自然越冬過程中扁桃枝條生理特性變化與抗寒性評(píng)價(jià)

歐 歡，王緒春，王振磊,3，徐崇志,3，王新建,3，林敏娟,3

(1.塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院/新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)南疆特色果樹生產(chǎn)工程實(shí)驗(yàn)室，新疆阿拉爾 843300；2.南疆特色果樹高效優(yōu)質(zhì)栽培與深加工技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，新疆阿拉爾 843300；3.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)塔里木盆地生物資源保護(hù)與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆阿拉爾 843300)

自然越冬過程中扁桃枝條生理特性變化與抗寒性評(píng)價(jià)

歐 歡1,2，王緒春1,2，王振磊1,2,3，徐崇志1,2,3，王新建1,2,3，林敏娟1,2,3

(1.塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院/新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)南疆特色果樹生產(chǎn)工程實(shí)驗(yàn)室，新疆阿拉爾 843300；2.南疆特色果樹高效優(yōu)質(zhì)栽培與深加工技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，新疆阿拉爾 843300；3.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)塔里木盆地生物資源保護(hù)與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆阿拉爾 843300)

目的研究6個(gè)扁桃品種的枝條在自然越冬過程中生理特性變化，綜合評(píng)價(jià)不同扁桃枝條抗寒性的大小，為扁桃引種栽培及推廣提供理論基礎(chǔ)。方法測(cè)定越冬過程中各扁桃枝條膜透性、保護(hù)酶活性和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量，分析生理指標(biāo)在越冬期間的變化及相關(guān)性，比較不同品種在越冬期間的差異。結(jié)果在自然越冬過程中，扁桃枝條電解質(zhì)滲透率、MDA含量、SOD活性、POD活性、可溶性蛋白質(zhì)含量、可溶性性糖含量及脯氨酸量均呈先上升后下降的趨勢(shì)，且與冬季溫度均為負(fù)相關(guān)關(guān)系；溫度變化對(duì)電解質(zhì)滲透率、MDA含量、SOD活性、可溶性蛋白質(zhì)和可溶性糖含量變化影響較大，對(duì)POD活性和脯氨酸含量變化影響較小，且抗寒性強(qiáng)的品種較抗寒性弱的品種增幅大，其中濃帕烈在越冬期間各項(xiàng)生理指標(biāo)變化顯著高于其它品種。結(jié)論通過測(cè)定扁桃枝條在越冬過程中各生理指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)電導(dǎo)率、SOD、可溶性糖和蛋白質(zhì)均可作為評(píng)價(jià)抗寒強(qiáng)弱的指標(biāo)，并結(jié)合隸屬函數(shù)關(guān)系綜合評(píng)價(jià)6個(gè)扁桃品種抗寒性的大小依次為濃帕烈>桃巴旦>矮豐>苦巴旦>晚豐>小軟殼。

扁桃；自然越冬；抗寒性；生理指標(biāo)；綜合評(píng)價(jià)

0 引 言

【研究意義】扁桃(AmygdalusCommunisL.)又稱巴旦杏系薔薇科李亞科桃屬扁桃亞屬落葉喬木。其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，其中蛋白質(zhì)含量最高可達(dá) 28%，油脂含量在47%～61%左右[1]，還含有人體必需氨基酸、糖、無機(jī)鹽、維生素和鈣、鎂、鈉、鐵、硒、鋅等營(yíng)養(yǎng)元素。藥用方面，巴旦杏仁具有明目、健腦、健胃和助消化的功能，能治療多種疾病，尤其是在治療肺炎、支氣管炎等呼吸道疾患上療效顯著，苦杏仁還用于制成鎮(zhèn)靜劑和止痛劑等[1，2]。扁桃仁可鮮食，炒食，制糕點(diǎn)，糖果，干果罐頭等[3]，與核桃、阿月渾子、榛子并稱為“世界四大干果”。 扁桃種植在世界分布較廣，主要分布在中國(guó)、美國(guó)、俄羅斯、西班牙、意大利、葡萄牙、法國(guó)、土耳其、伊朗等30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，其中美國(guó)栽植面積及產(chǎn)量居世界之首[4]。我國(guó)扁桃的種植已有1300年的歷史，主要分布在新疆維吾爾自治區(qū)，青海、寧夏、甘肅、陜西、河北、山東等省也有少量引種栽培[5]，2014年，新疆扁桃栽培面積為7.5 hm2，總產(chǎn)量5.4×104t，總產(chǎn)值14.18×108元[6]。在冬季越冬中，扁桃能夠抵抗-20℃的低溫，但是-20～-24℃時(shí)，會(huì)出現(xiàn)的凍梢現(xiàn)象，花期只能耐4℃的短時(shí)低溫[7，8]，因此扁桃的栽培推廣受到了限制，只有新疆喀什有少量種植?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】見王琳等[9]在人工低溫脅迫下對(duì)幾個(gè)扁桃品種的抗寒生理變化進(jìn)行的研究，在自然越冬過程中曾見楊曉靜等[10]對(duì)扁桃有相關(guān)報(bào)道，但對(duì)扁桃在自然越冬過程中進(jìn)行系統(tǒng)的膜透性、保護(hù)酶、滲透物的生理特性研究較少?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，有關(guān)扁桃抗寒性方面研究報(bào)道較少。研究自然越冬過程不同扁桃品種枝條的膜透性、保護(hù)酶活性及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的變化，結(jié)合隸屬函數(shù)關(guān)系，綜合評(píng)價(jià)其抗寒性的大小?！緮M解決的關(guān)鍵問題】分析6個(gè)扁桃品種枝條在越冬過程中各生理指標(biāo)的變化及各指標(biāo)與抗寒之間的關(guān)系，綜合評(píng)價(jià)不同扁桃枝條抗寒性的大小，為扁桃引種栽培及推廣提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗(yàn)材料采集于塔里木大學(xué)園藝試驗(yàn)站扁桃種質(zhì)資源圃中，材料為均為莎車引進(jìn)品種，樹齡均為12a生樹。于2016年11月15日至2017年3月1日每18 d采一次樣。供試品種為桃巴旦，矮豐，苦巴旦，小軟殼，晚豐，濃帕烈。采集選擇生長(zhǎng)健壯、發(fā)育正常、充分成熟的1a生休眠枝，盡量在選定植株的不同方位不同層次選取粗細(xì)均勻的枝條，每個(gè)品種剪取8～10 根，剪取的枝條長(zhǎng)15～20 cm，而后分別貼好標(biāo)簽，裝入聚乙烯袋內(nèi)帶回實(shí)驗(yàn)室。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用自來水沖洗，用蒸餾水沖洗3次后，用干凈干燥的紗布擦干水分，分裝于塑料袋中，用于測(cè)定電導(dǎo)率的樣品置于冰箱4 ℃中保存?zhèn)溆?，生理指?biāo)測(cè)定樣品用液氮速凍后置于-82℃超低溫冰箱保存。

