不同藍(lán)莓品種對(duì)低溫處理的生理響應(yīng)及抗寒性評(píng)價(jià)

魏 鑫，王 升，王興東，楊玉春，劉有春，劉 成

（遼寧省果樹科學(xué)研究所，遼寧 營口 115009）

藍(lán)莓學(xué)名越橘，屬于杜鵑花科（Ericaceae）越橘屬（Vaccinium），果實(shí)中富含花青素等營養(yǎng)保健功能成分，是具有很高經(jīng)濟(jì)價(jià)值和廣闊開發(fā)前景的新興小漿果果樹，目前成為全球發(fā)展最快的果樹樹種[1-3]。由于我國現(xiàn)在栽培的多數(shù)藍(lán)莓品種來源于美國、加拿大等地，其適宜栽培區(qū)域氣候條件較為溫和，即使冬季溫度較低但空氣濕度相對(duì)較高。我國東北地區(qū)冬季嚴(yán)寒、氣候干燥，種植藍(lán)莓時(shí)，冬季需進(jìn)行防寒保護(hù)才能安全越冬，不僅增加了生產(chǎn)成本與工作量，而且在防寒過程中樹體易受損傷，造成減產(chǎn)。藍(lán)莓的抗寒性問題已成為限制該產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的主要因素之一[4]。因此，鑒定、評(píng)價(jià)藍(lán)莓品種的抗寒性與分析抗寒機(jī)制對(duì)于抗寒品種的篩選和挖掘利用、栽培區(qū)域的合理布局與規(guī)劃設(shè)計(jì)、防寒措施的制定等均具有重要意義。

目前藍(lán)莓抗寒性研究主要從品種類型的抗寒性差異，質(zhì)膜透性、組織結(jié)構(gòu)、組織含水量、膜脂過氧化、保護(hù)酶系統(tǒng)等抗寒生理機(jī)制以及功能基因挖掘等方面進(jìn)行的[5]。研究表明，隨著溫度的降低，抗寒性強(qiáng)的品種相對(duì)電導(dǎo)率的變化相對(duì)平緩，枝條中果糖和葡萄糖濃度與抗寒性水平呈顯著正相關(guān)，丙二醛（MDA）含量與抗寒性呈負(fù)相關(guān)[4，6-8]。休眠期藍(lán)莓花芽的電解質(zhì)滲出率、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量以及過氧化物酶（POD）活性總體上呈現(xiàn)規(guī)律性變化[9]。脯氨酸的積累有助于增強(qiáng)藍(lán)莓抵御嚴(yán)寒的能力，保護(hù)酶活性、可溶性糖和脫落酸含量與越冬過程中抗寒能力的提高具有密切關(guān)系[10]。植物的抗寒機(jī)制非常復(fù)雜，將多種抗寒指標(biāo)結(jié)合起來系統(tǒng)的分析和評(píng)價(jià)，才能更客觀地反映藍(lán)莓的抗寒性。而目前圍繞藍(lán)莓的抗寒性研究大多是初步探討，并未將各項(xiàng)抗寒指標(biāo)建立有效的聯(lián)系和進(jìn)行綜合分析。因此，以抗寒性存在差異的不同品種藍(lán)莓為試材，通過田間調(diào)查和人工模擬低溫環(huán)境相結(jié)合的方法開展抗寒性研究，通過對(duì)質(zhì)膜透性、MDA 含量、保護(hù)酶活性、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量、纖維素含量、總含水量、自由水及束縛水含量等抗寒相關(guān)指標(biāo)的綜合分析和評(píng)價(jià)，將各項(xiàng)抗寒指標(biāo)建立有效的聯(lián)系，揭示受低溫脅迫后各項(xiàng)指標(biāo)的協(xié)同作用，以期明確藍(lán)莓樹體受凍后的生理響應(yīng)機(jī)制和抗寒品種的抗性機(jī)制。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試品種5 個(gè)，分別為7 年生矮叢品種美登、半高叢品種北陸、北高叢品種藍(lán)豐、南高叢品種密斯梯和兔眼品種精華。供試材料定植于遼寧省果樹科學(xué)研究所藍(lán)莓資源圃塑料大棚內(nèi)，采取常規(guī)管理措施。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 取樣與材料處理 于2016 年1 月10 日選取經(jīng)過抗寒鍛煉的5個(gè)品種植株上不同方向且完全木質(zhì)化直徑為0.3～0.5 cm 的1 年生枝條。將枝條分成三部分，一部分枝條用于不同低溫處理，處理為-15、-20、-25、-30、-35、-40 ℃及對(duì)照（4 ℃冰箱冷藏保存），冷凍時(shí)溫度下降幅度和解凍時(shí)的溫度回升幅度都為5 ℃∕h，冷凍到達(dá)處理所需溫度后，維持24 h，然后解凍。測(cè)定相對(duì)電導(dǎo)率、MDA 含量、保護(hù)酶活性和游離脯氨酸含量。一部分枝條于120 ℃烘箱殺青20 min 后，80 ℃烘干至恒定質(zhì)量，粉碎成粉末后用于測(cè)定可溶性總糖、還原糖、淀粉、可溶性蛋白、糖組分以及纖維素含量。一部分枝條用于測(cè)定枝條總含水量、自由水含量并計(jì)算束縛水含量、自由水含量∕總含水量和束縛水含量∕總含水量。每處理重復(fù)3次，每次重復(fù)10個(gè)枝條。

