‘突尼斯軟子’石榴品種低溫忍耐程度研究

王新宇++胡青霞++馮夢晨++劉真真++胡悅++陳延惠

摘 要：以‘突尼斯軟子石榴的1年生休眠期扦插苗為材料，置于-6 ℃低溫條件下，進(jìn)行不同時間（0，6，12，18，24，30，36，42，48，54 h）的低溫脅迫處理，測定其根頸部的相對電導(dǎo)率、過氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）等抗寒性相關(guān)指標(biāo)，分析‘突尼斯軟子石榴1年生休眠期扦插苗木對低溫的忍耐程度。結(jié)果表明，在0～30 h低溫脅迫時間內(nèi)，相對電導(dǎo)率和MDA含量緩慢升高，可溶性蛋白含量以及CAT，SOD，POD活性基本不變，成活率均高于40%；在-6 ℃下脅迫36 h時，其相對電導(dǎo)率、可溶性蛋白含量、MDA含量以及CAT，SOD，POD活性均顯著升高，且CAT，SOD和POD活性達(dá)到峰值，成活率僅為5%；過長的脅迫時間（42，48，54 h）則使CAT，SOD，POD活性降低，成活率為0。因此，‘突尼斯軟子石榴1年生休眠期苗木由于其根系淺，置于-6 ℃低溫條件下只能忍受36 h的處理時間，時間過長會導(dǎo)致死亡。

關(guān)鍵詞：石榴；突尼斯軟子；低溫脅迫

中圖分類號：S665.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.10.017

Study on Low Temperature Tolerance of 'Tunisian Soft-seeded' Pomegranate Varieties

WANG Xinyu， HU Qingxia， FENG Mengchen， LIU Zhenzhen， HU Yue， CHEN Yanhui

（College of Horticulture， Henan Agricultural University， Zhengzhou， Henan 450002， China）

Abstract： Taking one year old green cuttings of 'Tunisian soft-seeded' pomegranate as materials， the indexes such as conductivity， catalase （CAT）， superoxide dismutase （SOD） and peroxidase （POD） was assayed for the root crown of 'Tunisian Soft-seeded pomegranate at -6 ℃ for different time stress（0， 6， 12， 18， 24， 30， 36， 42， 48， 54 h）. The results showed that the contents of soluble protein， CAT， SOD and POD were almost the same， and the survival rate was higher than 40% for 0～30 h at -6 ℃. Howerver ，the contents of CAT， SOD and POD were higher than those of CAT， SOD and POD， and the survival rate was only 5% for 36 at -6 ℃. Overexpression time （42， 48， 54 h） decreased the activity of CAT， SOD and POD， and the survival rate was 0. Therefore， the results of the study indicated that the 'Tunisian Soft-seeded' pomegranate one year old dormant seedlings placed at -6 ℃ could only endure 36 h of treatment time， too long time could lead to death because of its shallow roots.

Key words： pomegranate； 'Tunisian Soft-seeded'； low temperature stress

‘突尼斯軟子石榴原產(chǎn)于突尼斯等地中海氣候類型國家，在20世紀(jì)80年代被引種于鄭州滎陽市，由于其綜合性狀表現(xiàn)優(yōu)良，從而成為石榴中的精品，廣受消費者的喜愛[1]。但‘突尼斯軟子石榴喜溫懼寒，引種鄭州后的凍害問題很嚴(yán)峻，由此給種植戶造成的經(jīng)濟(jì)損失不容小覷。關(guān)于解決‘突尼斯軟子石榴的凍害問題，有許多相關(guān)的報道。LUKATKIN等[2]對凍害的機(jī)理進(jìn)行了綜述，楊雪梅等[3]通過測電導(dǎo)率等指標(biāo)對不同品種石榴的抗寒性進(jìn)行了評價，郭曉麗[4]通過根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)抗寒基因來提高‘突尼斯軟子石榴的抗寒力。有研究表明，凍害與低溫和低溫持續(xù)時間均有關(guān)系[5]，石榴在氣溫低于-10 ℃超過0.5 d就會發(fā)生凍害[6]，電導(dǎo)率和半致死溫度是研究石榴凍害的主要指標(biāo)[7]。但是，目前關(guān)于具體的低溫及其持續(xù)時間對石榴凍害的影響尚未見報道。