1.2 指標(biāo)測(cè)定

電導(dǎo)率測(cè)定采用電導(dǎo)法[11]；試驗(yàn)生理指標(biāo)測(cè)定參照李合生[12]實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，方法略有改動(dòng)。丙二醛(MDA)含量的測(cè)定采用采用硫代巴比妥酸(TBA)法，過氧化物酶(POD)活性測(cè)定采用采用愈創(chuàng)木酚法，超氧化物歧化酶(SOD)活性的測(cè)定采用氮藍(lán)四唑(NBT)法，蛋白質(zhì)含量測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測(cè)定，可溶性糖含量采用硫酸蒽酮法，脯氨酸含量采用茚三酮比色法，每個(gè)指標(biāo)平行測(cè)定3次。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用DPS7.05數(shù)據(jù)處理軟件處理；綜合評(píng)價(jià)采用隸屬函數(shù)值法[13]。

2 結(jié)果與分析

2.1 采樣地環(huán)境溫度變化

研究表明，采樣地環(huán)境的最高溫度、最低溫度從2016 年 11 月15至 2017年1月7日呈下降趨勢(shì)。2017年1月7日至1月24日處于低溫狀態(tài)，溫度變化不大。自然越冬期最低氣溫出現(xiàn)在 2017年 1月 7 日左右，最低溫度為 -15 ℃。從 2017 年 1 月24日之后溫度開始逐漸回升， 3 月 1 日上升至 -4℃。圖1

圖1 采樣時(shí)間及日最高和最低溫度
Fig.1 The highest and lowest day temperature of sampling date

2.2自然越冬過程中不同扁桃枝條膜透性變化

2.2.1 電解質(zhì)滲透率變化

研究表明，6個(gè)扁桃品種在整個(gè)越冬期間同自然冬季溫度變化相反，呈先上升后下降的趨勢(shì)。桃巴旦、苦巴旦、矮豐、濃帕烈和小軟殼從11月15日到1月7日，隨著溫度的降低，電解質(zhì)滲透率增加，可能是由于溫度下降細(xì)胞膜組織受到傷害；且均在1月7日出現(xiàn)峰值，較休眠初期分別增加了33.22%、23.72%，26.67%、29.77%、20.53%。1月24日至3月，溫度有緩慢回升的趨勢(shì)，相應(yīng)的電解質(zhì)滲透率下降。但是晚豐峰值出現(xiàn)在1月24日，較休眠初期期增加了20.53%。在溫度度最低時(shí)期濃帕烈與桃巴旦差異不顯著，與其他品種間存在顯著性差異，桃巴旦與苦巴旦差異不顯著，矮豐與小軟殼差異不顯著。溫度對(duì)其影響較小可能是其保護(hù)酶活性及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的增加相關(guān)。圖2

注：不同字母表示相同時(shí)期內(nèi)不同品種在P<0.05 水平上差異顯著

Note: different letters indicated significant difference inP<0.05 level at the same time

圖2 越冬過程中扁桃枝條電導(dǎo)率變化
Fig.2 Changes of relative conductivity of six almond cultivars during

2.2.2 MDA含量變化

研究表明，6個(gè)扁桃品種枝條在自然越冬過程中MDA含量與自然冬季氣溫相對(duì)應(yīng)，呈現(xiàn)上升后下降的趨勢(shì)。矮豐、苦巴旦、濃帕烈和小軟殼隨溫度變化而變化，并在1月7日出現(xiàn)峰值值，較休眠初期分別增加了61.10%、44.96%、80.80%和44.71%；其中含量最高及變化最大的均為濃帕烈。而晚豐在1月24日出現(xiàn)峰值，較休眠初期增加了49.00%。但是桃巴旦在剛?cè)攵陂g其MDA含量的變化與其它品種不同，從11月15日到12月3日自然氣溫下降，其MDA含量下降；從12月3到2月8日MDA含量逐漸增加，較休眠初期增加了114.34%。隨后隨著溫度的增加其含量下降，可能是受前期低溫影響較大，突然溫度升高細(xì)胞膜受損，MDA含量增加。在冬季最低溫度時(shí)期各品種間存在顯著性差異，其中濃帕烈含量最高，其含量受低溫度影響最大，晚豐和苦巴旦差異不顯著。圖3

