低溫脅迫下10個引進(jìn)柿品種抗寒性比較

王勇,石美娟，薛福亮，梁芊，周鵬程, 王蕓蕓，李鴻雁，茹慧玲,楊萍，李一路

(山西省農(nóng)科院 果樹研究所，山西 太谷 030800)

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低溫脅迫下10個引進(jìn)柿品種抗寒性比較

王勇,石美娟，薛福亮，梁芊，周鵬程, 王蕓蕓，李鴻雁，茹慧玲,楊萍，李一路

(山西省農(nóng)科院 果樹研究所，山西 太谷 030800)

[目的]篩選適合山西省晉中地區(qū)栽植的、抗寒性較強(qiáng)的柿品種。[方法]以引進(jìn)的10個有代表性的柿品種一年生休眠枝條為材料，通過人工模擬降溫，對其進(jìn)行低溫誘導(dǎo)，并對柿枝條的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸、MDA、SOD活性、POD活性等生理指標(biāo)進(jìn)行測定，應(yīng)用主成分分析法，對10個柿品種的抗寒性進(jìn)行綜合評價分析。[結(jié)果]10個柿品種抗寒性大小依次為: 磨盤柿>海安小方柿>華縣白旋柿>干帽盔>火罐>涇川扁塌塌>滎陽大葉水柿> 陽豐> 永濟(jì)青柿>孝義牛心柿。其中澀柿品種:磨盤柿、華縣白旋柿、涇川扁塌塌、火罐等幾個品種較適宜山西省果樹所地區(qū)栽植；甜柿品種陽豐改接的枝條目前長勢良好。[結(jié)論] 篩選出適合山西省晉中地區(qū)栽植的、抗寒性較強(qiáng)的柿品種有磨盤柿、華縣白旋柿、涇川扁塌塌、火罐。

引種柿品種； 抗寒性； 主成分分析

柿(DiospyroskakiThunb)是柿科(Ebenaceae)柿屬(Diospyrosspp)果樹植物中作為果樹栽培的代表種，起源于亞熱帶森林，全世界約有200余種，我國柿屬植物有64個種和變種[1，2]。柿樹適應(yīng)性廣，結(jié)果早，收益期長，特別是甜柿可以在樹上自然脫澀，可溶性固形物、維生素C、鐵、鋅、鈣、硒含量都高于澀柿，且保脆時間較澀柿長2～3倍，便于貯運(yùn)，具有較高的營養(yǎng)價值與商品價值。是我國很多地區(qū)農(nóng)民發(fā)家致富的首選樹[3，4]。柿耐瘠薄、耐旱，但不耐寒，其經(jīng)濟(jì)栽培北限約在北緯40度[5]，在我國以長城為北限。北限凍害問題是制約柿產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。柿樹是山西省的主要經(jīng)濟(jì)林樹種之一，主要集中在芮城、永濟(jì)、鹽湖區(qū)、萬榮、沁水、陽城、澤州等縣(市區(qū))[6]，晉中地區(qū)接近柿樹生長的低溫臨界物候區(qū)，發(fā)展柿樹應(yīng)選在陽坡，半陽坡以及地勢比較平緩的山腰，山腳和溝平地上[7]。不少學(xué)者[8～10]采用模擬降溫后電解質(zhì)滲出率法和DTA法對部分柿品種的抗寒性進(jìn)行了測定。但迄今為止，評價柿樹有關(guān)抗寒性的客觀指標(biāo)數(shù)值不多。本研究對9個澀柿和1個甜柿品種一年生枝條的抗寒生理指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)調(diào)查與測定，旨在為山西省晉中地區(qū)柿子引種、栽培提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1．1材料

取材于山西省農(nóng)科院果樹所內(nèi)柿品種實(shí)驗(yàn)園，位于晉中地區(qū)中南部，年均氣溫10.8～12 ℃,冬季極端低溫-22.8 ℃。供試品種為從陜西楊凌柿種質(zhì)資源圃引種嫁接成活的一年生枝條，包括澀柿品種：磨盤柿、滎陽大葉水柿、孝義牛心柿、永濟(jì)青柿、火罐、華縣白旋柿、干帽盔、 海安小方柿、涇川扁塌塌，甜柿品種：陽豐。

