3个辣木品种耐寒性评价

程习梅

(福建省林业科技试验中心，福建 南靖 363600)

辣木(Moringaoleifera)为辣木属多年生热带落叶乔木,原产印度北部喜马拉雅山南麓，耐干旱、耐贫瘠、生长迅速、适应性强，是热带和亚热带地区主要的速生树种。在印度及东南亚地区辣木叶和嫩果可食用，种子富含油脂，有净水功能[1-2]。辣木还具有保健功效，可治疗多种疾病[3-4]，有“奇迹之树”、“生命之树”等称号。近年来，我国辣木种植发展迅速，在云南、海南、广东、四川、福建和贵州等地区已有较大面积种植，其中云南产量最大，占全国辣木种植面积一半以上[5]，广东、福建等经济发达地区在企业和科研机构的推动下，也已形成大规模的种植基地[6]。

辣木作为新型的保健食品被广泛开发利用，对其化学成分、药理活性、安全性及栽培等研究已见报道[2-4,7]，但有关辣木耐寒性的研究鲜见报道。当前辣木约有13个种，其中较常食用的品种有：印度传统辣木、印度改良种辣木和非洲辣木(M.stenopetala)，印度改良种辣木种植比例最高的是印度改良辣木PKM1、PKM2两个品种[5]。目前，福建省辣木主要分布在东南沿海城市，包括福州、莆田、漳州等地。结合辣木在福建省的种植情况，本文以印度改良辣木PKM1、PKM2及印度传统辣木叶片为研究对象，测定其在低温胁迫下生理生化指标变化，并比较不同辣木品种的耐寒性，以期为辣木耐寒品种的选育提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

供试辣木分别为印度传统辣木、印度改良辣木PKM1和PKM2，为福建省林业科技试验中心五板桥基地培育4个月的容器袋苗。育苗基质为纯黄心土，点播，采用常规的育苗措施，及时拔草、喷水，保持基质湿润无杂草，根据苗木生长情况喷施多菌灵、苯醚甲环唑等农药。选择长势一致(苗高50 cm，地径0.30 cm)、无病虫害的健康植株叶片作为研究材料，于2016年8月在福建农林大学工业原料林研究所进行低温胁迫及各项指标的测定。每个品种12盆，重复3次。

1.2 低温处理及指标测定

将3个辣木品种置于恒温培养箱中，设4个温度梯度：25、5、0、-2 ℃，降温速度为10 ℃·h-1。处理12 h后取出，备用。

丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量采用硫代巴比妥酸(TBA)显色法[8]测定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法[9]测定；游离脯氨酸(proline, Pro)含量采用酸性茚三酮比色法[8]测定；超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性釆用氮蓝四唑(NBT)光还原法[8]测定。

1.3 耐寒性综合评价

目前应用比较广泛的抗逆性综合评定法是模糊隶属函数评价法[9-11]。本文采用模糊数学的隶属度公式，计算各生理指标的隶属函数值：若指标与耐寒性呈正相关，则X(u)=(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)；若呈负相关，则X(u)=1-(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)。其中，X(u)为某一生理指标的耐寒性隶属函数值；X为某一生理指标的测定值；Xmax、Xmin分别为各处理中指标的最大和最小测定值。根据MDA含量与抗逆性呈负相关，可溶性糖、Pro含量及SOD活性与抗逆性呈正相关[11]，可计算各指标的隶属函数值并取平均值。辣木品种隶属度越大，抗性越强，则耐寒性越高。

1.4 统计与分析

采用Excel和SPSS分析软件进行数据整理、统计和分析。

2 结果与分析

2.1 不同温度处理对辣木叶片MDA含量的影响

MDA是植物在逆境胁迫下对细胞膜脂质过氧化水平的反映，能引起蛋白质、核酸和多糖的氧化破坏，导致细胞膜严重损伤，其含量反映了细胞膜脂过氧化和细胞受伤害的程度，且与耐寒性呈负相关[8,12]。由图1可知，随着温度的降低，3个辣木品种MDA含量总体呈先下降后升高的趋势。在5～25 ℃之间，3个品种的MDA含量随着温度的降低不断下降，变化幅度为：改良辣木PKM1<改良辣木PKM2<传统辣木；在0～5 ℃之间，2个改良品种MDA含量有所升高，传统辣木稍有下降；在-2～0 ℃之间，3个品种的MDA含量均随着温度的降低而上升，变化幅度为：改良辣木PKM2<改良辣木PKM1<传统辣木。在25和-2 ℃时，传统辣木MDA含量与改良辣木PKM1、PKM2差异显著，改良辣木PKM1与PKM2间差异不显著；在5和0 ℃时，3个辣木品种间MDA含量差异均不显著。综合来看，随着温度的降低，传统辣木MDA含量提升较快。

图1 不同温度处理下辣木叶片MDA含量Figure 1 MDA content of M.oleifera leaves under four different temperatures

