以電導(dǎo)法配合Logistic方程確定25個白肉枇杷的抗寒性

婁曉鳴 王化坤 陳勇明 高志紅

摘 要 研究白肉枇杷的抗寒性，為北緣地區(qū)白肉枇杷的推廣及抗寒雜交育種提供理論依據(jù)。以‘白玉枇杷葉片為試材，采用人工模擬低溫脅迫，建立白肉枇杷電導(dǎo)法配合Logistic方程的抗寒性測定體系，并以此確定25份白肉枇杷資源的抗寒性。結(jié)果表明：以不同處理時間、不同低溫處理下白玉葉片的相對電導(dǎo)率（REC）變化作曲線，在低溫處理8 h以上時，REC均隨著處理溫度的降低而呈“S”形變化，可以利用Logistic方程計算半致死溫度（LT50）。25份白肉枇杷LT50測定結(jié)果表明冠玉的LT50達(dá)到-15.95 ℃，最抗寒，次之為美國種、銅皮、白玉、美玉、上海種等白肉枇杷資源。

關(guān)鍵詞 白肉枇杷；抗寒性；電導(dǎo)率法；Logistic方程；半致死溫度

中圖分類號 S667.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

Abstract The cold tolerance of white pulp loquat was measured to support the extension of loquat in the northern region and cross breeding. Loquat cultivar‘Baiyuwas used to set up the rapid detection system based on the relative electrical conductivity and logistic equation. The cold tolerance of 25 white pulp loquat cultivars was identified with the rapid detection system. The curves of REC against different temperatures and treatment periods were represented using logistic equation. The results showed that REC increased as a S-curves with the decreased temperature when the treatment time was longer than eight hours.According to these S-shaped curves and the logistic equation， we could calculate the lethal temperature of 50%（LT50）. The result of LT50 indicated that the cultivar‘Guanyuhad the strongest cold tolerance among all the main white pulp loquat cultivars， followed by Meiguozhong， Tongpi， Baiyu， Meiyu， Shanghaizhong and so on.

Key words White pulp loquat； Cold tolerance； Electrical conductivity； Logistic equation； LT50

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2016.10.012

枇杷（Eriobotrya japonica Lindl.）是薔薇科枇杷屬亞熱帶常綠果樹，其經(jīng)濟(jì)栽培要求年均溫不低于15 ℃、最冷月均溫不低于5 ℃、絕對最低氣溫不低于-5 ℃，北緣地區(qū)要求年均溫不低于12 ℃[1]。冬季和初春的低溫對枇杷產(chǎn)量影響較大，是露地栽培的主要限制因素[2]，因此抗寒性的研究對于枇杷抗寒育種和栽培都具有重要意義。白肉枇杷鮮食品質(zhì)優(yōu)異，經(jīng)濟(jì)價值高，發(fā)展前景廣闊[3]。江蘇省蘇州地區(qū)是中國枇杷栽培的北緣地區(qū)，也是中國白肉枇杷集中的傳統(tǒng)產(chǎn)地之一。由于受到冬季低溫凍害的制約江蘇枇杷產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢，至今不足2 000 hm2。白肉枇杷抗寒育種及防凍技術(shù)研究一直是江蘇及北緣地區(qū)重點(diǎn)研究的內(nèi)容之一[4]。

半致死溫度（LT50）可作為植物抗寒性的重要指標(biāo)之一。應(yīng)用電導(dǎo)法配合Logistic方程求出“S”形曲線的拐點(diǎn)溫度能較準(zhǔn)確地估計出植物組織的低溫半致死溫度，這在許多作物上得到了廣泛的應(yīng)用[5-14]。而在枇杷上，僅在個別品種抗寒性鑒定上進(jìn)行了研究[15-16]，但未見電導(dǎo)法配合Logistic方程抗寒性測定體系的系統(tǒng)研究，電導(dǎo)法應(yīng)用于白肉枇杷抗寒性鑒定也未見報道。本試驗采用人工模擬低溫脅迫，測定白玉枇杷葉片在不同低溫和時間處理下相對電導(dǎo)率（REC）的變化，配合Logistic方程，建立白肉枇杷抗寒性測定體系。然后，對25份白肉枇杷資源的抗寒性進(jìn)行鑒定，計算LT50，進(jìn)而為篩選抗寒品種資源，以及北緣地區(qū)白肉枇杷的推廣和抗寒雜交育種提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試25個白肉枇杷材料均屬于枇杷屬普通枇杷種（表1），取自江蘇省白沙枇杷種質(zhì)資源資源圃（江蘇省太湖常綠果樹技術(shù)推廣中心）。

