令 凡,焦 ?。?,李朝周,金慶軒,趙曼利
(1 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院,蘭州730070;2 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,蘭州730070;3 甘肅省干旱生境作物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,蘭州730070)
油橄欖(OleaeuropaeaL.)屬木犀科木犀欖屬植物,常綠闊葉喬木樹(shù)種,原產(chǎn)于地中海國(guó)家,是世界著名的木本油料兼果用樹(shù)種,喜夏季高溫、冬季溫暖氣候,比較耐干旱,鮮果榨取的橄欖油為高級(jí)食用油,享有“植物油皇后”的美譽(yù)。隴南位于甘肅東南部,以其獨(dú)特的氣候資源和環(huán)境條件成為中國(guó)三個(gè)一級(jí)油橄欖適生區(qū)之一。截止到2010年,甘肅隴南的油橄欖種植面積達(dá)1.03萬(wàn)hm2,占全國(guó)油橄欖種植面積的1/3 以上,油橄欖果產(chǎn)量達(dá)到268.2 萬(wàn)kg,更是占到全國(guó)產(chǎn)量的七成以上,而溫度特別是冬季低溫是當(dāng)?shù)赜烷蠙煲N和生產(chǎn)的重要限制因素之一[1]。
本研究選用的6 個(gè)油橄欖品種,分別為‘皮肖利’、‘萊星’、‘配多靈’、‘阿斯’、‘佛奧’和鄂植8號(hào)’,均為引種多年的適生、早產(chǎn)、豐產(chǎn)品種,在甘肅武都半干旱區(qū)的白龍江河谷地帶表現(xiàn)出適應(yīng)性強(qiáng)、耐旱、喜光、喜高溫的特性,適合生長(zhǎng)在土壤深厚、排水良好的鈣質(zhì)土上,生長(zhǎng)良好,葉壽命長(zhǎng),無(wú)生理落葉現(xiàn)象發(fā)生,開(kāi)花結(jié)果早,產(chǎn)量高[2]。由于每個(gè)品種耐寒性有所不同,生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)園地的立地條件和各品種的生物學(xué)特性選擇適宜的品種栽植。
低溫影響油橄欖生長(zhǎng),特別是在開(kāi)花結(jié)果期,是影響油橄欖果品質(zhì)與產(chǎn)量的重要限制因素。經(jīng)過(guò)人們長(zhǎng)期引種馴化,油橄欖的栽植已由原產(chǎn)地地中海沿岸地區(qū),擴(kuò)展到N45°到S37°之間,但當(dāng)?shù)蜏爻^(guò)油橄欖能忍受的溫度極限,或雖未超過(guò)最低的溫度極限,但持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),也會(huì)造成嚴(yán)重傷害或枯死[2]。據(jù)報(bào)道在地中海沿岸地區(qū),油橄欖種植區(qū)冬季最低氣溫為-5.5℃~-1.4℃,低于-6℃一般不宜種植[3]。中國(guó)關(guān)于油橄欖引種品種抗凍性及引種區(qū)的溫度條件有少量報(bào)道,只限于凍害的形態(tài)解剖構(gòu)造與臨界溫度的研究[4-5]。目前國(guó)內(nèi)尚缺乏關(guān)于油橄欖引種品種對(duì)低溫脅迫的生理響應(yīng)研究,而油橄欖品種抗寒性綜合評(píng)價(jià)未見(jiàn)報(bào)道。
在植物的抗寒性研究中,常利用電導(dǎo)法測(cè)定相對(duì)電導(dǎo)率并配合Logistic方程回歸分析求得拐點(diǎn)溫度,以確定植物對(duì)低溫的半致死溫度(LT50),更為準(zhǔn)確地判定植物抗寒性[6-8]。本研究以隴南引種的6種主要油橄欖品種為材料,分析低溫脅迫下油橄欖離體葉片電導(dǎo)率變化,配合以Logistic方程確定半致死溫度(LT50),并通過(guò)測(cè)定與植物抗寒性相關(guān)的生理生化指標(biāo),研究不同油橄欖品種對(duì)低溫脅迫的生理響應(yīng),再依據(jù)低溫脅迫下各油橄欖品種抗性生理指標(biāo)的變化,采用隸屬函數(shù)法對(duì)其抗寒性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),以期為油橄欖抗寒品種引種選育及合理安排生產(chǎn)布局提供理論支持。