1.2方法

1.2.1木質(zhì)部比率、皮層比率測定方法[10]

取10個柿品種枝條，先后用自來水、純凈水、去離子水沖洗多次，用潔凈紗布檫凈，橫切成約3 mm長的小段，在解剖鏡下觀察拍照并測量枝條半徑、皮層厚度、木質(zhì)部厚度、木質(zhì)部比率、皮層比率等各個試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

枝條木質(zhì)部比率=木質(zhì)部厚度/枝條半徑×100%；枝條皮層比率=皮層厚度/枝條半徑×100%。

1.2.2抗寒生理指標(biāo)測定

1.2.2.1取材及降溫處理

于2014年1月，田間溫度為4 ℃時，取10個柿品種在樹冠上的部位和方向盡可能一致的1年生休眠枝條，每個品種作為一個處理，重復(fù)3次，單株混合采樣。

降溫處理：將采回的枝條進(jìn)行清洗，濾紙吸干，分成4份，放入4 ℃冰箱預(yù)處理24 h，取出一份在室溫下恢復(fù)1 h做對照，其余3份緩慢降溫，分別在-10、-15、-20、-25和-30 ℃處理下保持8 h，此方式為連續(xù)梯度降溫，而后取出在4 ℃分別恢復(fù)2、2.5、3和3.5 h，接著取出再在室溫下恢復(fù)1 h。按照李合生[11]方法處理試材，提取粗酶液，完成6個生理指標(biāo)的測定與分析。

1.2.2.2測定指標(biāo)及方法

可溶性糖含量的測定：蒽酮乙酸乙酯法[12]

可溶性蛋白含量的測定：采用考馬斯亮藍(lán)法[12]

脯氨酸含量測定：酸性茚三酮法[13]

SOD活性的測定：氮藍(lán)四唑(NBT)還原法[13]

POD活性的測定：愈創(chuàng)木酚法[13]

MDA活性的測定：硫代巴比妥酸法[14]

2　結(jié)果與分析

2.1枝條木質(zhì)部比率、皮層比率測定分析

根據(jù)10個柿品種枝條木質(zhì)部比率、皮層比率試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果(表1)，可知華縣白旋柿、干帽盔、涇川扁塌榻等品種的木質(zhì)部比率較大。

2.2一年生休眠枝條的可溶性糖含量測定分析

從表2中可見，滎陽大葉水柿、孝義牛心柿、涇川扁塌塌等幾個品種隨著溫度的降低，其可溶性糖含量呈下降趨勢，其他各個品種隨溫度降低可溶性糖含量先升后降?？扇苄蕴呛孔兓笮∨判蚪Y(jié)果為：火罐>永濟(jì)青柿>海安小方柿>涇川扁塌塌>磨盤柿>華縣白旋柿>孝義牛心柿>干帽盔>滎陽大葉水柿>陽豐。其中磨盤柿和華縣白旋柿的可溶性糖含量變化差異性不顯著。

2.3一年生休眠枝條的可溶性蛋白含量測定分析

從表3中可得出10個柿品種的一年生休眠枝條低溫脅迫后，可溶性蛋白含量變化均有所上升，但是在-10 ℃時，海安小方柿的可溶性蛋白含量上升到54.158，而到-20 ℃時卻下降到了48.926，-30 ℃時升到53.170，磨盤柿、孝義牛心柿、干帽盔華縣白旋柿和海安小方柿也是呈先升后降趨勢。其他品種均為上升趨勢。其中華縣白旋柿增幅度最大達(dá)到64.888。永濟(jì)青柿的增幅度最小為35.102?？扇苄缘鞍缀孔兓笮∨判蚪Y(jié)果為：華縣白旋柿>滎陽大葉水柿>海安小方柿>陽豐>磨盤柿>干帽盔>涇川扁塌塌>火罐>孝義牛心柿>永濟(jì)青柿。其中磨盤柿與干帽盔的可溶性蛋白含量變化差異性不顯著；磨盤柿海安小方柿與陽豐的可溶性蛋白含量變化差異性不顯著。