本試驗主要研究了在石榴主產(chǎn)區(qū)的常見最低溫（-6 ℃）條件下，不同時間處理對‘突尼斯軟子石榴凍害的影響，旨在為其他地區(qū)引種栽培提供一定參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試材料為1年生‘突尼斯軟子石榴扦插苗。選擇粗度為0.7～0.8 cm、高度為120～130 cm、生長狀況相對一致的幼苗，于2016年12月假植到河南農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹試驗園，隨用隨取。

1.2 試驗方法

將所選幼苗栽植在盆（直徑30 cm，高40 cm）中，土與基質(zhì)比例是2∶1，盆外層包裹厚度0.3 cm的植物保護(hù)被，然后放入（-6±1）℃冷庫。每個處理30株苗，每隔6 h取出一組，共取9組，解凍12 h后取樣進(jìn)行拍照和生理生化分析。取出后即進(jìn)行電導(dǎo)率測定，其他生理生化指標(biāo)測定前可將幼苗的根頸部剪成長15 cm的頸段，放入自封袋中并做好標(biāo)記，液氮預(yù)冷后，立即放入-80 ℃的超低溫冰箱內(nèi)保存待測。endprint

1.3 測定項目及方法

1.3.1 成活率調(diào)查 將處理過的苗木栽植于河南農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹試驗園，寬窄行種植，每個處理20株，于2017年3月進(jìn)行成活率調(diào)查。

1.3.2 生理生化指標(biāo)測定 相對電導(dǎo)率參考賀普超等[8]的方法進(jìn)行，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)法測定，MDA含量及CAT，SOD，POD活性采用比色法測定[9-11]，3次重復(fù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel軟件進(jìn)行處理，采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同持續(xù)時間對‘突尼斯軟子石榴根頸部相對電導(dǎo)率的影響

將休眠期1年生‘突尼斯軟子石榴苗木置于-6 ℃低溫下，通過不同脅迫時間處理，解凍后測其根頸部枝條的相對電導(dǎo)率，結(jié)果如圖1所示。從圖1可以看出，隨著脅迫時間的延長，相對電導(dǎo)率逐漸上升；其中，在低溫脅迫30 h內(nèi)，相對電導(dǎo)率隨著脅迫時間的加長，相對電導(dǎo)率緩慢上升；在低溫脅迫36 h時，相對電導(dǎo)率顯著升高至73.84%；在54 h時，相對電導(dǎo)率達(dá)到最大值80%?？梢姡瑥碾妼?dǎo)率來看，-6 ℃低溫脅迫36 h為‘突尼斯軟子石榴的低溫忍耐極限。

2.2 不同持續(xù)時間對‘突尼斯軟子石榴根頸部可溶性蛋白含量的影響

從圖2可以看出，隨著脅迫時間的延長，可溶性蛋白在24 h內(nèi)先保持平穩(wěn)，后又急劇上升。其中，低溫脅迫0～30 h內(nèi)，可溶性蛋白含量基本不變，均維持在140 g·g -1左右；在處理時間達(dá)到36 h時，可溶性蛋白含量顯著升高。可見，從可溶性蛋白這個指標(biāo)來看，-6 ℃低溫脅迫36 h為‘突尼斯軟子石榴的低溫忍耐極限。

2.3 不同持續(xù)時間對‘突尼斯軟子石榴根頸部丙二醛含量的影響

從圖3可以看出，隨著脅迫時間的延長，丙二醛含量呈逐漸上升的趨勢。其中，在低溫脅迫30 h內(nèi)，隨著脅迫時間的延長，丙二醛含量緩慢上升。在低溫脅迫36 h時，丙二醛含量顯著升高。可見，從丙二醛來看，-6 ℃低溫脅迫36 h為‘突尼斯軟子石榴的低溫忍耐極限。

2.4 不同持續(xù)時間對‘突尼斯軟子石榴根頸部中CAT活性的影響

從圖4可以看出，隨著脅迫時間的延長，CAT活性呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢。在低溫脅迫0～24 h內(nèi)，CAT活性基本保持不變；低溫脅迫30 h時，CAT活性緩慢升高；在低溫脅迫36 h時，CAT活性顯著升高且達(dá)到最大，之后又急劇下降。可見，從CAT來看，-6 ℃低溫脅迫36 h為‘突尼斯軟子石榴的低溫忍耐極限。

2.5 不同持續(xù)時間對‘突尼斯軟子石榴根頸部SOD活性的影響

從圖5可以看出，隨著脅迫時間的增加，SOD活性呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢。其中，在30 h之前，SOD活性基本不變；36 h突然增加并達(dá)到最大值，顯著高于其他處理，之后又下降。可見，從SOD活性的變化來看，-6 ℃低溫脅迫36 h為‘突尼斯軟子石榴的低溫忍耐極限。