本試驗(yàn)于2013年7月到8月進(jìn)行,材料選用1年生發(fā)育良好的6個(gè)油橄欖品種扦插幼苗,苗木來(lái)自甘肅省隴南市武都區(qū)富江油橄欖種植園,品種分別為‘皮肖利’、‘萊星’、‘配多靈’、‘阿斯’、‘佛奧’和‘鄂植8號(hào)’。2013年7月10日摘取油橄欖植株中部且大小一致的油橄欖葉片,分別置于5℃、0℃、-5℃和-10℃的冰箱低溫脅迫處理12h,以18℃室溫培養(yǎng)的油橄欖離體葉片為對(duì)照(CK)。處理溫度誤差為±0.5℃,冷凍和解凍速度為1℃/h,處理后的樣品于室內(nèi)靜置12h后進(jìn)行各生理指標(biāo)測(cè)定,所有指標(biāo)重復(fù)測(cè)定3次。
1.2.1 電導(dǎo)率的測(cè)定 葉片樣品先用自來(lái)水沖洗干凈,再用蒸餾水洗3 次,最后用去離子水沖洗1次,用濾紙吸干表面水分,將葉片剪成適宜程度的長(zhǎng)條(避開(kāi)主脈),快速稱取3份,每份0.1g,分別置于10mL去離子水的刻度試管中,室溫下浸泡處理12 h。用DDS-11A 型電導(dǎo)率儀測(cè)定葉片浸提液電導(dǎo)率,記為R1,然后將具塞刻度試管放入水浴鍋沸水浴30min,冷卻至室溫后搖勻,再次測(cè)定浸提液電導(dǎo)率,記為R2,計(jì)算葉片相對(duì)電導(dǎo)率(REC)=(R1/R2)×100%。
1.2.2 LT50的計(jì)算 用SPSS 統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)不同處理溫度與葉片相對(duì)電導(dǎo)率之間的關(guān)系進(jìn)行非線性回歸分析,用Logistic方程y=k/(1+ae-bx)來(lái)擬合,其中y為相對(duì)電導(dǎo)率,x為處理溫度,k為細(xì)胞傷害率飽和容量即y的最大極限值,a、b為方程參數(shù)。為了確定a、b的值,將方程線性化處理得到ln[(k-y)/y]=lna-bx,令y1=ln[(k-y)/y],則轉(zhuǎn)化為細(xì)胞傷害率y1與處理溫度x的直線方程。通過(guò)回歸求得a、b值及決定系數(shù)R2,用曲線的拐點(diǎn)作為油橄欖的半致死溫度,即LT50=-lna/b,確定不同油橄欖品種的抗寒性。
油橄欖離體葉片葉綠素含量、可溶性蛋白質(zhì)含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、過(guò)氧化物酶(POD)活性、過(guò)氧化氫酶(CAT)活性根據(jù)李玲等[9]的方法測(cè)定。
不同油橄欖品種抗寒性綜合評(píng)價(jià)應(yīng)用隸屬函數(shù)法[10-11]:采用模糊數(shù)學(xué)的隸屬函數(shù)法計(jì)算每個(gè)品種各抗性相關(guān)指標(biāo)的隸屬度。其中,與抗寒性呈正相關(guān)的可溶性蛋白質(zhì)、脯氨酸、葉綠素、可溶性糖含量和抗氧化酶(SOD、POD 和CAT)活性用公式(1)計(jì)算:
與抗寒性呈負(fù)相關(guān)的相對(duì)電導(dǎo)率、MDA 含量用式(2)計(jì)算:
式(1)、(2)中:U(Xijk)為第i個(gè)品種第j個(gè)溫度梯度第k項(xiàng)指標(biāo)的隸屬度,且U(Xijk)∈[0,1];Xijk表示第i個(gè)品種第j個(gè)溫度梯度第k個(gè)指標(biāo)測(cè)定值;Xmax、Xmin為所有參試種中第k項(xiàng)指標(biāo)的最大值和最小值。用每個(gè)品種各項(xiàng)指標(biāo)隸屬度的平均值作為各品種抗寒能力綜合評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。