2.3自然越冬過程中不同扁桃品種保護(hù)酶變化

2.3.1 SOD活性變化

研究表明，6個(gè)扁桃品種枝條在越冬過程中SOD活性的變化與冬季自然溫度相對(duì)應(yīng)，SOD酶活性大致呈先上升后下降的趨勢(shì)。晚豐、矮豐、桃巴旦、濃帕烈隨溫度的變化而變化，晚豐、矮豐、濃帕烈在1月7日出現(xiàn)峰值，較休眠初期分別增加了38.65%、57.78%、52.96%。而桃巴旦則在1月24日出現(xiàn)峰值，較休眠初期增加了56.53%。但是苦巴旦和小軟殼在從11月15日至12月21日呈上升趨勢(shì)，且在12月21日出現(xiàn)峰值，較休眠初期分別增加了23.36%和34.265，但是到1月7日SOD活性下降，可能是持續(xù)低溫增加了膜脂過氧化程度，導(dǎo)致植物體內(nèi)的酶促防御系統(tǒng)受到危害，造成未得到及時(shí)清除活性氧的積累，從而降低了 SOD 活性。在最低溫期間，矮豐與濃帕烈差異不顯著，與其它品種間差異顯著，晚豐與苦巴旦、小軟殼差異不顯著，但與桃巴旦差異顯著；桃巴旦與苦巴旦、小軟殼差異不顯著；其中SOD酶活性及變化最高的是矮豐。圖4

圖3 越冬過程中6個(gè)扁桃品種MDA含量變化
Fig.3 Changes of the MDA content of six almond cultivars during natural overwintering

圖4 越冬過程中6個(gè)扁桃品種SOD活性變化
Fig.4 Changes of the SOD activity of six almond cultivars during natural overwintering

2.3.2 POD活性變化

研究表明，POD活性變化與自然溫度變化相對(duì)應(yīng)，變化趨勢(shì)也呈先上后下降的趨勢(shì)。在整個(gè)自然越冬間，晚豐、矮豐、桃巴旦、苦巴旦、小軟殼隨自然溫度的變化而變化，均呈先上升后下降的趨勢(shì)，其中莎車 11 號(hào)、莎車 1 號(hào)、莎車 13 號(hào)在從 11 月 15 日到1月24日呈上升趨勢(shì)，并在 1月 24 日 POD 活性最高，較休眠初期分別增加了21.10%、 49.63%、30.05%，而晚豐和小軟殼在2月10日POD酶活性最高，較休眠初期分別增加了47.28%和72.28%，但是濃帕烈枝條在越冬期間與溫度變化不一致，從11月15日到12月21日隨著溫度的降低，POD活性增加，并出現(xiàn)一個(gè)峰值，較休眠初期增加了64.15%，從11月21日到1月7日其活性迅速下降，從1月7日到2月10日其活性又呈上升趨勢(shì)，并在2月10日出現(xiàn)第二個(gè)高峰值，較溫度最低時(shí)增加了36.52%。之后隨溫度升高呈下降趨勢(shì)。圖5

2.4自然越冬過程中不同扁桃品種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)變化

2.4.1蛋白質(zhì)含量變化

研究表明，6個(gè)扁桃品種的枝條在自然越冬過程中蛋白質(zhì)的含量變化與自然氣溫變化一致，均呈先上升后下降的趨勢(shì)。晚豐、矮豐、濃帕烈均在11月15日至1月7日隨著低溫的不斷加劇，可溶性蛋白含量在逐漸積累，并且在1月7日含量最高，較休眠初期分別增加了42%、45%、77%。之后，隨著溫度的回升，可溶性蛋白含量明顯下降。矮豐峰值出現(xiàn)在12月21日，較休眠初期增加了11%，苦巴旦和莎車14蛋白質(zhì)含量在1月24日最高，較休眠初期分別增加了50%和48%，之后均呈緩慢下降趨勢(shì)。桃巴旦與苦巴旦差異不顯著，小軟殼可溶性蛋白含量最低，且與其他個(gè)品種間差異顯著。圖6

圖5 越冬過程中6個(gè)扁桃品種POD活性變化
Fig.5 Changes of the POD activity of six almond cultivars during natural overwintering

圖6 越冬過程中6個(gè)扁桃品種蛋白質(zhì)含量變化
Fig.6 Changes of the Soluble protein content of six almond cultivars during natural overwintering