1.2 方法

1.2.1 白肉枇杷抗寒性測定體系的建立 2013年11月1日采集白玉枇杷一年生夏梢頂端第4片完整、無病蟲害的成熟葉片，葉片從3株以上不同植株隨機(jī)取樣混合使用，重復(fù)3次。將葉片取回實驗室后先用自來水沖洗，除去表面的污物，再用去離子水沖洗，然后用潔凈的濾紙吸干附著的水分。用濕紗布包裹，于4 ℃冰箱預(yù)冷12 h后轉(zhuǎn)入可控溫冰柜（內(nèi)裝風(fēng)扇以利空氣循環(huán)）進(jìn)行低溫處理，處理溫度分別是0、-3、-6、-9、-12、-15 ℃，每一溫度下設(shè)2、5、8、11、14、24 h等6個時間梯度。冷處理結(jié)束放入4 ℃冰箱中解凍4 h，解凍后進(jìn)行葉片形態(tài)觀察和電導(dǎo)率（REC）測定。電導(dǎo)率測定參照郭衛(wèi)東等[14]的方法稍作改動后進(jìn)行，用直徑0.5 cm的打孔器打孔取葉圓盤（打孔時注意避開主脈），然后將葉圓盤浸泡于常溫去離子水中（去離子水以葉片和水1 ∶ 50質(zhì)量比添加），24 h后測常溫電導(dǎo)率，然后再放入100 ℃水浴鍋煮沸15 min，自然冷卻再測煮沸電導(dǎo)率，最后計算REC。根據(jù)白玉葉片不同低溫強(qiáng)度和時間下葉片REC的變化繪制曲線，配合Logistic方程，計算LT50，從而建立抗寒性鑒定體系。

1.2.2 25個白肉枇杷品種的抗寒性鑒定 2014年1月3日采集25個白肉枇杷品種葉片。由于枇杷已經(jīng)經(jīng)過了低溫鍛煉，處理溫度調(diào)整為-3、-8、-13、-18、-23 ℃等5個梯度，處理時間均為8 h，然后按1.2.1的方法測定電導(dǎo)率。

1.3 數(shù)據(jù)分析

REC計算公式為：REC=（樣品常溫電導(dǎo)率/樣品煮沸電導(dǎo)率）×100%。參考朱根海等[17]和莫惠棟[18]有關(guān)組織LT50的計算方法，配合Logistic方程計算LT50。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同低溫脅迫下白玉枇杷葉片REC的動態(tài)變化

處理24 h后，0、-3、-6 ℃脅迫下葉片基本正常，形態(tài)上未出現(xiàn)受凍現(xiàn)象；-9、-12、-15 ℃脅迫下，葉片顏色變深褐至黑色，明顯受凍。

由圖1可以看出，隨著處理時間的延長，不同低溫脅迫下白玉枇杷葉片REC的動態(tài)變化趨勢不同。在0、-3、-6 ℃處理的葉片相對電導(dǎo)率變化不明顯，分別在20%～25%、30%左右、40%～45%變動，這說明葉片可以耐受-6 ℃低溫；在-9、-12 ℃處理的相對電導(dǎo)率隨著時間的延長逐漸增加；在-15 ℃處理的相對電導(dǎo)率在80%～90%，變化較小，這說明-15 ℃已超過了葉片耐受的最低溫度。形態(tài)上觀察到的白玉枇杷受凍情況與REC的變化趨勢相符。

2.2 不同處理時間對白玉枇杷葉片REC的影響

從圖2可以看出，不同處理時間隨著白玉枇杷葉片處理溫度的降低，葉片REC逐漸增加。2和5 h處理的REC變化曲線呈上升趨勢，未出現(xiàn)峰值。而低溫處理8 h，葉片REC在0 ℃為21.95%，在