采用Excel 2003、SPSS 19.0和STATISTICA 7軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。
2.1.1 葉片相對(duì)電導(dǎo)率 圖1顯示,6個(gè)品種的油橄欖離體葉片經(jīng)過(guò)不同低溫處理后,其葉片相對(duì)電導(dǎo)率隨著處理溫度的降低而逐漸升高,大體呈“S”型曲線變化。當(dāng)溫度從18℃(CK)降到5℃時(shí),葉片細(xì)胞膜透性緩慢增大,說(shuō)明其中電解質(zhì)緩慢滲出,并以品種‘配多靈’葉片相對(duì)電導(dǎo)率(42.1%)升高幅度最大(19.8%),‘阿斯’葉片相對(duì)電導(dǎo)率(26.6%)升高幅度最?。?.8%)。當(dāng)溫度降至0℃時(shí),‘佛奧’、‘鄂植8 號(hào)’葉片相對(duì)電導(dǎo)率分別升高至47.9%、49.1%,表明‘佛奧’和‘鄂植8號(hào)’的葉片細(xì)胞膜已受到明顯傷害,而其余4個(gè)品種油橄欖葉片細(xì)胞膜受害不明顯。當(dāng)溫度降至-5℃時(shí),‘佛奧’和‘鄂植8號(hào)’葉片細(xì)胞膜受到嚴(yán)重傷害,相對(duì)電導(dǎo)率分別為81.6%和58.0%,相對(duì)電導(dǎo)率超過(guò)50%;而此時(shí)‘配多靈’、‘阿斯’、‘萊星’細(xì)胞膜透性均受到輕度傷害,相對(duì)電導(dǎo)率未超過(guò)50%。然而當(dāng)溫度繼續(xù)下降到-10℃時(shí),除了‘配多靈’相對(duì)電導(dǎo)率為87.0%外,‘皮肖利’、‘佛奧’、‘鄂植8號(hào)’、‘阿斯’、‘萊星’相對(duì)電導(dǎo)率均超過(guò)90%(圖1)。結(jié)果表明,重度低溫脅迫(-10℃)下,6個(gè)油橄欖品種均受到嚴(yán)重傷害;中度低溫脅迫(-5℃)下,不同品種油橄欖葉片膜傷害差異最大,‘佛奧’和‘鄂植8號(hào)’膜傷害較為嚴(yán)重,說(shuō)明其對(duì)低溫的耐受性較差,其它品種對(duì)低溫的耐受性較強(qiáng)。
2.1.2 半致死溫度 通過(guò)Logistic方程對(duì)處理溫度和相對(duì)電導(dǎo)率進(jìn)行擬合,能夠較好地反映出兩者之間的關(guān)系,并確定半致死溫度(LT50)。Logistic方程擬合結(jié)果(表1)顯示,6個(gè)油橄欖品種葉片相對(duì)電導(dǎo)率與油橄欖半致死溫度呈較強(qiáng)的線性關(guān)系,且R2介于0.821~0.881之間,表明擬合結(jié)果較精確可靠,可作為油橄欖抗寒性判定的重要指標(biāo)。其中,‘皮肖利’、‘配多靈’、‘萊星’、‘阿斯’、‘鄂植8號(hào)’、‘佛奧’的半致死溫度(LT50)介于-6.687℃和-3.706℃之間且依次升高,說(shuō)明‘皮肖利’和‘配多靈’抗寒性較強(qiáng),‘萊星’和‘阿斯’次之,‘鄂植8號(hào)’和‘佛奧’抗寒性最弱(表1)。
圖1 低溫脅迫下6個(gè)油橄欖品種葉片相對(duì)電導(dǎo)率的變化Fig.1 Changes of the leaf relative electric conductivity of 6olive varieties under cold stress
表1 不同品種油橄欖的Logistic方程及半致死溫度Table 1 Logistic equation and LT50of different olive varieties