1.2.2 測(cè)定指標(biāo)與方法 相對(duì)電導(dǎo)率采用電導(dǎo)率儀法測(cè)定[11]；MDA 含量采用TBA 顯色法測(cè)定[12]；過氧化物酶（POD）活性采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定[12]；超氧化物酶（SOD）活性采用氮藍(lán)四唑光還原法測(cè)定[12]；游離脯氨酸含量采用硝基水楊酸法測(cè)定[12]；可溶性糖、還原糖、淀粉、纖維素含量采用蒽酮比色法測(cè)定[12-13]；可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)比色法測(cè)定[12]；糖組分與含量采用高效液相色譜法測(cè)定[14-15]；總含水量、自由水和束縛水含量采用烘干稱重法和阿貝折射儀測(cè)定[12]。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2007 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，采用Origin 2018制圖，應(yīng)用SPSS 20.0軟件進(jìn)行單因素方差分析和主成分分析，采用Duncan’s法檢驗(yàn)差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫處理對(duì)5個(gè)藍(lán)莓品種枝條相對(duì)電導(dǎo)率的影響

在試驗(yàn)低溫范圍內(nèi)，5 個(gè)品種藍(lán)莓相對(duì)電導(dǎo)率隨處理溫度的降低逐漸升高并呈S形變化。不同品種相對(duì)電導(dǎo)率隨溫度降低變化的速率有所不同。美登、北陸和藍(lán)豐品種相對(duì)電導(dǎo)率隨溫度的降低變化較為平緩。密斯梯和精華2 個(gè)品種在-25 ℃后相對(duì)電導(dǎo)率明顯提高。-40 ℃時(shí)，美登、北陸、藍(lán)豐、密斯梯和精華5 個(gè)品種相對(duì)電導(dǎo)率較4 ℃時(shí)分別增加了1.02、1.20、1.17、2.56、2.45倍（圖1A）。

圖1 低溫處理對(duì)5個(gè)藍(lán)莓品種枝條相對(duì)電導(dǎo)率的影響Fig.1 Effect of different low temperature on relative electrical conductivity in five varieties of blueberry shoots

4 ℃條件下，5 個(gè)品種枝條相對(duì)電導(dǎo)率最低，密斯梯相對(duì)電導(dǎo)率顯著高于精華、美登，與藍(lán)豐、北陸差異不顯著；密斯梯、藍(lán)豐和北陸間差異不顯著。-40 ℃處理下，5 個(gè)品種枝條相對(duì)電導(dǎo)率均最高，密斯梯相對(duì)電導(dǎo)率顯著高于其他4 個(gè)品種，精華顯著高于藍(lán)豐、美登和北陸，藍(lán)豐與北陸間差異不顯著，但均顯著高于美登（圖1B）。