表1　不同柿品種1年生枝條結(jié)構(gòu)比較

表2　一年生枝可溶性糖含量比較/μg·g-1

表3　一年生枝可溶性蛋白含量比較/μg·g-1

2.4一年生休眠枝條的脯氨酸含量測定分析

從表4中可得出10個柿品種的一年生休眠枝條因低溫脅迫后，干帽盔、華縣白旋柿和涇川扁塌塌的脯氨酸含量變化均呈降-升-降趨勢。其中涇川扁塌塌增幅度最大達(dá)到74.772。磨盤柿的增幅最小為31.046。脯氨酸含量變化大小排序結(jié)果為：涇川扁塌塌>華縣白旋柿>干帽盔>孝義牛心柿>永濟(jì)青柿>火罐>滎陽大葉水柿>陽豐>海安小方柿>磨盤柿。其中海安小方柿的脯氨酸含量變化與各個柿品種間差異性顯著。

表4　一年生枝脯氨酸含量比較/μg·g-1

2.5一年生休眠枝條的SOD酶活性測定分析

從表5中可得出10個柿品種的一年生休眠枝條因低溫脅迫后，SOD酶活性均明顯下降，變化大小排序結(jié)果為：孝義牛心柿>滎陽大葉水柿>陽豐>涇川扁塌塌>永濟(jì)青柿>磨盤柿>干帽盔>海安小方柿>火罐>華縣白旋柿。其中孝義牛心柿、永濟(jì)青柿和華縣白旋柿與其他柿品種一年生枝條SOD酶活性變化差異性顯著。

表5　一年生枝SOD含量比較/U·g-1

2.6一年生休眠枝條的POD酶活性測定分析

從表6中可得出10個柿品種的一年生休眠枝條因低溫脅迫后，POD酶活性均呈上升趨勢，變化大小排序結(jié)果為：涇川扁塌塌>永濟(jì)青柿>陽豐>孝義牛心柿>華縣白旋柿>海安小方柿>磨盤柿>滎陽大葉水柿>干帽盔>火罐。其中干帽盔和滎陽大葉水柿的1年生枝條POD酶活性變化差異性不顯著。

表6　一年生枝POD酶活性比較/U·g-1

2.7一年生休眠枝條的MDA活性測定分析

從表7中可得出10個柿品種的一年生休眠枝條因低溫脅迫后MDA含量變化從大至小依次為：滎陽大葉水柿>華縣白旋柿>涇川扁塌塌>火罐>陽豐>磨盤柿>海安小方柿>永濟(jì)青柿>孝義牛心柿>干帽盔>。其中滎陽大葉水柿、干帽盔和華縣白旋柿的MDA含量變化與其他品種差異性顯著。

表7　一年生枝MDA含量比較/μmol·g-1

2.8一年生休眠枝條的各個生理指標(biāo)相關(guān)性分析比較

從表8中可知，各個品種柿一年生休眠枝條的可溶性糖含量與溫度呈負(fù)相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為-0.168 5。與MDA活性含量有顯著相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為：0.308 3?？扇苄缘鞍缀颗c溫度呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.789 7。與SOD酶活性呈極顯著的負(fù)相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為：-0.590 04。脯氨酸含量與溫度呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.284 2。與SOD活性呈極顯著的負(fù)相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為：-0.525 1。SOD酶活性與溫度呈極顯著相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.818 9。POD酶活性與溫度呈顯著負(fù)相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為-0.267 4。與MDA含量有極顯著的負(fù)相關(guān)性。MDA含量變化與溫度呈顯著負(fù)相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為-0.167 1。

表8　不同柿品種1年生枝條各個指標(biāo)間相關(guān)性對比表

2.9一年生休眠枝條的各個生理指標(biāo)綜合評價

運(yùn)用SAS軟件主分量分析程序分析得出，綜合指標(biāo)1所占總信息的貢獻(xiàn)率為33.21%，綜合指標(biāo)2所占總信息的23.27%，綜合指標(biāo)3占總信息量的16.85，共占到總信息73%左右。