2.2.1 葉片葉綠素和丙二醛含量 測(cè)定結(jié)果顯示,系列低溫脅迫下6個(gè)油橄欖品種葉片葉綠素含量隨著脅迫加劇總體呈下降趨勢(shì)(圖2,A);與室溫對(duì)照(CK,18℃)相比,-10℃低溫脅迫條件下,品種‘皮肖利’、‘佛奧’、‘鄂植8號(hào)’、‘配多靈’、‘阿斯’和‘萊星’葉片葉綠素含量相對(duì)降幅分別為21.370%、42.234%、46.325%、24.815%、33.236%和33.673%。即品種‘佛奧’和‘鄂植8號(hào)’的葉綠素在低溫脅迫后降解最明顯,其受到低溫脅迫的傷害相對(duì)較重,而品種‘皮肖利’和‘配多靈’降解較少,葉綠素含量相對(duì)穩(wěn)定,受到的傷害較輕。
同時(shí),6個(gè)油橄欖品種離體葉片丙二醛含量隨低溫脅迫的加劇呈先升后降的趨勢(shì),且同一品種在不同低溫脅迫下的丙二醛含量存在極顯著差異(P<0.01);所有油橄欖品種葉片丙二醛含量均在-5℃低溫時(shí)達(dá)到峰值,而-5℃到-10℃低溫條件下丙二醛含量又降低。其中,與室溫對(duì)照(18℃)相比,在-10℃低溫脅迫下,‘皮肖利’和‘配多靈’葉片的丙二醛含量增幅較小,分別為4.3%、5.4%,而‘佛奧’和‘鄂植8 號(hào)’增幅較大,分別為10.5%、11.2%(圖2,B)。同樣說(shuō)明‘佛奧’和‘鄂植8號(hào)’葉片受到低溫傷害較重,而‘皮肖利’和‘配多靈’受到傷害較輕。
2.2.2 葉片可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白含量可溶性糖含量在6個(gè)油橄欖品種中隨低溫脅迫的加劇總體呈顯著上升趨勢(shì);‘皮肖利’和‘佛奧’隨溫度降低呈穩(wěn)步上升,‘鄂植8號(hào)’在-10℃時(shí)降低,‘配多靈’、‘阿斯’和‘萊星’在-5℃時(shí)有所下降。與常溫對(duì)照(18℃)相比,-10℃時(shí)‘皮肖利’和‘配多靈’的可溶性糖含量相對(duì)增幅較大,分別為61.4%、66.6%,‘佛奧’和‘鄂植8號(hào)’相對(duì)增幅較小,分別為10.3%、23.3%(圖3,A)。
同時(shí),6個(gè)油橄欖品種葉片中脯氨酸含量隨脅迫溫度的降低呈先升后降的趨勢(shì),且相同品種在不同低溫脅迫下存在極顯著差異(P<0.01),并均在-5℃時(shí)達(dá)到峰值,在-5℃到-10℃之間有所降低。與室溫對(duì)照(18℃)相比,‘皮肖利’、‘配多靈’、‘萊星’的葉片中脯氨酸含量在-10℃時(shí)相對(duì)增幅較大,分別為113.8%、912.0%、136.2%,而此時(shí)‘佛奧’、‘阿斯’相對(duì)增幅較小,分別為61.3%、6.1%(圖3,B)。
圖2 低溫脅迫下6個(gè)油橄欖品種葉片葉綠素和丙二醛含量的變化Fig.2 Changes of the contents of chlorophyll and MDA in leaves of 6olive varieties under cold stress
圖3 低溫脅迫下6個(gè)油橄欖品種葉片可溶性糖、脯氨酸及可溶性蛋白含量的變化Fig.3 Changes of the contents of soluble sugar,proline and soluble protein in leaves of 6olive varieties under cold stress
另外,6個(gè)油橄欖品種葉片可溶性蛋白質(zhì)含量隨低溫脅迫的加劇呈先升后降的趨勢(shì),相同品種在不同低溫脅迫下可溶性蛋白質(zhì)含量也存在極顯著差異(P<0.01),且‘皮肖利’的可溶性蛋白質(zhì)含量基數(shù)明顯高于其它品種;除‘阿斯’可溶性蛋白質(zhì)含量基本呈直線上升趨勢(shì)外,其余5個(gè)品種均在-5℃達(dá)到峰值后有所降低;與室溫對(duì)照相比,‘萊星’、‘皮肖利’葉片可溶性蛋白質(zhì)含量在-10℃時(shí)相對(duì)增幅較大,分別為63.4%、43.5%,而此時(shí)的‘佛奧’和‘鄂植8號(hào)’相對(duì)增幅較小,分別為17.1%、2.2%(圖3,C)。以上結(jié)果說(shuō)明作為重要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白質(zhì)在低溫脅迫下表現(xiàn)出一定的滲透調(diào)節(jié)作用。對(duì)比所選用的6個(gè)油橄欖品種,滲透調(diào)節(jié)能力以‘皮肖利’和‘配多靈’相對(duì)較強(qiáng),‘鄂植8號(hào)’和‘佛奧’較弱,而‘萊星’和‘阿斯’居中。