2.2 低溫處理對(duì)5個(gè)藍(lán)莓品種枝條MDA含量的影響

在試驗(yàn)低溫范圍內(nèi)，5 個(gè)品種MDA 含量隨處理溫度的降低逐漸升高并呈S 形變化。4 ℃時(shí)美登枝條MDA 含量顯著低于其他溫度，-40 ℃時(shí)顯著高于其他溫度；4 ℃時(shí)北陸、藍(lán)豐枝條MDA 含量與-15 ℃差異不顯著，但顯著低于其他溫度，-40 ℃時(shí)顯著高于其他溫度；4 ℃時(shí)密斯梯枝條MDA 含量顯著低于其他溫度，-40 ℃時(shí)顯著高于其他溫度，-20 ℃、-25 ℃和-30 ℃之間差異不顯著；4 ℃時(shí)，精華枝條MDA 含量與-15 ℃差異不顯著，但顯著低于其他溫度，由-20 ℃開始，隨溫度的降低，枝條MDA 含量顯著升高（圖2A）。

圖2 低溫處理對(duì)5個(gè)藍(lán)莓品種枝條MDA含量的影響Fig.2 Effect of different low temperature on malondialdehyde content in five varieties of blueberry shoots

在各溫度處理?xiàng)l件下，密斯梯MDA含量均顯著高于其他4 個(gè)品種，精華顯著高于其他3 個(gè)品種。4 ℃和-15 ℃時(shí)，北陸與藍(lán)豐間差異不顯著但均顯著高于美登；-30、-35、40 ℃時(shí)，藍(lán)豐顯著高于北陸和美登，美登和北陸間差異未達(dá)顯著水平（圖2B）。

2.3 低溫處理對(duì)5個(gè)藍(lán)莓品種枝條POD活性的影響

5個(gè)品種POD活性在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)均呈單峰變化趨勢(shì)，但出峰溫度有所不同。美登、北陸和藍(lán)豐3 個(gè)品種在-30 ℃時(shí)，POD 活性達(dá)到最高，顯著高于其他溫度。密斯梯和精華2 個(gè)品種在-25 ℃時(shí)，POD 活性達(dá)到最高，顯著高于其他溫度。不同溫度下，美登枝條POD 活性由高到低依次為-30、-25、-20、-35、-40、-15、4 ℃，各溫度間差異均達(dá)顯著水平；不同溫度下，北陸藍(lán)莓枝條POD 活性由高到低依次為-30、-25、-35、-20、-40、-15、4 ℃，除-35 ℃和-25 ℃間差異不顯著外，其余溫度間差異均達(dá)顯著水平；4 ℃和-40 ℃時(shí)，藍(lán)豐枝條POD 活性顯著低于其他溫度，兩者間差異不顯著；-25、-20、-30 ℃時(shí)，密斯梯枝條POD活性顯著高于其他溫度，-25 ℃顯著高于-20 ℃和-30 ℃，-20 ℃顯著高于-30 ℃；精華枝條POD 活性由高到低依次為-25、-35、-20、-30、-15、-40、4 ℃，各溫度間差異均達(dá)到顯著水平（圖3A）。

圖3 低溫處理對(duì)5個(gè)藍(lán)莓品種枝條過氧化物酶活性的影響Fig.3 Effect of different low temperature on peroxidase activity in five varieties of blueberry shoots

在各溫度條件下，美登POD 活性顯著高于其他4個(gè)品種，北陸和藍(lán)豐均顯著高于密斯梯和精華；除在-30 ℃時(shí)北陸和藍(lán)豐間差異不顯著外，其他低溫條件下北陸均顯著高于藍(lán)豐；在-25 ℃條件下，密斯梯和精華間差異不顯著，其他低溫條件下精華均顯著高于密斯梯（圖3B）。

2.4 低溫處理對(duì)5個(gè)藍(lán)莓品種枝條SOD活性的影響

在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，5 個(gè)品種SOD 活性均呈單峰變化趨勢(shì)，但出峰溫度有所不同。美登、北陸和藍(lán)豐3 個(gè)品種在-30 ℃時(shí)，SOD 活性達(dá)到最高，顯著高于其他溫度。密斯梯和精華2 個(gè)品種在-25 ℃時(shí)SOD 活性達(dá)到最高，顯著高于其他溫度。4 ℃時(shí)，除密斯梯枝條SOD 活性與-40 ℃差異未達(dá)顯著水平外，其余4 個(gè)品種均為顯著低于其他溫度。-40 ℃時(shí)，美登、藍(lán)豐枝條SOD 活性與-15 ℃差異不顯著，但顯著低于-20、-25、-30、-35 ℃。-40 ℃時(shí)，北陸、密斯梯和精華3 個(gè)品種枝條SOD 活性顯著低于-15、-20、-25、-30、-35 ℃（圖4A）。