2.4.2 可溶性糖含量變化

研究表明，自然越冬條件下，6個(gè)扁桃品種的枝條在的可溶性糖含量隨溫度變化呈先上升后下降的趨勢(shì)，不同品種變化幅度不同，晚豐、矮豐、桃巴旦、濃帕烈從11月15日到翌年2月10日呈上升趨勢(shì)，并在2月10日出現(xiàn)最大值，其可溶性糖的含量分別增加了68.3%、55.3%、44.8%、56.7%；而苦巴旦和小軟殼的最大值出現(xiàn)在翌年1月26日，其含量分別增加了44.8%和60.2%。在冬季溫度最低時(shí)不同品種枝條可溶性糖含量不同，濃帕烈枝條可溶性糖含量最高(11.71%)，與晚豐、矮豐和小軟殼枝條可溶性糖含量差異顯著。與桃巴旦、苦巴旦枝條可溶性糖含量差異不顯著；小軟殼與其他品種間均存在有顯著性差異，其可溶性糖含量最低為9.17%。在各個(gè)不同時(shí)期，桃巴旦枝條的可溶性糖含量較其它品種而言相對(duì)較高。圖7

圖7 越冬過程中6個(gè)扁桃品種可溶性糖含量變化
Fig.7 Changes of the soluble sucrose content of six almond cultivars during natural overwintering

2.4.3 脯氨酸含量變化

研究表明，6個(gè)扁桃品種的枝條在越冬期間脯氨酸的變化隨自然溫度變化而變化，大致呈先上升后下降的趨勢(shì)，但不同品種間的變化趨勢(shì)及幅度不同。晚豐、桃巴旦、濃帕烈、和小軟殼均為先上后下降的趨勢(shì)。晚豐變化趨勢(shì)不明顯，在12月26號(hào)出現(xiàn)峰值，較休眠初期增加了56%；桃巴旦和濃帕烈在2月10日出現(xiàn)峰值，較休眠初期分別增加了77.90%和79.44%；小軟殼在1月26日脯氨酸含量出現(xiàn)最大值為0.27%，比剛?cè)胄菝咂跁r(shí)增加了80.35%。矮豐和苦巴旦均呈上升趨勢(shì)，并在3月1日出現(xiàn)峰值，較休眠初期分別增加了85.04%和76.24%。在溫度最低時(shí)可看出，濃帕烈與其它品種差異顯著，晚豐和矮豐差異不顯著，矮豐與小軟殼差異不顯著，與其它品種差異顯著。濃帕烈在任何一個(gè)時(shí)期其脯氨酸含量明顯高于其它品種。圖8

2.5 生理指標(biāo)與抗寒性關(guān)系

研究表明，自然越冬過程中最低溫度與其生理特性指標(biāo)變化均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與相對(duì)電導(dǎo)率呈極顯著負(fù)相關(guān)，與SOD活性、可溶性蛋白質(zhì)含量、可溶性糖含量呈顯著性負(fù)相關(guān)關(guān)系，說明在自然越冬過程中，扁桃枝條的生理特性隨著自然溫度下降其值相應(yīng)上升，溫度上升其值相應(yīng)減小。相對(duì)電導(dǎo)率與MDA、可溶性蛋白、可溶性糖呈極顯著正相關(guān)，MDA含量與可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸呈顯著性正相關(guān)，POD活性與脯氨酸含量呈顯著性正相關(guān)關(guān)系，可溶性蛋白與可溶性糖呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。表1

圖8 越冬過程中6個(gè)扁桃品種脯氨酸含量變化

Fig.8 Changes of the proline content of six almond cultivars during natural overwintering表1 不同抗寒性指標(biāo)相關(guān)性
Table 1 The analysis correlation of different cold resistance index

最低溫度Temperature相對(duì)電導(dǎo)率Relativeelectrolyte丙二醛MDA超氧化物歧化酶SOD過氧化物酶POD可溶性蛋白質(zhì)Solubleprotein可溶性糖Solublesugar脯氨酸Prolinecontent最低溫度Temperature1相對(duì)電導(dǎo)率Relativeconductivity-093??1丙二醛MDA-059084??1超氧化物歧化酶SOD-0180340541過氧化物酶POD-083?063013-0271可溶性蛋白質(zhì)Solubleprotein-080?086??075?0440541可溶性糖Solublesugar-081?086??075?045054100??1脯氨酸Prolinecontent-016048083?074?-030590591

注：*P<0.05顯著相關(guān)，**P<0.01極顯著相關(guān)

Note：Single asterisk meant significant correlation at 0.05 level，double asterisks meant extremely significant correlation at level

2.6 越冬過程中不同扁桃品種抗寒性評(píng)價(jià)

采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)的方法，對(duì)與扁桃枝條自然越冬期間細(xì)胞膜透性、保護(hù)酶活性、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量作為越冬期間抗寒適應(yīng)性綜合能力指數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。晚豐、矮豐、桃巴旦、苦巴旦、小軟殼、濃帕烈的隸屬度平均值分別為0.27、0.50、0.74、0.40、0.75、0.14；綜合評(píng)價(jià)結(jié)果最高的是濃帕烈，其次是桃巴旦，兩者相差不大，綜合評(píng)價(jià)結(jié)果最低的是小軟殼。因此可根據(jù)扁桃枝條在自然越冬期間細(xì)胞膜透性、保護(hù)酶活性、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果來看，可綜合評(píng)定這6個(gè)扁桃品種越冬抗寒性的大小，為濃帕烈>桃巴旦>矮豐>苦巴旦>晚豐>小軟殼。表2

表2 6個(gè)扁桃品種越冬抗寒性評(píng)價(jià)