圖4 低溫脅迫下6個(gè)油橄欖品種葉片抗氧化酶活性的變化Fig.4 Changes of the antioxidant enzymes activities in leaves of 6olive varieties under cold stress
表2 低溫脅迫下6個(gè)油橄欖品種各指標(biāo)隸屬函數(shù)值及抗寒性綜合評(píng)價(jià)值Table 2 Subordinate function values and integrate evaluation values under cold stress of 6olive varieties
2.2.3 葉片抗氧化酶活性 油橄欖各品種葉片SOD、POD 和CAT 活性整體上皆表現(xiàn)為隨低溫脅迫加劇而先升后降的變化,且同一品種在不同低溫脅迫下存在顯著差異(P<0.05);在品種間比較而言,品種‘佛奧’和‘鄂植8號(hào)’的各保護(hù)酶活性在不同低溫脅迫下大多低于其余品種,尤其在溫度低于5℃以后表現(xiàn)得更明顯(圖4,A~C)。其中,在0℃到-10℃間,各品種葉片SOD 活性均呈逐漸降低趨勢(shì);與室溫(18℃)相比,‘皮肖利’和‘萊星’SOD活性在-10℃時(shí)增幅較大,分別為462.6%、314.3%,而此時(shí)‘佛奧’和‘鄂植8號(hào)’增幅較小,分別為41.9%、142.8%(圖4,A)。同時(shí),葉片POD活性除‘鄂植8號(hào)’在-5℃時(shí)達(dá)到峰值外,其余品種均在0℃達(dá)到峰值,隨后在0℃到-5℃有所降低,之后在-5℃到-10℃又有所升高。與室溫CK 相比,-10℃時(shí)‘皮肖利’和‘配多靈’POD 活性相對(duì)增幅較大,分別為135.7%、121.8%,而‘佛奧’和‘鄂植8 號(hào)’增幅相對(duì)較小,分別為54.8%、59.2%(圖4,B)。另外,品種‘皮肖利’、‘配多靈’、‘阿斯’、‘萊星’葉片的CAT 活性均在-5℃達(dá)到峰值,后在-5℃到-10℃有所降低,而‘佛奧’和‘鄂植8號(hào)’在0℃時(shí)達(dá)到峰值。與室溫對(duì)照相比,-10℃時(shí)同樣以‘皮肖利’和‘配多靈’的CAT 活性增幅較大,分別為398.0%、357.3%,而以‘佛奧’和‘鄂植8號(hào)’增幅較小,分別為30.7%、31.5%(圖4,C)。研究結(jié)果表明,不同油橄欖品種的3種抗氧化酶活性存在顯著差異,總體上表現(xiàn)為隨著低溫脅迫程度的加劇,品種‘皮肖利’、‘配多靈’抗氧化酶活性居高,抗氧化能力較強(qiáng),‘佛奧’和‘鄂植8號(hào)’較低,抗氧化能力較弱,而‘萊星’和‘阿斯’居中。
應(yīng)用隸屬函數(shù)法對(duì)6個(gè)油橄欖品種各抗寒性生理指標(biāo)進(jìn)行綜合分析表明,‘皮肖利’、‘配多靈’、‘萊星’和‘阿斯’抗寒性總體優(yōu)于‘鄂植8’和‘佛奧’(表2)。其中,‘皮肖利’、‘佛奧’、‘鄂植8’、‘配多靈’、‘阿斯’、‘萊星’的平均隸屬度分別為0.613、0.281、0.313、0.597、0.507、0.516。平均隸屬度綜合反映了品種抗寒能力的大小,其值越大則表明抗寒性越強(qiáng)。因此,低溫脅迫下6個(gè)油橄欖品種的抗寒性由強(qiáng)到弱依次為:‘皮肖利’>‘配多靈’>‘萊星’>‘阿斯’>‘鄂植8號(hào)’>‘佛奧’。