圖4 低溫處理對(duì)5個(gè)藍(lán)莓品種枝條SOD活性的影響Fig.4 Effect of different low temperature on superoxide dismutase activity in five varieties of blueberry shoots

4 ℃條件下，美登、北陸和藍(lán)豐顯著高于密斯梯和精華，美登、北陸、藍(lán)豐以及密斯梯和精華間差異不顯著；-25 ℃條件下，美登顯著高于北陸、密斯梯和精華，與藍(lán)豐間差異不顯著，藍(lán)豐顯著高于密斯梯和精華，與北陸間差異不顯著；-30 ℃條件下，美登顯著高于其他4 個(gè)品種，北陸和藍(lán)豐顯著高于密斯梯和精華，北陸、藍(lán)豐以及密斯梯和精華間差異不顯著；-40 ℃條件下，美登顯著高于北陸、密斯梯和精華，與藍(lán)豐間差異不顯著，藍(lán)豐顯著高于密斯梯和精華，與北陸間差異不顯著（圖4B）。

2.5 低溫處理對(duì)5個(gè)藍(lán)莓品種枝條滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)及纖維素含量的影響

在試驗(yàn)低溫范圍內(nèi)，5 個(gè)品種游離脯氨酸含量隨處理溫度的降低呈逐漸上升的變化趨勢(shì)。4 ℃時(shí)，美登枝條游離脯氨酸含量與-15 ℃和-20 ℃差異不顯著，但顯著低于其他溫度；北陸枝條游離脯氨酸含量與-15 ℃差異不顯著，但顯著低于其他溫度；藍(lán)豐、密斯梯和精華3 個(gè)品種枝條游離脯氨酸含量均顯著低于其他溫度。-40 ℃時(shí)，5個(gè)品種枝條游離脯氨酸含量均顯著高于其他溫度（圖5A）。

圖5 低溫處理對(duì)5個(gè)藍(lán)莓品種枝條游離脯氨酸含量的影響Fig.5 Effect of different low temperature on free proline content in five varieties of blueberry shoots

4 ℃條件下，美登枝條游離脯氨酸含量顯著高于另外4 個(gè)品種，藍(lán)豐、北陸顯著高于密斯梯，但與精華差異不顯著；-40 ℃條件下，北陸枝條游離脯氨酸含量顯著低于美登，顯著高于藍(lán)豐、密斯梯和精華，藍(lán)豐、精華和密斯梯間差異未達(dá)顯著水平（圖5B）。

5 個(gè)品種可溶性總糖、還原糖含量由高到低依次為北陸、美登、藍(lán)豐、精華和密斯梯，5個(gè)品種的可溶性總糖、還原糖含量差異均達(dá)顯著水平。北陸品種淀粉含量顯著高于另外4 個(gè)品種，美登顯著高于藍(lán)豐、密斯梯和精華，藍(lán)豐和精華間差異未達(dá)顯著水平，但均顯著高于密斯梯。北陸、美登2個(gè)品種的可溶性蛋白含量顯著高于其他3 個(gè)品種，北陸和美登間差異未達(dá)顯著水平；藍(lán)豐與精華間差異未達(dá)顯著水平，但均顯著高于密斯梯。美登、北陸、藍(lán)豐3個(gè)品種的果糖含量差異未達(dá)顯著水平，但顯著高于密斯梯和精華，密斯梯和精華間差異達(dá)顯著水平。北陸品種葡萄糖含量顯著高于密斯梯和精華，與美登和藍(lán)豐間差異未達(dá)顯著水平；美登和藍(lán)豐顯著高于密斯梯，與精華差異未達(dá)顯著水平；密斯梯和精華間差異未達(dá)顯著水平。美登品種蔗糖含量顯著高于其他4 個(gè)品種，密斯梯顯著低于其他4 個(gè)品種，北陸顯著高于藍(lán)豐和精華，而藍(lán)豐和精華間差異未達(dá)顯著水平。北陸纖維素含量顯著高于其他4個(gè)品種；美登顯著高于密斯梯和精華，與藍(lán)豐差異不顯著；藍(lán)豐顯著高于精華，與密斯梯差異不顯著；密斯梯與精華間差異不顯著（表1）。