Table 2 Synthetic evaluation of the cold resistance character of almond six species during overwintering

樹種Treespecies相對(duì)電導(dǎo)率relativeelectrolyteconductivityMDASODPOD可溶性蛋白質(zhì)solubleprotein可溶性糖solublesugar脯氨酸Prolinecontent綜合評(píng)價(jià)Comprehensiveevaluation抗寒位次RateofColdresistance晚豐Wanfeng0010450710074000275矮豐Aifeng042056100017084043011053桃巴旦PeachAlmond06410007503810010380742苦巴旦BitterAlmond04405204705703801503044濃帕烈Nonpareil1000570810002606110751小軟殼Xiaoruanke00005200240240146

3 討 論

3.1 膜透性與越冬抗寒性關(guān)系

植物在低溫條件下，細(xì)胞膜會(huì)發(fā)生膜脂的物相變化，膜脂從液品相變?yōu)槟z相，導(dǎo)致膜結(jié)構(gòu)被破壞，膜透性增大，膜內(nèi)可溶性物質(zhì)、電解質(zhì)大量向膜外滲漏，破壞了細(xì)胞內(nèi)外的離子平衡，因此電解質(zhì)滲出率能直觀的反應(yīng)植物在低溫脅迫下細(xì)胞膜透性變化。研究表明，扁桃枝條在越冬期間電導(dǎo)率與冬季氣溫變化呈顯著性負(fù)相關(guān)關(guān)系，扁桃枝條在越冬期間隨著溫度的降低，對(duì)細(xì)胞傷害越大，導(dǎo)致膜透性增強(qiáng)滲透率升高，后期隨溫度的升高電導(dǎo)率降低，植物在越冬期間低溫對(duì)扁桃枝條傷害性小，植物本身產(chǎn)生滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和保護(hù)酶物質(zhì)對(duì)細(xì)胞膜進(jìn)行修護(hù)，電解質(zhì)滲透率降低。這一結(jié)果與撒俊逸等[14]，田景花等[15]研究結(jié)果一致。在低溫脅迫下會(huì)加劇膜脂過氧化的作用，將會(huì)產(chǎn)生大量 MDA，它對(duì)質(zhì)膜有毒害作用，它是細(xì)胞膜被破壞的標(biāo)志性物質(zhì)。試驗(yàn)表明，在越冬期間扁桃枝條中MAD含量變化與電導(dǎo)率變化一致，并與電導(dǎo)率呈顯著性正相關(guān)關(guān)系，說明隨著自然氣溫的降低加劇了膜脂過氧化作用，MDA含量增加，溫度最低時(shí)，MDA含量最大。這一結(jié)果與王寧等[16]，徐龍[17]研究結(jié)果一致。不同扁桃品種呈現(xiàn)不同程度的變化，其中矮豐，濃帕烈變化較為明顯。植物在低溫脅迫過程中會(huì)產(chǎn)生自由基，自由基的積累會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)活性氧的產(chǎn)生和清除平衡遭到破壞，從而引發(fā)或加劇膜脂過氧化作用，引起膜上蛋白質(zhì)聚合和變性，降低了膜的流動(dòng)性，膜的通透性增強(qiáng)，細(xì)胞膜受到了傷害。

3.2 保護(hù)酶與越冬抗寒性關(guān)系

植物在低溫脅迫過程中會(huì)產(chǎn)生自由基，自由基的積累會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)活性氧的產(chǎn)生和清除平衡遭到破壞，從而引發(fā)或加劇膜脂過氧化作用，引起膜上蛋白質(zhì)聚合和變性，降低了膜的流動(dòng)性，膜的通透性增強(qiáng)，細(xì)胞膜受到了傷害。在植物細(xì)胞體內(nèi)，植物自身產(chǎn)生了一套自我保護(hù)的抗氧化酶機(jī)制，SOD、POD活性是酶系統(tǒng)中重要的保護(hù)酶，SOD能將低溫脅迫下產(chǎn)生的氧化物質(zhì)H2O2還原成H2O和OH-，POD能夠清除氧化還原產(chǎn)生OH-。試驗(yàn)研究表明，SOD活性、POD活性自然氣溫變化呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，在越冬期間呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。說明扁桃枝條在越冬期間溫度的降低，導(dǎo)致于細(xì)胞內(nèi)膜脂氧化作用，產(chǎn)生和大量的H2O2、OH-，細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生了SOD，POD，將H2O2、OH-分解，減輕過氧化物質(zhì)對(duì)細(xì)胞的傷害，之后隨著溫度的升高，過氧化物質(zhì)減少，SOD、POD酶活性降低，這一結(jié)果與代漢萍等[18]、王倩等[19]的研究結(jié)果一致。但是濃帕烈枝條在越冬期間出現(xiàn)兩個(gè)高峰值分別在12月21日和翌年的2月10日并在越冬最寒冷時(shí)期其含量降迅速下降，出現(xiàn)第一個(gè)高峰值可能是隨著溫度降低細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)；隨著溫度降低POD活性下降但仍比入冬時(shí)期的活性高，隨著環(huán)境溫度的降低，植物體內(nèi)活性氧增加， POD要分解活性氧生成OH-，持續(xù)增加的OH-而抑制POD酶活性，因此所出現(xiàn)的負(fù)反饋抑制[20]，故在1月7日其活性下降；之后繼續(xù)增加在2月10日出現(xiàn)第二個(gè)高峰值，可能是清除在低溫環(huán)境中所產(chǎn)生的活性氧，因此POD活性增加，這一結(jié)果與何西鳳等[21]的研究結(jié)果一致。