植物膜系統(tǒng)穩(wěn)定性是評(píng)價(jià)植物抗性強(qiáng)弱的重要指標(biāo)。低溫脅迫下抗寒性弱的植物膜系統(tǒng)穩(wěn)定性較差,細(xì)胞內(nèi)容物外滲量大,相對(duì)電導(dǎo)率大[12-13]。本研究中所選用6個(gè)油橄欖品種葉片的相對(duì)電導(dǎo)率隨處理溫度的降低呈上升趨勢(shì),表明脅迫溫度越低,油橄欖葉片細(xì)胞受傷害越嚴(yán)重。王華等研究發(fā)現(xiàn),植物的抗寒性與MDA 含量呈負(fù)相關(guān),即抗寒性越強(qiáng),MDA 含量越?。?4]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,油橄欖葉片MDA 含量隨處理溫度降低而呈先增后降的趨勢(shì),且相對(duì)增幅由小到大為‘皮肖利’<‘配多靈’<‘萊星’<‘阿斯’<‘鄂植8號(hào)’<‘佛奧’,表明‘皮肖利’和‘配多靈’抗寒性較強(qiáng),‘萊星’和‘阿斯’中等,‘鄂植8號(hào)’和‘佛奧’較弱。低溫脅迫下油橄欖的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量均逐漸增加,且抗寒性強(qiáng)的品種‘皮肖利’葉片的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)累積顯著高于其它品種,一定程度上降低了細(xì)胞液滲透勢(shì),從而降低了細(xì)胞液冰點(diǎn),從而提高其抗寒能力[13]。另外,本研究中油橄欖葉片SOD、POD、CAT 活性隨脅迫溫度的降低總體上呈先升高后下降的趨勢(shì),說(shuō)明低溫脅迫起初誘發(fā)抗氧化酶活性上升,但隨著脅迫加劇,這些抗氧化酶活性下降,表明嚴(yán)重的低溫脅迫積累了過(guò)量的活性氧,使活性氧和防御系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡遭到了破壞,從而加劇了膜脂過(guò)氧化作用[15-16]。其中,本研究中品種‘皮肖利’和‘配多靈’的抗氧化酶活性均始終顯著高于同期‘鄂植8號(hào)’和‘佛奧’,表明前兩者的抗寒性明顯較強(qiáng)。
盡管大多生理指標(biāo)與植物的抗寒性有一定的相關(guān)性,但植物的抗寒性受多種生理因素的影響,因此不能用單一指標(biāo)評(píng)價(jià)植物的抗寒性[17-19]。本研究表明,6個(gè)油橄欖品種各單項(xiàng)指標(biāo)的變化值與綜合抗寒性評(píng)價(jià)結(jié)果并不完全一致,這進(jìn)一步說(shuō)明在用生理指標(biāo)進(jìn)行抗寒性評(píng)價(jià)時(shí)結(jié)合統(tǒng)計(jì)分析方法,才能保證評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性。
隴南地區(qū)自1975年進(jìn)行油橄欖引種試驗(yàn)以來(lái),分別在白龍江、白水江、犀牛江兩岸海拔550~1 200 m 范圍內(nèi)的文縣、康縣、武都等縣的20多個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行種植[20]。隴南1月份極端最低溫可達(dá)-8.6℃,本研究認(rèn)為,6個(gè)油橄欖品種的半致死溫度在-6.6℃到-3.7℃之間,因此各品種橄欖均容易受到凍害。其中,品種‘佛奧’和‘鄂植8號(hào)’的抗寒性較差,栽培管理中要注意加強(qiáng)這兩個(gè)品種的防寒措施,尤其注意防治晚霜危害?!ばだ汀涠囔`’的抗寒能力較強(qiáng),可選做雜交親本,用于油橄欖抗寒品種的改良和篩選,提高后代的抗寒能力。隴南地處秦嶺山地,山大溝深,油橄欖種植區(qū)主要以山坡地為主,因此在生產(chǎn)上應(yīng)根據(jù)種植園的海拔高度和油橄欖本身的抗凍性強(qiáng)弱,合理布局油橄欖生產(chǎn)。在油橄欖發(fā)展規(guī)劃中,確定的海拔幅度為500~1 200m。低海拔山區(qū)可以安排種植耐寒性較差的‘佛奧’和‘鄂植8號(hào)’,高海拔山區(qū)應(yīng)考慮種植耐寒強(qiáng)的‘皮肖利’和‘配多靈’品種。