表1 5個(gè)藍(lán)莓品種枝條滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)及纖維素含量差異Tab.1 Difference of osmotic regulator and cellulose content in five varieties of blueberry shoots

2.6 5個(gè)藍(lán)莓品種枝條含水量的差異

密斯梯品種枝條總含水量顯著高于另4 個(gè)品種，精華、藍(lán)豐和北陸之間差異不顯著但均顯著高于美登；密斯梯品種枝條自由水含量顯著高于另4個(gè)品種，藍(lán)豐和精華2 個(gè)品種顯著高于美登和北陸，美登、北陸間差異未達(dá)顯著水平；北陸、藍(lán)豐和精華束縛水含量顯著高于美登和密斯梯，美登顯著高于密斯梯；密斯梯自由水含量∕總含水量顯著高于另外4 個(gè)品種，4 個(gè)品種之間差異未達(dá)顯著水平；密斯梯束縛水含量∕總含水量顯著低于另外4 個(gè)品種，4個(gè)品種之間差異未達(dá)顯著水平（圖6）。

圖6 5個(gè)藍(lán)莓品種枝條含水量的差異Fig.6 Difference of water content in five varieties of blueberry shoots

2.7 藍(lán)莓抗寒性的綜合分析

對(duì)美登、北陸、藍(lán)豐、密斯梯和精華5 個(gè)藍(lán)莓品種的18 個(gè)抗寒生理指標(biāo)進(jìn)行主成分分析。前3 個(gè)主成分方差累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)97.632%（表2）。表明這3個(gè)主成分可以反映絕大部分原始信息，因此，可以用這3個(gè)主成分對(duì)5 個(gè)藍(lán)莓品種的抗寒性進(jìn)行綜合分析。

表2 不同低溫處理藍(lán)莓抗逆生理指標(biāo)的特征值及方差貢獻(xiàn)率Tab.2 Eigenvalues and variance contribution rates of physiological indexes of stress resistance for blueberry under different low temperature

表3 主成分在各抗逆指標(biāo)上的載荷矩陣Tab.3 The loading matrix of principle components on each resistance index

前3個(gè)主成分的各指標(biāo)在藍(lán)莓抗寒能力中所起的作用有所不同。第1 主成分的特征值為13.988，方差貢獻(xiàn)率為77.710%，SOD 活性、相對(duì)電導(dǎo)率和MDA、游離脯氨酸、可溶性蛋白、淀粉、纖維素、還原糖、可溶性總糖、果糖、葡萄糖、蔗糖、總含水量、自由水含量以及自由水含量∕總含水量、束縛水含量∕總含水量載荷值較大，其中MDA含量、相對(duì)電導(dǎo)率、總含水量、自由水含量和自由水含量∕總含水量為負(fù)向，其余為正向。若選擇載荷值絕對(duì)值為0.95 以上，則相對(duì)電導(dǎo)率和MDA、可溶性蛋白、還原糖、可溶性總糖、果糖、自由水含量可以作為第1主成分的代表特征向量；第2 主成分的特征值為2.349，方差貢獻(xiàn)率為13.051%，POD 活性、束縛水含量載荷值較大，POD 活性為正向，束縛水含量為負(fù)向，載荷值在0.78 以上；第3 主成分的特征值為1.237，方差貢獻(xiàn)率為6.871%，具有較大載荷值的指標(biāo)為淀粉和纖維素含量，載荷值在0.40以上（表2—3）。

對(duì)18個(gè)抗寒生理指標(biāo)進(jìn)行降維處理，使數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化并保留3 個(gè)主成分，用f1、f2 和f3 分別代表前3個(gè)主成分，Zx1—Zx18 分別代表MDA 含量等18 個(gè)指標(biāo)消除量綱得到標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)，利用主成分的特征值和因子載荷計(jì)算各綜合指標(biāo)系數(shù)，得到3 個(gè)主成分分值的表達(dá)式，如下：

主成分值1：f1=-0.26×Zx1+0.15×Zx2+0.24×Zx3-0.26×Zx4+0.21×Zx5+0.26×Zx6+0.22×Zx7+0.2×Zx8+0.26×Zx9+0.27×Zx10+0.26×Zx11+0.23×Zx12+0.25×Zx13-0.25×Zx14-0.25×Zx15+0.14×Zx16-0.24×Zx17+0.24×Zx18；