-9 ℃時上升到70.46%，在-15 ℃時達(dá)到89.35%，是0 ℃時的4倍；低溫處理24 h，0 ℃時葉片REC為20.17%，-3 ℃時增加到31.35%，-6 ℃時45.12%，-9 ℃高達(dá)96.38%，葉片細(xì)胞膜系統(tǒng)基本遭到了破壞。說明8 h以上處理的REC變化明顯，均在-15 ℃時出現(xiàn)峰值，曲線呈“S”形，滿足Logistic方程計算LT50的要求。

2.3 Logistic方程及LT50

采用電導(dǎo)法配合Logistic方程計算LT50，8、11、14、24 h等4個不同處理時間分別計算白玉葉片的LT50，其值在-4.76和-5.87 ℃，結(jié)果重復(fù)性較好。R2在0.915 5～0.992 0，說明各擬合方程均具有較好的擬合結(jié)果（表2）。因此白肉枇杷電導(dǎo)法配合Logistic方程計算LT50的低溫處理時間應(yīng)采取8 h以上的處理時間。

2.4 25個白肉枇杷品種的抗寒性鑒定

由表3可見，25個白肉枇杷品種R2在0.92～0.99之間，說明各方程擬合程度較好。在25個枇杷品種中除甜種LT50高于-9 ℃以外，其他品種均在-9 ℃以下，其中抗寒性最強(qiáng)的是冠玉，LT50達(dá)到-15.95 ℃，其次為美國種為-13.12 ℃。美國種、銅皮、白玉、美玉LT50為-12.11～-13.12 ℃，冰糖種、青種、大種、上海種、寧海白、千禧佩玉、雞蛋白LT50為-11.04～-11.86 ℃，紅毛白肉、豐玉LT50為-10.45～-10.59 ℃，其他品種LT50在-9.13～-9.95 ℃左右。25份資源中編號2、9來自上海，10、21來自浙江，11來自福建，22來自日本，其它19份來自江蘇蘇州（表1），這19份資源LT50差異較大，與其他地區(qū)資源相比，無明顯地區(qū)差異性。

3 討論與結(jié)論

本試驗利用白肉枇杷品種白玉葉片在不同低溫處理下REC的變化，配合Logistic方程，建立了白肉枇杷抗寒性測定體系，并對25份白肉枇杷資源的抗寒性進(jìn)行了鑒定。結(jié)果顯示冠玉的LT50達(dá)到-15.95 ℃，最抗寒，次之為美國種、銅皮、白玉、美玉、上海種等白肉枇杷資源，這與生產(chǎn)上田間枇杷花果抗寒性鑒定結(jié)果基本一致[19]。這說明電導(dǎo)率結(jié)合Logistic方程測定枇杷葉片的抗寒性是可行，枇杷葉片LT50可作為枇杷育種早期抗寒性鑒定的重要指標(biāo)，特別是在北緣地區(qū)篩選枇杷等抗寒常綠綠化樹品種時，它是一種簡單、高效的鑒定方法。另外，電導(dǎo)率法測定的枇杷抗寒性雖然不能直接與栽培學(xué)上的產(chǎn)量劃上等號，但葉片抗寒性強(qiáng)則可抵御更長時間或更低溫度的傷害，進(jìn)而為枇杷產(chǎn)量提供支撐作用。因此，本文建立的白沙枇杷抗寒性的電導(dǎo)法測定體系，可以促進(jìn)優(yōu)質(zhì)抗寒枇杷新品種選育，并結(jié)合其它防凍技術(shù)措施擴(kuò)大北緣地區(qū)枇杷產(chǎn)業(yè)種植區(qū)域和效益。

本試驗結(jié)果表明，在-6 ℃以上葉片無凍害產(chǎn)生，之后隨著溫度的降低，葉片受凍逐漸嚴(yán)重，-15 ℃是葉片能耐受的極限溫度。而從時間上來說，葉片可以承受短時-9 ℃低溫，而超過2 h，葉片則出現(xiàn)凍害癥狀。當(dāng)然，枇杷的凍害是一個多因素影響的結(jié)果，除低溫強(qiáng)度、持續(xù)時間有關(guān)，還與降溫劇烈程度、生理階段、樹體長勢、生長狀態(tài)等有關(guān)，這些都有待于進(jìn)一步試驗數(shù)據(jù)的證實。

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