24個(gè)石榴品種的抗寒性評價(jià)

王慶軍+羅華+趙麗娜+陳穎+王艷芹+王玉海+郝兆祥

摘要：結(jié)合低溫脅迫過程生理生化指標(biāo)的變化，以一年生休眠枝條為試材對24個(gè)石榴品種進(jìn)行抗寒性評價(jià)。采用人工模擬低溫（室溫、0、-4、-8、-12、-16、-20℃） 進(jìn)行低溫處理，對其相對電導(dǎo)率（REC）、半致死溫度（LT50）、脯氨酸（Pro）和丙二醛（MDA）含量進(jìn)行測定，并采用隸屬函數(shù)法對24個(gè)石榴品種的抗寒性進(jìn)行綜合評價(jià)。結(jié)果表明，隨著脅迫溫度的降低，24個(gè)石榴品種一年生枝條的相對電導(dǎo)率、脯氨酸含量、丙二醛含量變化總體呈上升趨勢。通過半致死溫度得出，‘嶧城抗寒1號的半致死溫度最低，為-14.32℃，最抗寒；‘突尼斯軟籽石榴的半致死溫度最高，為-7.95℃，最不抗寒。通過隸屬函數(shù)法進(jìn)行抗寒性綜合評價(jià)，結(jié)果顯示24個(gè)石榴品種中，有8個(gè)品種抗寒等級為Ⅱ級（抗）、15個(gè)品種抗寒等級為Ⅲ級（中抗）、1個(gè)品種抗寒等級為IV級（低抗）。

關(guān)鍵詞：石榴；品種；抗寒性；評價(jià)

中圖分類號：S665.4文獻(xiàn)標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942（2018）01-0050-06

Abstract The cold resistance of 24 pomegranate cultivars was evaluated by the changes of physiological and biochemical indexes under low temperature stress with one-year-old dormant shoots as materials. Adopting simulated low temperature （room temperature， 0， -4， -8， -12， -16， -20℃） for low temperature treatment， the relative conductivity （REC）， semilethal temperature （LT50） and proline （Pro） and malondialdehyde （MDA） contents were determined and the cold resistance of 24 pomegranate cultivars was evaluated comprehensively by membership function method. The results showed that the REC， Pro and MDA contents of one-year-old shoots of 24 pomegranate cultivars showed an increasing trend with the decreasing of stress temperature. The LT50 of Yicheng Kanghan 1 was the lowest， which was -14.32℃and showed the best cold resistance； the LT50 of Tunisi soft-seed pomegranate was the highest， which was -7.95℃ and showed the worst cold resistance. Through the membership function method for comprehensive evaluation of cold-resistance， we could concluded that 8 cultivars were classified into the grade Ⅱ with cold resistance， 15 cultivars were classified into the grade Ⅲ with moderate resistance and 1 cultivar belonged to the grade IV with low resistance.

Keywords Pomegranate； Cultivars； Cold resistance； Evaluation

石榴（Punica granatum L.，2n= 2x=16，18）為被子植物門雙子葉植物綱原始花亞綱石榴科（Punicaceae）石榴屬（Punica L.）落葉灌木或小喬木，在熱帶則為常綠灌木或小喬木，又稱涂林、丹若等。石榴科植物僅1屬2種，一種為石榴，另一種為野生種，后者僅分布于印度洋西部的索科特拉島上，無栽培價(jià)值，原產(chǎn)自從伊朗到印度北部的喜馬拉雅山等地，喜暖畏寒[1-4]。石榴為亞熱帶、暖溫帶果樹，冬季休眠期能耐-16℃以上的低溫，在-17℃時(shí)會出現(xiàn)凍害，-20℃時(shí)大部分已凍死[5]。近年來，我國北方石榴主產(chǎn)區(qū)由于氣候異常、倒春寒等現(xiàn)象頻發(fā)，給石榴種植業(yè)造成了極大損失[6]，如胡園春等對山東棗莊[7]、李明婉對河南[8]、張長祿對河北[9]、柏永耀對陜西[10]等地石榴凍害均有報(bào)道。石榴凍害已經(jīng)成為制約我國北方地區(qū)石榴種植業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重要因子之一[11]。然而，目前對石榴抗寒性評價(jià)的研究很少，為此，本試驗(yàn)以24個(gè)石榴品種一年生枝條為試材，以相對電導(dǎo)率（REC）、半致死溫度（LT50）、脯氨酸（Pro）和丙二醛（MDA）含量為指標(biāo)，對其抗寒性進(jìn)行綜合性評價(jià)，可為其在不同地區(qū)引種栽培提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及處理

供試的24個(gè)石榴品種（表1）均采自“棗莊市石榴國家林木種質(zhì)資源庫”。2017年2月15日在石榴萌芽前選取各品種無病蟲害、生長健壯的一年生枝條，每個(gè)品種取20條，用濕紗布包好，并快速帶回實(shí)驗(yàn)室。

