整个变化过程呈“S”形曲线。相对电导率前期平缓增加，表明油桃花器官对低温具有一定适应性，胁迫到一定程度相对电导率急剧上升，这是植物细胞膜遭受破坏的结果。

可溶性糖、脯氨酸（Pro）等为逆境下植物自身合成的渗透调节物，对质膜完整性及质膜透性有保护作用[18-20]。早红珠等花芽分化早的品种其可溶性糖含量显著高于灵宝等花芽分化稍晚的品种，这可能是因早熟品种油桃花器官自然休眠期短，低温刺激淀粉酶，分解产生较多可溶性糖。Pro含量的变化趋势与可溶性糖大致相同。有研究表明，膜脂过氧化可使植物细胞膜受损，膜脂过氧化产物丙二醛（MDA）会损伤其生物膜功能[21]。试验结果表明，低温胁迫下，黄肉油桃花器官的MDA含量差异相对较小，东方红等4个白肉油桃花器官的MDA含量差异相对较大，这种差异性有待于进一步探索[22]。低温胁迫可使植物细胞产生高浓度活性氧物质，这些物质会导致植物被氧化损伤，但活性氧过多积累的同时会增强植物体内酶促保护系统酶的活性[23-28]。试验结果表明，不同油桃品种间的花器SOD活性差异显著，而SOD活性在油桃抗寒性评价中起到重要的作用，一定程度上可以用这一指标进行油桃品种抗寒性评价。

在抗寒性研究中，以往多采用单一指标进行分析，而植物抗逆性受多种因素的影响[29]，用单个指标评价植物抗寒性很难反映植物的抗寒实质。研究油桃的抗寒能力宜采用生理生化及形态等综合指标进行分析[30]。本研究通过对SOD等6个生理指标进行主成分分析，将其转化成1个新的综合指标，并与田间耐寒性调查及组织褐变观察结果进行印证，综合评价油桃抗寒性，结果表明，Pro含量、POD活性等指标在油桃抗寒性综合评价中作用明显，田间耐寒性分析能直接反映各材料的抗寒性强弱；对花器官低温冷冻处理，通过观察其褐变情况也能反映油桃的抗寒性强弱。因此，可将田间耐寒性调查和组织褐变观察作为油桃抗寒性鉴定评价的重要手段。

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