3.3 滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)與越冬抗寒性的關(guān)系

滲透調(diào)節(jié)是植物對(duì)逆境條件下的適應(yīng)性，植物通過自身的防御系統(tǒng)來控制代謝，通過滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來適應(yīng)逆境帶來的傷害。大量研究已證明，植物在低溫條件下，植物細(xì)胞會(huì)失去大量的水分，植物的生長(zhǎng)將會(huì)受到影響，但是植物在生長(zhǎng)過程中會(huì)自身誘導(dǎo)產(chǎn)生一些滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，以提高植物細(xì)胞液濃度，降低細(xì)胞的滲透勢(shì)，植物就可以從外界吸收水分，維持正常的代謝生長(zhǎng)。試驗(yàn)表明：自然越冬期間扁桃枝條中滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖、游離脯氨酸的含量與自然氣溫呈顯著性負(fù)相關(guān)關(guān)系，其含量均隨溫度的變化呈先上升后下降的趨勢(shì)。前期隨著溫度的降低，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量增加，可能是扁桃枝在越冬期間低溫的脅迫，從而保證其安全越冬，后期其隨溫度升高含量降低。這一結(jié)果與李葉云等[22]、李鵬程等[23]、姚方等[24]研究結(jié)果一致。且可溶性蛋白質(zhì)和可溶性糖在越冬期間的變化一致，且極顯著相關(guān)。

4 結(jié) 論

植物越冬抗寒性生理的變化是一個(gè)復(fù)雜的過程，影響抗性大小的因素很多。主要以6個(gè)扁桃品種為試材，分別對(duì)6個(gè)扁桃品種在冬季越冬期間生理特性的研究，在冬季越冬電解質(zhì)滲透率、MDA含量、SOD活性、POD活性、蛋白質(zhì)含量、可溶性糖和脯氨酸與自然越冬溫度均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，這些生理指標(biāo)與植物冬季越冬抗寒性相關(guān)，并發(fā)現(xiàn)在1月溫度最低的，對(duì)扁桃枝條傷害最大。采用這些生理指標(biāo)可以對(duì)扁桃樹抗寒性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，也可用于扁桃樹抗寒性的鑒定。不同品種間在冬季越冬期間生理變化存在顯著性差異，不同扁桃品種抗寒性不同，利用采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)的方法，綜合評(píng)價(jià)6個(gè)扁桃品種冬季越冬抗寒性的大小，順序?yàn)闉闈馀亮?桃巴旦>矮豐>苦巴旦>晚豐>小軟殼。

References)

[1] 蘭彥平，吐拉克孜，郭文英，等. 巴旦杏的研究現(xiàn)狀及開發(fā)利用前景[J]. 林業(yè)科學(xué)研究，2004，(5):674-679.

LAN Yan-ping, Tulakezi, GUO Wen-ying, et al. (2004). Research Progress and Utilization on Amydalus communis [J].ForestResearch, (5):674-679. (in Chinese)

[2]梅立新，劉文倩，魏鈺，等. 中國(guó)扁桃資源與利用價(jià)值分析[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，(1):69-72.

MEI Li-xin, LIU Wen-qian, WEI Yu, et al. (2014). Evaluation of the Resources and Development Potential of AmygdaLus spp. in China [J].JournalofNorthwestForestryUnrocrsity，(1):69-72. (in Chinese)

[3]武彥霞，王占和，何勇，等，田建保. 我國(guó)扁桃的生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J]. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，(2):20-22.

WU Yan-xia, HE Yong, WANG Juan, et al. (2005). Present Status and Prospect of Almond Production in China [J].JournalofShanxiAgriculturalSciences, (2): 20-22. (in Chinese)

[4]張倩茹，尹蓉，王紅寧，等. 扁桃種質(zhì)資源及其開發(fā)利用研究進(jìn)展[J]. 農(nóng)產(chǎn)品加工,2016,(16):49-51.

ZHANG Qian-ru, YIN Rong, WANG Hong-ning, et al. (2016). Evaluation of the Resources and Development Potential ofAmygdaLus.spp. in China [J].AgriculturalProductsProcessing, (16): 49-51. (in Chinese)

[5]李疆，李文勝，成建紅. 新疆扁桃生產(chǎn)的現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策[J]. 經(jīng)濟(jì)林研究，1998，(3):58-59.

LI Jiang, LI Wen-sheng, CHENG Jian-hong. (1998). The Present Situation and Development Countermeasures of Xinjiang Almond Production [J].EconomicForestResearches, (3):58-59. (in Chinese)

[6] 廖運(yùn)建. 2014年新疆特色林果業(yè)統(tǒng)計(jì)表[J]. 新疆年鑒. 2015.

Liao Yunjian.In 2014 Statistics of Xinjiang Characteristic Forestry and Fruit Industry[J]. Xinjiang Yearbook， 2015. (in Chinese)

[7]李鵬，羅淑萍，田嘉，等. 低溫凍害對(duì)扁桃花蕾抗寒機(jī)制的影響[J]. 經(jīng)濟(jì)林研究，2015，(2):20-25.