將一年生枝條先用自來水沖洗干凈，再用蒸餾水沖洗后用吸水紙吸干枝條上的水分，剪成10～15 cm 的枝段分成 7組，捆綁并用濕報(bào)紙、保鮮膜包裹，然后放入超低溫冰箱。采用梯度降溫法，分組進(jìn)行冷凍處理，降溫和升溫速度均為4℃/h，溫度梯度為0、-4、-8、-12、-16、-20℃，室溫（10℃）設(shè)為對照（CK），當(dāng)達(dá)到所需冷凍溫度，使其維持24 h后取出開始回溫，至室溫進(jìn)行指標(biāo)測定。endprint

1.2 指標(biāo)測定方法

在干凈環(huán)境中將枝條避開芽眼，剪成0.5 cm薄片，測定其生理生化指標(biāo)。采用電導(dǎo)率儀（DDSJ-308A型） 測定電導(dǎo)率[12]；根據(jù)朱根海等[13]半致死溫度計(jì)算方法，結(jié)合Logistic方程，計(jì)算出石榴半致死溫度（LT50）；酸性茚三酮法[14]測定脯氨酸（Pro）含量；硫代巴比妥酸法[15]測定丙二醛（MDA）含量。

1.3 石榴抗寒性評價(jià)

采用隸屬函數(shù)法[16]及方差分析綜合評價(jià)24個(gè)石榴品種的抗寒性。根據(jù)平均隸屬度將抗寒性分為5級：0.70～1.00為高抗，定為Ⅰ級；0.60～0.69為抗，定為Ⅱ級；0.40～0.59為中抗，定為Ⅲ級；0.30～0.39為低抗，定為Ⅳ級；0～0.29為不抗，定為Ⅴ級[17]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003、SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同低溫處理下電導(dǎo)率的變化及石榴品種的半致死溫度

不同低溫處理下，24個(gè)石榴品種的電導(dǎo)率變化見表2。隨著溫度的下降電導(dǎo)率整體為上升趨勢，品種間每個(gè)低溫處理差異顯著。在CK、0、-4、-8、-12、-16、-20℃處理溫度下的電導(dǎo)率在品種上的變化范圍分別為：14.82%～22.84%、15.48%～23.22%、15.76%～30.26%、19.61%～33.09%、22.72%～41.62%、29.09%～55.19%、35.32%～69.21%，其中從CK到-12℃之間，隨著溫度的降低，電導(dǎo)率呈緩慢上升趨勢，而從-16℃到-20℃，隨著溫度的持續(xù)降低，電導(dǎo)率呈快速上升趨勢。CK到-16℃之間，各品種（除24號外）的電導(dǎo)率差別不大，到-20℃時(shí)，各品種的電導(dǎo)率達(dá)到35.32%～69.21%，其中最低的1號為35.32%，最高的22號為69.21%。24號在CK到-16℃之間，電導(dǎo)率顯著高于其他品種。

半致死溫度的高低在一定程度上能反映果樹不同品種的抗寒性強(qiáng)弱，二者之間呈負(fù)相關(guān)性。根據(jù)Logistic方程求出24個(gè)石榴品種的半致死溫度（LT50）（表3），根據(jù)其高低順序確定石榴品種的抗寒性強(qiáng)弱順序?yàn)椋?號>5號>4號>13號>15號>19號>8號>12號>6號>14號>3號>22號>23號>16號>9號>18號>21號>20號>7號>11號>2號>17號>10號>24號。24個(gè)石榴品種的半致死溫度（LT50）在-7.95～-14.32℃之間變化。其中，24號的LT50為-7.95℃，其抗寒性最弱，1號的LT50最低，為-14.32℃，其抗寒性最強(qiáng)。

2.2 不同低溫處理下24個(gè)石榴品種脯氨酸含量變化

由表4可知，隨處理溫度降低，24個(gè)石榴品種Pro含量的變化總體呈上升趨勢。Pro含量與植物的抗寒性強(qiáng)弱在一定程度上為正相關(guān)關(guān)系，在每個(gè)低溫處理品種間差異顯著。在CK、0、-4、-8、-12、-16、-20℃ Pro含量在品種上的變化范圍分別為：10.65～14.53、11.68～15.32、12.35～16.69、12.60～17.83、13.15～18.17、13.22～20.82、13.24～23.17 μg·g-1，其中從CK到-12℃之間，隨著溫度的降低，Pro含量上升變化呈緩慢趨勢，而從-16℃到-20℃，隨著溫度的持續(xù)降低，Pro含量呈加快上升趨勢。從CK到-20℃整個(gè)低溫處理下3號Pro含量的變化區(qū)間最大，為10.65～23.17 μg·g-1，從CK到-20℃整個(gè)低溫處理下24號Pro含量的變化區(qū)間最小，為11.77～13.24 μg·g-1。