此外,橄欖各個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育階段所需的最低溫度、最適宜溫度以及花芽生理分化要求的低溫對(duì)油橄欖的正常生長(zhǎng)發(fā)育極為重要。世界各地研究普遍認(rèn)為,-3℃~-4℃的最低溫度對(duì)油橄欖的花芽生理分化最適宜,有的研究認(rèn)為不能低于-7℃~-12℃。各橄欖品種要求花芽分化的低溫也有所不同,今后應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)研究。
綜上所述,本研究探討了不同油橄欖品種9個(gè)相關(guān)生理指標(biāo)在低溫脅迫下的變化特征,并采用Logistic方程和隸屬函數(shù)法對(duì)其抗寒性進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià),較為準(zhǔn)確地比較了所選6個(gè)油橄欖品種抗寒能力的大小。結(jié)果表明,隨著處理溫度的不斷降低,各品種油橄欖離體葉片相對(duì)電導(dǎo)率呈“S”型曲線變化,葉片葉綠素含量逐漸降低,可溶性糖含量逐漸增加,而可溶性蛋白質(zhì)含量、丙二醛含量、脯氨酸含量呈先升后降的趨勢(shì),SOD、POD、CAT 活性基本呈先升后降趨勢(shì)。采用隸屬函數(shù)法對(duì)各抗寒性各相關(guān)生理指標(biāo)進(jìn)行綜合分析發(fā)現(xiàn),6個(gè)油橄欖品種抗寒能力大小依次為:‘皮肖利’(0.613)>‘配多靈’(0.597)>‘萊星’(0.516)>‘阿斯’(0.507)>‘鄂植8號(hào)’(0.313)>‘佛奧’(0.281)。在生產(chǎn)上應(yīng)根據(jù)種植園的海拔高度和油橄欖本身的抗凍性強(qiáng)弱,合理布局油橄欖生產(chǎn)。
[1]ZHANG ZH W(張正武),DENG Y(鄧 煜),WANG G D(王貴德).Longnan olive industry development present situation and the counter measures[J].ForestryofChina(中國(guó)林業(yè)),2011,(20):41(in Chinese).
[2]鄧明全,俞 寧.油橄欖引種栽培技術(shù)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2011.
[3]徐緯英,中國(guó)油橄欖——種質(zhì)資源與利用[M].長(zhǎng)春:長(zhǎng)春出版社,2001.
[4]CHEN B L(陳炳林),YANG J T(楊俊陶).A preliminary study on olive freezing resistance[J].EconomicForestResearches(經(jīng)濟(jì)林研究),1986,4(2):66-68(in Chinese).
[5]CHEN X CH(陳憲初).A preliminary study on the thermal adaptability of olive in the olive planting regions in China[J].ForestScience(林業(yè)科學(xué)),1988,24(3):325-331(in Chinese).
[6]LIU B(劉 冰),WANG Y K(王有科).Application of Logistic equation on determination of lethal dose-50temperature ofZanthoxylum bungeanumshoots[J].JournalofGansuAgriculturalUniversity(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)),2005,40(4):475-479(in Chinese).