主成分值2：f2=0.08×Zx1+0.51×Zx2+0.02×Zx3-0.07×Zx4+0.41×Zx5+0×Zx6-0.06×Zx7+0.14×Zx8-0.07×Zx9-0.02×Zx10-0.01×Zx11-0.18×Zx12+0.16×Zx13-0.13×Zx14+0.11×Zx15-0.54×Zx16+0.24×Zx17-0.24×Zx18；

主成分值3：f3=0.19×Zx1-0.27×Zx2+0.13×Zx3-0.06×Zx4-0.09×Zx5-0.15×Zx6+0.38×Zx7+0.56×Zx8+0.17×Zx9+0.07×Zx10+0.12×Zx11+0.33×Zx12-0.12×Zx13+0.24×Zx14+0.23×Zx15-0.14×Zx16+0.21×Zx17-0.21×Zx18。

以所選取的第1—3 主成分的特征值和主成分值構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)模型：F=（13.988×f1+2.349×f2+1.237×f3）∕（13.988+2.349+1.237），其中，F(xiàn) 為綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。計(jì)算得出5個(gè)品種不同低溫處理的綜合評(píng)價(jià)值F，根據(jù)F 值的大小判斷抗寒性強(qiáng)弱，得分值越高則抗寒性越強(qiáng)（表4）。

表4 藍(lán)莓不同低溫處理下綜合評(píng)價(jià)變量及F值Tab.4 The evaluation variables and F value of blueberry under different low temperature

5 個(gè)品種f1 由高到低依次為北陸、美登、藍(lán)豐、精華和密斯梯，f2 由高到低依次為美登、密斯梯、北陸、藍(lán)豐和精華，f3 由高到低依次為北陸、密斯梯、藍(lán)豐、美登和精華；綜合評(píng)價(jià)F值由高到低依次為美登、北陸、藍(lán)豐、精華和密斯梯。由此可見，5個(gè)藍(lán)莓品種的抗寒性由強(qiáng)到弱依次為美登＞北陸＞藍(lán)豐＞精華＞密斯梯（表4）。

3 結(jié)論與討論

3.1 不同藍(lán)莓品種低溫處理下質(zhì)膜透性間的差異

在低溫處理過程中，活性氧自由基積累，電解質(zhì)外滲，MDA 大量積累，造成細(xì)胞膜系統(tǒng)的損傷[16-17]。本研究發(fā)現(xiàn)，在試驗(yàn)低溫范圍內(nèi)，5 個(gè)品種枝條相對(duì)電導(dǎo)率和MDA 含量隨處理溫度的降低而呈逐漸升高的趨勢(shì)。密斯梯和精華相對(duì)電導(dǎo)率和MDA 含量明顯升高，美登、北陸和藍(lán)豐相對(duì)電導(dǎo)率和MDA 含量升高的速度相對(duì)平緩，說明美登、北陸和藍(lán)豐3個(gè)品種細(xì)胞膜系統(tǒng)受害程度低于密斯梯和精華。

3.2 不同藍(lán)莓品種低溫處理下保護(hù)酶活性間的差異

植物體內(nèi)酶活性的變化能夠反映植物在低溫處理后受傷的程度，POD 和SOD 是植物體內(nèi)重要的保護(hù)酶，與抗寒性有著密切的關(guān)系[18-19]。劉興祿等[20]研究發(fā)現(xiàn)，5 個(gè)蘋果砧木枝條的POD 和SOD 活性隨著溫度的降低呈先升后降的規(guī)律，抗寒性較強(qiáng)的品種受低溫處理時(shí)酶活性增加幅度大。本研究發(fā)現(xiàn)，在試驗(yàn)低溫范圍內(nèi)，5 個(gè)品種枝條POD、SOD 活性隨處理溫度降低呈單峰變化趨勢(shì)，說明輕度低溫處理下，參試品種通過提高酶活性來減輕低溫處理的傷害。隨著脅迫程度的增加，活性氧積累超過保護(hù)酶系統(tǒng)的清除能力，進(jìn)而對(duì)抗氧化酶系統(tǒng)造成傷害導(dǎo)致其活性下降。密斯梯枝條酶活性的變化較另4個(gè)品種更為平穩(wěn)，美登枝條酶活性的變化較另4 個(gè)品種更為迅速，且活性較高，可以快速清除超氧陰離子自由基和過氧化氫等活性氧，進(jìn)而來維持細(xì)胞的穩(wěn)定。