2.3 不同低溫處理下24個(gè)石榴品種丙二醛含量變化

由表5可知，隨處理溫度降低，24個(gè)石榴品種MDA含量變化總體呈上升趨勢，表明隨著低溫脅迫，植物膜質(zhì)的過氧化程度逐漸升高。丙二醛含量與植物的抗寒性強(qiáng)弱在一定程度上為負(fù)相關(guān)關(guān)系，在每個(gè)低溫處理品種間具有顯著的差異性。在CK、0、-4、-8、-12、-16、-20℃MDA含量在品種上的變化范圍分別為：0.00028～0.00199、0.00077～0.00220、0.00145～0.00222、0.00176～0.00254、0.00181～0.00261、0.00196～0.00288、0.00208～0.00434 μmol·g-1 FW，其中從CK到-12℃之間，隨著溫度的降低，MDA含量上升變化呈緩慢趨勢，而在-16℃和-20℃，隨著溫度的持續(xù)降低，MDA含量迅速上升。1、4、5、8、13號MDA的含量低，其抗寒性強(qiáng)，24號MDA的含量在CK、-12、-16℃處理下最高，說明其抗寒性弱。

2.4 采用隸屬函數(shù)法綜合評價(jià)石榴的抗寒性

本研究采用REC、Pro、MDA含量3個(gè)生理生化指標(biāo)，對24個(gè)石榴品種的抗寒性進(jìn)行綜合評價(jià)，平均隸屬度越大，表明抗寒能力越強(qiáng)，反之抗寒能力越弱。由表6可以看出，24個(gè)石榴品種的抗寒性綜合評價(jià)為：1號、4號、5號、8號、12號、13號、15號、19號為Ⅱ級即抗；2號、3號、6號、7號、9號、10號、11號、14號、16號、17號、18號、20號、21號、22號、23號為Ⅲ級即中抗；24號為IV級即低抗。

3 討論與結(jié)論

3.1 電導(dǎo)率及半致死溫度與抗寒性的關(guān)系

本研究表明，不同石榴品種經(jīng)低溫脅迫后，其相對電導(dǎo)率與對照溫度處理相比均上升，但上升幅度不同，這與劉霞[18]、王慶軍[19]等在石榴上的研究結(jié)果一致。表明低溫脅迫造成石榴葉片細(xì)胞膜系統(tǒng)傷害，不同石榴品種抗寒性存在差異。24號的相對電導(dǎo)率值最大為最不抗寒，這與宋尚偉等[20]在不同石榴品種抗寒性的研究結(jié)果一致，且與大田實(shí)地觀察結(jié)果一致。

半致死溫度（LT50）是評價(jià)一個(gè)物種抗寒性強(qiáng)弱較準(zhǔn)確的指標(biāo)，LT50是指一半試材臨界死亡的溫度[21]。半致死溫度的高低與抗寒力的強(qiáng)弱之間呈負(fù)相關(guān)性，即LT50越低其植物抗寒性越強(qiáng)，LT50越高其植物抗寒性越弱。在24個(gè)供試石榴品種中，半致死溫度最低的為1號（-14.32℃），其抗寒性最強(qiáng)；半致死溫度最高的為24號（-7.95℃），其抗寒性最弱，這與劉霞[18]、王慶軍[19]等的研究結(jié)果一致；其余品種的半致死溫度為-11.77～-8.37℃，其抗寒性介于1號和24號之間。endprint

3.2 脯氨酸、丙二醛含量與抗寒性的關(guān)系

本研究表明，不同石榴品種低溫脅迫后，其Pro、MDA含量均升高，與對照相比均有所上升，但上升幅度不同，這與張艷俠等[22]在石榴上的研究結(jié)果一致。這表明，低溫脅迫下石榴品種可通過提高體內(nèi)的主要滲透物質(zhì)含量來增加其抗寒適應(yīng)性。

3.3 抗寒性綜合評價(jià)

在抗寒性研究中，前人多使用生理、生態(tài)、形態(tài)和生化等某個(gè)單一指標(biāo)進(jìn)行抗寒性評價(jià)，單一指標(biāo)評價(jià)對抗寒性評價(jià)可能引起片面性問題，加上植物的生理過程是極其錯(cuò)綜復(fù)雜的，而植物的抗性受多種因素共同影響，單獨(dú)地采用某一指標(biāo)不利于真實(shí)反映植物抗寒的本質(zhì)。隸屬函數(shù)法能夠全面分析植物的抗寒性，該方法已被應(yīng)用于綜合評價(jià)葡萄[23]、櫻桃[24]、核桃[25]、石榴[26]等樹種品種間的抗寒性，均得到較理想的結(jié)果。因此，本研究采用模糊數(shù)學(xué)中的隸屬函數(shù)法來全面分析石榴的抗寒性，通過平均隸屬度來綜合評價(jià)供試24個(gè)石榴品種的抗寒性。24個(gè)石榴品種的抗寒性綜合評價(jià)結(jié)果為：1號、4號、5號、8號、12號、13號、15號、19號為Ⅱ級即抗；2號、3號、6號、7號、9號、10號、11號、14號、16號、17號、18號、20號、21號、22號、23號為Ⅲ級即中抗；24號為IV級即低抗，表明通過隸屬函數(shù)法綜合評價(jià)石榴的抗寒性順序與半致死溫度得出的結(jié)果一致。

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