LI Peng, LUO Shu-ping, TIAN Jia, et al. (2015). Effects of frozen injury on freezing-tolerance mechanism of flower buds in almond [J].NonwoodForestResearch，(2):20-25. (in Chinese)

[8]孫士偉，張李華. 扁桃的開發(fā)價(jià)值及栽培技術(shù)[J]. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2010，(10):228.

SUN Shi-wei, ZHANG Li-hua. (2015). The Development Value and Cultivation Technology of Almond [J].ChinaNewTechnology,NewProducts, (2):20-25. (in Chinese)

[9]王琳,王夢(mèng)雪,李志軍. 新疆莎車縣5個(gè)扁桃品種抗寒性比較研究[J]. 塔里木大學(xué)學(xué)報(bào),2014,(1):11-16.

WANG Lin, WANG Meng-xue, LI Zhi-jun. (2014). Comparative Study on Cold Resistance of Five Almond Cultivars of Xinjiang Shache County [J].JournalofTarimUniversity, (1):11-16. (in Chinese)

[10]楊曉靜,徐崇志. 新疆扁桃F1群體抗寒性研究[J]. 塔里木大學(xué)學(xué)報(bào),2012,(3):15-23.

YANG Xiao-jing, XU Chong-zhi. (2012). Study on Cold Resistance of Xinjiang Almond F1 Groups [J].JournalofTarimUniversity, (3):15-23. (in Chinese)

[11] 王江波，王合理，吳翠云，等. 十個(gè)引種紅棗品種的抗寒性比較研究[J]. 北方園藝，2014，(12):18-20.

WANG Jiang-bo, WANG, WU Cui-yun, et al. (2014). Comparative Study on Cold Resistance of Ten Varieties of Introduced Ziziphus jujuba Mill. [J].NorthernHorticulture, (12):18-20. (in Chinese)

[12] 李合生.植物生理生化試驗(yàn)原理和技術(shù)[M].北京: 高等教育出版社，2004.

LI He-sheng. (2004).PrincipleandTechnologyofPlantPhysiologyandBiochemistryExperiment[M]. Beijing: Higher Education Press. (in Chinese)

[13] 陳新華. 甜櫻桃不同品種抗寒性評(píng)價(jià)[D].保定：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2009.

CHEN Xin-hua. (2009).TheEvaluationofColdResistanceinDifferentSweetCherryVarieties[D]. Master Thesis. Agricultural University of Hebei, Baoding. (in Chinese)

[14] 撒俊逸，白茹，孫志紅，等. 自然越冬過程中庫爾勒香梨抗寒性生理指標(biāo)的變化[J]. 石河子大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2016，(2):170-175.

SA Jun-yi, BAI Ru, SUN Zhi-hong, et al. (2016). Changes During Natural Overwintering in Korla Pear Cold Resistance Physiological Indexes [J].JournalofShiheziUniversity(NaturalScience) , (2): 170-175.(in Chinese)

[15] 田景花，王紅霞，高儀，等. 核桃屬植物休眠期的抗寒性鑒定[J]. 園藝學(xué)報(bào)，2013，(6):1 051-1 060.

TIAN Jing-hua, WANG Hong-xia, GAO Yi, et al. (2013). Walnut Plant Dormancy Period of Cold Resistance [J].ActaHorticulturaeSinica, (6):1,051-1,060. (in Chinese)

[16] 王寧，姚方，袁美麗，等. 自然降溫過程中5種樟樹的抗寒性分析[J]. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，(3):302-309.

WANG Ning, YAO Fang, YUAN Mei-li, et al. (2014). Analysis on cold tolerance of five camphor tree species during the natural drop in temperature process [J].JournalofHenanAgriculturalUniversity,(3):302-309. (in Chinese)

[17] 徐龍. 不同種源酸棗實(shí)生苗抗寒性比較[D].阿拉爾：塔里木大學(xué)碩士學(xué)位論文，2013.

XU Long. (2013).ComparisononColdResistanceofDifferentProvenancesZizibusjujubavar.spinosa(Bunge)HuSeedlings[D]. Master Thesis. Tarim University, Alar. (in Chinese)

[18] 代漢萍，薛志杰，郭修武. 樹莓自然越冬枝條生理生化特性研究[J]. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，(5):573-577.

DAI Han-ping, XUE Zhi-jie, GUO Xiu-wu. (2009). Studies on Physiological and Biochemical Characteristics of Raspberry Canes under Natural Overwintering Condition [J].JournalofJilinAgriculturalUniversity, (5): 573-577. (in Chinese)

[19] 王倩，冷平生，關(guān)雪蓮，等. 九種景天植物在越冬期間生理生化指標(biāo)的變化[J]. 北方園藝，2010，(19):114-117.

WANG Qian, LENG Ping-sheng, GUAN Xue-lian, et al. (2010). Changes of Physiological and Biochemistry Characteristics 9 Varieties ofSeduamduring Autumn and Winter [J].Northernhorticulture, (19): 114-117. (in Chinese)

[20] Wang, S. Y., Faust, M., & Jiao, H. J. (1991). Changes in superoxide dismutase activity during thidiazuron-induced lateral budbreak of apple.HortscienceAPublicationoftheAmericanSocietyforHorticulturalScience, 26(9): 1,202-1,204.