綜合指標(biāo)1=-0.439 6POD活性+0.493 3可溶性糖含量+0.070 6可溶性蛋白含量+0.345 9 SOD活性+(-0.043 9)脯氨酸含量+0.424 5MDA含量+(-0.391 7)木質(zhì)部比率+0.321 3皮層比率；其中可溶性糖含量和MDA含量排在前兩位，所以綜合指標(biāo)1是以可溶性糖含量和MDA含量為主的排隊(duì)結(jié)果。從表9中可得出，在Prin1的綜合參數(shù)排隊(duì)中，磨盤柿、華縣白旋柿、海安小方柿、干帽盔位居前列。綜合指標(biāo)2=0.110 7POD活性+(-0.370 4)可溶性糖含量+0.566 4可溶性蛋白含量+0.301 0SOD活性+0.596 6脯氨酸含量+(-0.018 9)MDA含量+(-0.289 0)木質(zhì)部比率+0.025 7皮層比率；其中脯氨酸含量和可溶性蛋白含量的絕對系數(shù)值排在前兩位，所以綜合指標(biāo)3是以脯氨酸含量和可溶性蛋白含量為主的排隊(duì)結(jié)果。從表9中可得出，在Prin2的綜合參數(shù)排隊(duì)中，涇川扁塌塌、華縣白旋柿、滎陽大葉水柿和干帽盔位居前列。綜合指標(biāo)3=0.178 9POD活性+0.191可溶性糖含量+0.349 7可溶性蛋白含量+0.448 2SOD活性+(-0.375 4)脯氨酸含量+(-0.519 3)MDA含量+0.269 5木質(zhì)部比率+0.354 7皮層比率；其中SOD活性和皮層比率的絕對系數(shù)值排在前兩位，所以綜合指標(biāo)3是以SOD活性和皮層比率為主的排隊(duì)結(jié)果。從表9中可得出，在Prin3的綜合參數(shù)排隊(duì)中，陽豐、海安小方柿、火罐和華縣白旋柿位居前列。

表9　各個柿品種主分量綜合排隊(duì)結(jié)果

3　討論與結(jié)論

枝條的組織結(jié)構(gòu)與抗寒性關(guān)系：木質(zhì)部所占比例越大，品種的抗寒性越強(qiáng)。通過對10個柿品種一年生枝條的結(jié)構(gòu)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，枝條的組織結(jié)構(gòu)與抗寒性有密切關(guān)系。在本實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)華縣白旋柿、干帽盔、涇川扁塌榻等品種的木質(zhì)部比率較大。

植物體內(nèi)的重要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)包括：可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸。而可溶性糖作為細(xì)胞膜和蛋白質(zhì)的保護(hù)劑，可以保護(hù)植物免受凍結(jié)溫度造成的損害[15]。本研究中，隨著溫度的降低，除滎陽大葉水柿、孝義牛心柿、涇川扁塌塌等品種的可溶性糖含量變化為下降趨勢，其他6個品種為先升后降趨勢。出現(xiàn)這種現(xiàn)象可能是隨著溫度的降低，植物體內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)-可溶性糖會使植物細(xì)胞內(nèi)溶質(zhì)濃度增高，以降低細(xì)胞溶液結(jié)冰點(diǎn)從而保護(hù)植物細(xì)胞免受低溫傷害。在本實(shí)驗(yàn)中，可溶性蛋白含量隨著溫度的降低，海安小方柿的可溶性蛋白含量上升到54.158，而到-20 ℃時卻下降到了48.926，-30 ℃時升到53.170，磨盤柿、孝義牛心柿、干帽盔、華縣白旋柿和海安小方柿也是呈先升后降趨勢，其他品種為上升趨勢。其中華縣白旋柿增幅度最大達(dá)到64.888，永濟(jì)青柿的增幅度最小為35.102?？购詮?qiáng)的品種升高幅度較大。隨著低溫脅迫，植物體內(nèi)會被動失水，為了增加水分的吸收，植物會自動生成脯氨酸以調(diào)節(jié)滲透物質(zhì)。本研究中低溫脅迫后，10個柿品種枝條的脯氨酸含量變化均呈先升后降，其中涇川扁塌塌的脯氨酸含量增加幅度最高達(dá)到74.772，說明其抗寒性較強(qiáng)。