3.3 不同藍(lán)莓品種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)及纖維素含量間的差異

滲透調(diào)節(jié)作用是植物抵御逆境的重要生理機(jī)制，植物通過合成和積累脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)提高細(xì)胞的滲透濃度，降低水勢(shì)，增強(qiáng)植株的保水能力，從而提高抗寒性[21-22]。本研究發(fā)現(xiàn)，美登、北陸和藍(lán)豐3個(gè)品種具有較高的可溶性總糖、還原糖、葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、纖維素和可溶性蛋白含量，當(dāng)受到低溫處理時(shí)，其體內(nèi)較高的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量促使細(xì)胞滲透勢(shì)下降，加強(qiáng)細(xì)胞吸水和保水能力，保證原生質(zhì)不會(huì)脫水凝固，進(jìn)而增強(qiáng)樹體對(duì)低溫的抗性。

3.4 不同藍(lán)莓品種組織含水量間的差異

植物在遭受低溫處理時(shí)，組織發(fā)生結(jié)冰，造成細(xì)胞死亡，因此，避免細(xì)胞內(nèi)結(jié)冰是植物抗寒性的重要機(jī)制，植物的抗寒能力與體內(nèi)的水分變化息息相關(guān)。束縛水有助于保持原生質(zhì)膠體及大分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，有利于植物抗寒性的增強(qiáng)[23-24]，自由水占總含水量百分比越大則代謝越旺盛，抗性降低[25]。抗寒性強(qiáng)的桃品種可大幅提高束縛水與自由水比值以應(yīng)對(duì)低溫脅迫[26]。番茄能通過降低自由水含量、增加束縛水含量來降低自身代謝活性，減輕低溫傷害[27]。美登由于具有較低的總含水量、自由水含量和自由水含量∕總含水量進(jìn)而增強(qiáng)樹體的抗寒性。而密斯梯由于具有較高的總含水量、自由水含量和自由水含量∕總含水量以及較低的束縛水含量∕總含水量，樹體的抗寒性較差。

3.5 主成分分析綜合評(píng)價(jià)抗寒性

果樹的抗寒性是受多種因素共同影響的復(fù)雜生理生化過程，使用單一指標(biāo)評(píng)價(jià)樣本抗寒性時(shí)，難以全面客觀地反映植物抗寒性的強(qiáng)弱，所以應(yīng)進(jìn)行抗寒性的綜合評(píng)價(jià)[26，28-29]。主成分分析是一種可以綜合多個(gè)指標(biāo)的貢獻(xiàn)值來判斷抗寒性的綜合評(píng)價(jià)方法，能夠可靠地反映植物的抗寒性[30]。因此，在本研究中運(yùn)用主成分分析的方法結(jié)合18 個(gè)指標(biāo)對(duì)5 個(gè)不同類型的藍(lán)莓品種進(jìn)行抗寒性的綜合評(píng)價(jià)。可以將相對(duì)電導(dǎo)率，MDA、可溶性蛋白、還原糖、可溶性總糖、果糖、自由水、束縛水含量和POD 活性作為評(píng)價(jià)藍(lán)莓品種抗寒性強(qiáng)弱的指標(biāo)。通過綜合分析可確定供試5個(gè)藍(lán)莓品種的抗寒性由強(qiáng)到弱依次為美登、北陸、藍(lán)豐、精華和密斯梯。

綜上所述，可以將相對(duì)電導(dǎo)率，MDA、蛋白質(zhì)、還原糖、可溶性總糖、果糖、自由水、束縛水含量和POD 活性作為評(píng)價(jià)藍(lán)莓品種抗寒性強(qiáng)弱的指標(biāo)。綜合分析可確定供試5個(gè)藍(lán)莓品種的抗寒性由強(qiáng)到弱依次為美登、北陸、藍(lán)豐、精華和密斯梯。美登抗寒性較強(qiáng)的原因是具有較高的POD 和SOD 活性，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量以及較低的總含水量、自由水含量和自由水含量∕總含水量。