2.2 不同温度处理对辣木叶片可溶性糖含量的影响

可溶性糖是冷害和冻害条件下细胞内的保护物质，其含量与多数植物的耐寒性呈正相关[9]。由图2可知，随着温度的降低，3个辣木品种可溶性糖含量总体呈先升高后下降的趋势。不同品种间可溶性糖含量变化幅度不同，在0～5 ℃之间，改良辣木PKM1和PKM2变化明显，变化幅度为22.47%和27.79%，传统辣木变化幅度较低，仅14.74%；3个品种在5～25 ℃及-2～0 ℃之间变化幅度不大，均在10%以内。不同温度处理下3个辣木品种可溶性糖含量差异均不显著。

图2 不同温度处理下辣木叶片可溶性糖含量Figure 2 Soluble sugar content of M.oleifera leaves under four different temperatures

2.3 不同温度处理对辣木叶片Pro含量的影响

Pro是水溶性最大的氨基酸。正常情况下植物体内Pro含量不高，但在逆境胁迫时，其含量会迅速上升，从而增加细胞液浓度，对细胞器起保护作用[8-9]。由图3可知，随着温度的降低，3个辣木品种Pro含量总体呈先下降后升高的趋势。不同品种间Pro含量变化幅度不同，在5～25 ℃之间，改良辣木PKM1和传统辣木Pro含量均大幅度下降，变化幅度为52.71%和52.29%，改良辣木PKM2变化幅度不大，仅36.62%；在0～5 ℃间，3个辣木品种Pro含量变化幅度相近，分别为21.62%、21.24%、15.72%；在-2～0 ℃之间3个辣木品种Pro含量均大幅度上升，变化幅度为103.59%、125.96%和80.97%，变化比较明显。综合来看，改良辣木PKM2在-2 ℃时Pro含量最高，表明其受低温的影响相对较小。在-2 ℃时，传统辣木Pro含量与改良辣木PKM2、PKM1差异显著，改良辣木PKM1与PKM2间差异不显著；其他处理温度下各辣木品种Pro含量差异均不显著。

图3 不同温度处理下辣木叶片Pro含量Figure 3 Proline content of M.oleifera leaves under four different temperatures

2.4 不同温度处理对辣木叶片SOD活性的影响

逆境下植物可以通过激活活性氧产生系统，降低保护酶活性，从而启动植物自身的防御系统，达到抗逆的效果。植物耐寒性与保护酶活性水平有关，即耐寒性强的品种SOD活性会相应升高[8]。由图4可知，随着温度的降低，3个辣木品种SOD活性总体呈先下降后升高的趋势，在5 ℃时均最低。总体来看，3个辣木品种SOD活性依次为：改良辣木PKM2>改良辣木PKM1>传统辣木。在-2 ℃时，传统辣木SOD活性与改良辣木PKM1、PKM2间差异显著，改良辣木PKM1与PKM2之间差异不显著；其他处理温度下各辣木品种SOD活性差异均不显著。

图4 不同温度处理下辣木叶片SOD活性Figure 4 SOD activity of M.oleifera leaves under four different temperatures

2.5 耐寒性综合评价

3个辣木品种各生理指标隶属度见表1。由表1可知，改良辣木PKM2平均隶属度最大，为0.707 1；其次是改良辣木PKM1，为0.613 3；传统辣木较小，仅0.558 4。综合评价可溶性糖、Pro、MDA含量及SOD活性等生理指标，得出3个辣木品种耐寒性依次为：改良辣木PKM2>改良辣木PKM1>传统辣木。

表1 3个辣木品种耐寒性综合评价Table 1 A comprehensive evaluation of cold resistance in three M.oleifera cultivars

3 讨论与结论

本研究表明，随着温度的降低，3个辣木品种叶片MAD含量呈先降低后升高的趋势，这与白三叶[8]、裸仁南瓜[13]和油桃花[14]等低温处理后的研究结果一致，其中改良辣木PKM2变化幅度较小，传统辣木则较大；可溶性糖含量总体呈先升高后降低的趋势，这与崔帅[9]、吴继林[15]、马娟等[16]的研究结果一致，其中改良辣木PKM2增幅较大；Pro含量呈先降低后升高趋势，这与Asghari et al[7]、韩瑞超等[10]、李彩霞等[12]研究结果基本一致，其中改良辣木PKM2的Pro含量在-2 ℃时最高，说明其受低温影响相对较小；SOD活性总体呈先降低后升高的趋势，这与高婷婷[8]、吴继林[15]、马娟等[16]的研究结果一致，3个辣木品种SOD活性依次为：改良辣木PKM2>改良辣木PKM1>传统辣木。处理温度为-2 ℃时，传统辣木MDA、Pro含量和SOD活性与改良辣木PKM1、PKM2差异显著，改良辣木PKM1与PKM2间差异不显著；可溶性糖含量不同温度处理下各品种间差异均不显著。相同处理温度下，不同辣木品种生理指标差异不同，这可能与各树种耐寒特异性表现有关。

综上所述，通过对3个辣木品种叶片MAD、可溶性糖、Pro含量及SOD活性等耐寒性生理指标测定并结合综合评价结果，认为3个辣木品种耐寒性为：改良辣木PKM2>改良辣木PKM1>传统辣木。这与本课题组研究3个辣木品种室外越冬的耐寒性表现结果一致。