MDA是反應(yīng)細(xì)胞膜傷害程度的一個重要指標(biāo)[16]。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著溫度下降，MDA含量有所增加，與溫度有顯著負(fù)相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為-0.167 1。干帽盔的MDA含量增幅最小，其抗寒性較強(qiáng)。

SOD、POD都是植物細(xì)胞防御系統(tǒng)中的重要保護(hù)性活性酶。隨著溫度的降低，10個柿品種枝條的POD酶活性在低溫脅迫下，POD酶合成均有所增加，催化過氧化物分解，降低了活性自由基的積累，從而降低低溫脅迫下對植物膜的傷害，提高植物的抗逆性。本研究中，涇川扁塌塌的POD酶活性增加幅度較大。孝義牛心柿的SOD酶活性的變化較大，說明其抗寒能力相對較強(qiáng)。

總之，由于相關(guān)的多因素影響，并且受外界的環(huán)境條件制約，植物的抗寒性是植物體內(nèi)一系列生理生化過程綜合作用的表現(xiàn)，因此，為了更加全面的評價柿一年生枝條的抗寒性強(qiáng)弱，本研究運(yùn)用了SAS軟件的主分量綜合方差分析程序，對柿枝條的6個生理參數(shù)及木質(zhì)部比率、皮層比率等進(jìn)行了綜合分析，依據(jù)綜合指標(biāo)1、2、3參數(shù)的大小(表9)，得出10個柿品種抗寒性由高到低排序?yàn)椋耗ケP柿>海安小方柿>華縣白旋柿>干帽盔> 火罐>涇川扁塌塌>滎陽大葉水柿> 陽豐> 永濟(jì)青柿>孝義牛心柿。其中澀柿品種中磨盤柿、華縣白旋柿、涇川扁塌塌、火罐等幾個品種較適宜山西省果樹所地區(qū)栽植；甜柿品種陽豐改接的枝條目前長勢良好。

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(編輯：馬榮博)

10 introduction of persimmon varieties of hardiness in Shanxi Province

Wang Yong, Shi Meijuan, Xue Fuliang, Liang Qian, Zhou Pengcheng, Wang Yunyun, Li Hongyan, Ru Huiling, Yang Ping, Li Yilu

(Shanxiacademyofagriculturalsciences’fruittreeresearchinstituteofshanxiTaiGu030800,China)

[Objective] To screen persimmon varieties which are cold-resistance and are suitable for Jinzhong area, Shanxi Province. [Methods] Taking 10 typical one-year dormant persimmon branches introduced from another province as experimental material, low-temperature induced them, and test the physiological indexes such as the soluble sugar content, soluble protein content, Proline, MDA, SOD activity, POD activity and so on. Analyze the application of principal component and make comprehensive evaluation and analysis of the cold resistance situations of 10 varieties of persimmon. [Results] Ranking of cold-resistance ability of 10 varieties of persimmon is as follows: Mopan persimmon > Xiaofang persimmon from Haian > Bai Xuan persimmon from Hua county> Gan Maokui > Huoguan > Jingchuan Biantata > Big-leaf Shui persimmon from Xingyang > Yangfeng > Yongji Cyan persimmon > Niuxin persimmon from Xiaoyi > . Astringent persimmon varieties like Mopan persimmon, Bai Xuan persimmon from Hua county, Jingchuan Biantata, and Huoguan are suitable for planting in GuoShuSuo in Shanxi province; while the converted branches of YangFeng persimmon, one of the sweet-flavored persimmons, is growing well at the moment. . [Conclusion] According to the experiments, the cold-resistance persimmon like Mopan persimmon,Bai Xuan persimmon from Hua county, Jingchuan Biantataand Huoguan are suitable for planting in Jinzhong area, Shanxi Province.

Introduction persimmon varieties, Hardiness, Principal component analysis

2016-05-13

2016-06-07

王勇(1975-)，男(漢)，山西左權(quán)人，副研究員，碩士，研究方向：核桃新品種選育及油用型核桃開發(fā)利用

山西省科技攻關(guān)項(xiàng)目(20120321006-1 )

S655.2

A

1671-8151(2016)10-0000-04