2.6 不同持續(xù)時間對‘突尼斯軟子石榴根頸部POD活性的影響

從圖6可以看出，隨著脅迫時間的增加，POD活性呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢。其中，在30 h之前，POD活性基本不變；36 h突然增加并達(dá)到最大值，顯著高于其他處理；之后又下降?？梢姡瑥腜OD活性的變化來看，-6 ℃低溫脅迫36 h為‘突尼斯軟子石榴的低溫忍耐極限。

2.7 不同持續(xù)時間對‘突尼斯軟子石榴成活率的影響

從表1可以看出，隨著低溫脅迫時間的延長，成活率逐漸下降。其中，在0～30 h時，成活率下降較為緩慢；在處理36 h時，成活率急劇下降，由處理30 h時的40%降到5%；之后的處理其成活率為0。可能是因為低溫導(dǎo)致‘突尼斯軟子石榴各種代謝失調(diào)，無法正常生長?？梢?，從成活率來看，-6 ℃低溫脅迫36 h為‘突尼斯軟子石榴的低溫忍耐極限。

3 結(jié)論與討論

當(dāng)冷害、凍害發(fā)生時，對低溫敏感的植物細(xì)胞就會發(fā)生多重紊亂，其高爾基體、線粒體、葉綠體、核糖體、淀粉粒均會發(fā)生顯著改變，膜也會發(fā)生膨脹。低溫過后，由于細(xì)胞的自身調(diào)節(jié)能力有限，無法恢復(fù)原狀，則會導(dǎo)致膜破裂。這使細(xì)胞質(zhì)的流動速度發(fā)生明顯改變，為維持穩(wěn)定，細(xì)胞里的溶質(zhì)會透過細(xì)胞膜，在一定的時間內(nèi)，這些溶質(zhì)可溶于外界的水中，從而可以通過電導(dǎo)法測出[2]。本研究結(jié)果表明，隨著脅迫時間的延長，相對電導(dǎo)率逐漸上升，這與前人在葡萄[12]、核桃[13]、杏[14]、梨[15]、香蕉[16]、菊花[17]、連翹[18]、石榴[3]上的研究結(jié)果相似。在36 h時相對電導(dǎo)率顯著上升，表明‘突尼斯軟子石榴在持續(xù)脅迫36 h時，其細(xì)胞膜破損程度明顯加重，無法再忍受更長時間的低溫脅迫。

植物在遭受低溫時，體內(nèi)的物質(zhì)分解大于物質(zhì)合成，體內(nèi)淀粉水解為葡萄糖，同時蛋白質(zhì)的水解能力加強(qiáng)，可溶性蛋白的含量增加[19]。本試驗在36 h時，可溶性蛋白含量顯著升高，在54 h時達(dá)到最大值，表明‘突尼斯軟子石榴可通過增加可溶性蛋白含量來抵御凍害。

在逆境條件下，植物體內(nèi)的氧代謝失調(diào)，致使活性氧增多，從而導(dǎo)致膜脂過氧化，MDA作為膜脂過氧化產(chǎn)物之一，其含量應(yīng)增加[20]。本試驗結(jié)果表明，隨著脅迫時間的延長，MDA含量逐漸上升，這與大多數(shù)有關(guān)抗寒性相關(guān)研究的結(jié)果一致，但有的研究卻表明，MDA呈現(xiàn)先上升下降的趨勢[12-18，21]。這可能與所研究的植物種類、樹齡、樹體營養(yǎng)狀況、低溫條件以及低溫脅迫時間等因素有關(guān)。

SOD，POD，CAT是三大保護(hù)酶，在抗寒方面具有無可替代的作用[22]。其中，SOD主要清除超氧陰離子自由基，與其反應(yīng)生成過氧化氫（H2O2）[23]。雖然過氧化氫可作為第2信使激活植物體內(nèi)的防御基因進(jìn)行抗寒，但過多的過氧化氫在植物體內(nèi)是有毒性的，因此，植物中過多的過氧化氫將主要由CAT和POD清除[24]。前人在研究葡萄[12]、杏[14]、梨[15]等植物的抗寒性時，隨脅迫時間的延長，SOD， POD，CAT三大保護(hù)酶活性均有隨脅迫時間的延長呈先升高后下降的變化趨勢，將其視作評判抗寒性的重要指標(biāo)。在本研究中，石榴的這3種酶同樣反映了石榴自身的抗寒水平。endprint

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