[7]LIANG L(梁 莉),TAN F(談 鋒).The effect of postharvest treatment of different calcium in concentration on storage behavious of honey peach fruit[J].JournalofSouthwestChinaNormalUniversity(西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)),1997,(4):463-465(in Chinese).
[8]ZHOU H P(周會(huì)萍),CAI Z G(蔡祖國(guó)).Measurement of cold tolerance by electrical conductivity method in associated with the logistic equation on goldenPrunusmume[J].NorthernHort.(北方園藝),2011,(18):39-41(in Chinese).
[9]李 玲,李娘輝,蔣素梅,等.植物生理學(xué)模塊實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京:科學(xué)出版社,2009.
[10]MENG Y Q(孟艷瓊),ZHANG L F(張令峰),WANG L H(王雷宏),etal.Effects of low temperature stress on the cold-resistance physiological indexes of six leaf-colored climbing shrub species[J].JournalofAnhuiAgriculturalUniversity(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)),2009,36(2):172-177(in Chinese).
[11]SI J H(司劍華),LU S J(盧素錦).Effects of low temperature stress on cold-resistance physiological indexes of fiveTamarixL.in Qinghai[J].JournalofCentralSouthForestryTechnologyUniversity(中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)),2010,30(8):78-81(in Chinese).
[12]PAN X Y(潘曉云),WANG G X(王根軒),CAO Q D(曹琴東).Winter injury index and lethal low temperature for introducted American almond in Lanzhou,China[J].ActaHort.Sinica(園藝學(xué)報(bào)),2002,29(1):63-65(in Chinese).
[13]HE L S(何麗斯),WANG R(汪 仁),MENG X J(孟祥靜),etal.Physiological responses ofJasminumsambaccuttings under artificial low temperature[J].ActaBot.Boreal.-Occident.Sin.(西北植物學(xué)報(bào)),2010,30(12):2 451-2 458(in Chinese).
[14]WANG H(王 華),WANG F(王 飛).Effects of low temperature stress on SOD activity and membrane deroxidization of apricot flowers[J].JournalofFruitScience(果樹(shù)科學(xué)),2000,17(3):197-201(in Chinese).
[15]LU X H(陸新華),SUN D Q(孫德權(quán)),YE CH H(葉春海),etal.Growth,physiological characteristics and evaluation of cold tolerance of pineapple seedlings under low temperature stress[J].ActaBot.Boreal.-Occident.Sin.(西北植物學(xué)報(bào)),2010,30(10):2 054-2 060(in Chinese).
[16]LI N(李 娜),F(xiàn)ANG W M(房偉民),CHEN F T(陳發(fā)棣),etal.Physiological indexes in florets of two winter cut chrysanthemum cultivars under low temperature and their cold tolerance[J].ActaBot.Boreal.-Occident.Sin.(西 北植 物 學(xué) 報(bào)),2010,30(4):741-746(in Chinese).
[17]LI Y B(李軼冰),YANG SH Q(楊順強(qiáng)),REN G X(任廣 鑫),etal.Changes analysis in physiological properties of several gramineous grass species and cold-resistance comparison on under cold stress[J].ActaEcologicalSinica(生態(tài)學(xué)報(bào)),2009,29(3):1 341-1 347(in Chinese).
[18]NAN L L(南麗麗),SHI SH L(師尚禮),CHEN J G(陳建綱),etal.Field evaluation of the response and resistance to low temperature of alfalfa root with different root types during over-wintering[J].ChineseJournalofEco-Agricultural(中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)),2011,19(3):619-625(in Chinese).
[19]LüY W(呂優(yōu)偉),HE J Y(賀佳圓),BAI X M(白小明),etal.Evaluation of physiological responses and resistances of nine wild poa to low temperature[J].ActaAgrestiaSinica(草地學(xué)報(bào)),2014,22(2):326-333(in Chinese).
[20]YAN X Q(閆西清),WANG SH J(汪淑筠).Olive cultivation techniques in Longnan Region[J].JournalofGansuForestryScienceand Technology(甘肅林業(yè)科技),2005,30(1):50-53(in Chinese).