[21]何西鳳，楊途熙，魏安智，等. 自然越冬過程中花椒抗寒性生理指標(biāo)的變化[J]. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，(5):67-69.

HE Xi-feng, YANG Tu-xi, WEI An-zhi, et al. (2009).Changes of Physiological Indexes ofZanthoxylumbungeanumRelated to Cold Resistance during Natural Overwintering [J].JournalofNortheastForestryUniversity, (5): 67-69. (in Chinese)

[22]李葉云，舒錫婷，周月琴，等. 自然越冬過程中3個(gè)茶樹品種的生理特性變化及抗寒性評(píng)價(jià)[J]. 植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2014，(3):52-58.

LI Ye-yun, SHU Xi-ting, ZHOU Yue-qin, et al. (2014).Change and Evaluation of Cold Resistance Physiological Characteristics of 3 Tea Cultivars During Natural Overwintering [J].JournalofPlantResourcesandEnvironment, (3):52-58. (in Chinese)

[23]李鵬程，郭紹杰，李銘，等. 自然越冬過程中山葡萄抗寒生理指標(biāo)的變化[J]. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，(1):69-71.

LI Peng-cheng, GUO Shao-jie, LI Ming, et al. (2013). Change of Cold-resistant Physiological Indicators ofVitisamurensisduring Natural Overwintering [J].GuizouAgriculturalSciences,(1):69-71. (in Chinese)

[24]姚方，吳國(guó)新，梅海軍. 自然降溫過程中3種樟樹滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化[J]. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，(3):378-383.

YAO Fang, WU Guo-xin, MEI Hai-jun. (2012). Dynamic Changes in Osmotic Adjustment Substance of Three Camphor Species Under Natural Cooling [J].JournalofSouthChinaAgriculturalUniversity，(3):378-383. (in Chinese)

ChangesofPhysiologicalIndexesandComprehensiveEvaluationofColdResistanceofAlmondduringNaturalOverwintering

OU Huan1,2, WANG Xu-chun1,2, WANG Zhen-lei1,2,3, XU Chong-zhi1,2,3,WANG Xin-jian1,2,3, LIN Min-juan1,2,3

(1.CollegeofPlantScience,TarimUniversity/EngineeringLaboratoryofCharacteristicFruitTreeProductioninSouthernXinjiang,ProductionandConstructionCorps,AlarXinjiang843300，China；2.TheNationalandLocalJointEngineeringLaboratoryofHighEfficiencyandSuperior-QualityCultivationandFruitDeepProcessingTechnologyofCharacteristicFruitTreesinSouthXinjiang，AlarXinjiang843300，China； 3.KeyLaboratoryofBiologicalResourcesProtectionandUtilizationinTarimBasin，XinjiangProductionandConstructionCorps,Tarim,AlarXinjiang843300,China)

ObjectiveIn this paper, the physiological characteristics of 6 almond varieties during their natural wintering will be evaluated, and the cold resistance of different almond branches will be comprehensively evaluated, which might provide a theoretical basis for introduction, cultivation and promotion of almond.MethodThe membrane permeability, protective enzyme activity and osmotic adjustment substance content of each almond were determined during the overwintering process. The changes and correlations of physiological indexes during winter were analyzed, and the differences among different cultivars were compared.ResultIn the process of natural overwintering, the temperature of natural winter was negatively correlated with electrolyte permeability, MDA content, SOD activity, POD activity, soluble protein content, soluble sugar content and proline content, and all increased first and then decreased. The change of temperature had a great effect on the change of electrolyte permeability, MDA content, SOD activity, soluble protein content and soluble sugar content, but had little effect on POD activity and proline content. And The varieties with strong cold resistance were more abundant than those with weak cold resistance, among which the changes of physiological indexes were more obvious during the overwintering period.ConclusionThe results showed that through the physiological indexes of almond branches during overwintering that were determined, the conductivity, SOD, soluble sugar and protein could be used as indexes to evaluate the cold resistance, and the relationship between the cold resistance of the six almond varieties was evaluated by combining the membership function. The cold resistance of 6 almond cultivars was in turn: Nonpareil > Peach Almond > Aifeng > Bitter Almond > Wanfeng > Xiaoruanke.

almond; natural overwintering; cold resistance; physiological index; comprehensive evaluation

Lin Min-juan (1979 -),Female, Native place: Hebei .Research direction: fruit germplasm resources, fruit quality and efficient cultivation physiology.(E-mail)lmjzky@163.com

S662.9

A

1001-4330(2017)10-1785-11

10.6048/j.issn.1001-4330.2017.10.003

2017-07-06

南疆特色林果科技成果轉(zhuǎn)化示范基地建設(shè)(TDZX201614)；巴旦杏高效生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)集成與規(guī)?；痉?子課題5：2013BAD14B02)

歐歡(1992-)，女，四川人，碩士研究生，研究方向?yàn)楣麡湓耘嗌砼c生態(tài)，(E-mail)547939605@qq.com

林敏娟(1979-)，女，河北人，副教授，研究方向?yàn)楣麡浞N質(zhì)資源、果樹優(yōu)質(zhì)高效栽培生理，(E-mail)lmjzky@163.com

Supported by: Construction of demonstration base for scientific and technological achievements transformation of featured trees in southern Xinjiang(TDZX201614)and Almond efficient production key technology integration and large-scale demonstration (Sub-project 5: 2013BAD14B02)