山西梨部分栽培品种抗寒性研究初报

2011-06-22郭黄萍郝国伟张晓伟

山西农业科学 2011年10期

关键词：香梨抗寒性脯氨酸

郭黄萍，杨盛，郝国伟，张晓伟，王璐

（山西省农业科学院果树研究所，山西太谷 030815）

华北地区冬季寒冷，果树易发生冻害，冻害是限制果树生长发育的主要因素之一，冻害轻则造成果实产量下降、品质变劣，重则造成植株死亡，带来巨大经济损失，同时给梨产业的发展带来巨大的障碍。因此，在寒冷地区的果树生产中，抗寒性鉴定是一项重要任务。

本研究通过对山西栽培的7个梨品种抗寒性进行研究，旨在为现有品种栽培区域的划定、杂交育种中抗寒性强亲本的选择、推广抗寒性新品种以及制订合理的栽培管理方法，避免或减轻冻害，推动山西省梨业科学、健康、快速发展，提供一定的参考依据[1-11]。

1 材料和方法

1.1 材料

供试梨品种为山西省农业科学院果树研究所常规管理下10～15 a生的玉露香梨、雪花梨、库尔勒香梨、玉酥梨、晋酥梨、晋蜜梨、苹果梨。2011年1月中旬选用粗细均匀一致的1 a生枝条作为试材。

1.2 方法

1.2.1 人工模拟冷冻试验每个品种设5个温度处理：室温（CK），-10，-20，-30，-40 ℃。

1.2.2 可溶性糖含量的测定用蒽酮法测定可溶性糖的含量。

1.2.3 脯氨酸含量的测定用酸性茚三酮染色法测定脯氨酸的含量。

2 结果与分析

2.1 不同低温处理下梨树枝条膜透性的变化

对低温处理后的枝条进行电导度测定，按电导率公式进行计算，所得结果如表1所示。

从表1可以看出，各品种的相对电导率均随着温度的降低而增加，但增加的幅度并不均匀，处理温度在-10～-20℃之间时，玉露香梨、晋蜜梨的电导率略有下降，这与高爱农等[11]在苹果上的试验结果相同，可能是这些品种在初遇低温时的一种自我保护反应。当降温至-20℃时，雪花梨、晋酥梨、苹果梨的相对电导率均增至60%以上；降温至-30℃时，7个梨品种的相对电导率均增至60%以上；继续降温至-40℃时，库尔勒香梨、雪花梨的相对电导率猛增至80%以上，此时细胞质膜透性遭到了严重破坏，使得电解质大量外渗。

表1 不同低温条件下梨树枝条的相对电导率 %

进一步以枝条的相对电导率为依据，按伤害率公式进行计算，结果列于表2。

表2 不同低温条件下梨树枝条的伤害率 %

从表2可以看出，随着处理温度的降低，各品种的伤害率随之增加，其中，玉露香梨、玉酥梨、晋蜜梨在-10℃时伤害率均低于15%；40℃时，除晋蜜梨外，各品种伤害率均增到40%以上。对以上结果进行回归分析，所得结果列于表3。从表3可以看出，伤害率与温度变化呈线性负相关，即回归系数b值愈大，其伤害率愈低，品种的抗寒性愈强。因此，梨品种抗寒性由强到弱的顺序为：苹果梨＞晋酥梨＞晋蜜梨＞玉露香梨＞雪花梨＞玉酥梨＞库尔勒香梨。这与陈长兰等[12-13]报道的结果基本一致，但与实际生产还存在一定的差异。原因可能是由于电解质渗出率受到供试材料的树龄、样品的切取厚度等因素的影响。

表3 不同低温处理梨品种回归方程及抗寒性

2.2 不同低温处理下梨品种枝条各生理指标的变化规律

2.2.1 可溶性糖含量变化可溶性糖是寒冷条件下细胞内的保护物质，其含量与植物的抗寒性之间呈正相关关系。可溶性糖的积累可为树体的早期生长提供营养，促进脱落酸的积累，间接诱导蛋白质合成，增强树体抗寒性。

由图1可知，不同梨树枝条内可溶性糖含量均在原有基础上随着外界温度的降低呈规律性变化，即从-10℃到-40℃逐渐增加，到-40℃品种枝条内可溶性糖含量达到最高值。从整体来看，苹果梨的可溶性糖净增长量最大，说明在寒冷环境中枝条内部积累了大量的可溶性糖，抗寒性越强的品种，可溶性糖积累的越多，抵御不良环境的能力越强[14-16]。

2.2.2 游离脯氨酸含量变化由图2可知，不同梨品种枝条中脯氨酸含量均在原有基础上随着外界温度的降低而升高，但各品种间变化幅度存在一定的差异。从整体来看，抗寒性最强的苹果梨脯氨酸含量最高，但抗寒性较强的晋酥梨和玉露香梨脯氨酸含量较少。由此可见，脯氨酸含量与梨品种的抗寒性相关性较小。

3 结论与讨论

3.1 7个梨树品种的抗寒性

本试验测得7个梨品种抗寒性强弱顺序为：苹果梨＞晋酥梨＞晋蜜梨＞玉露香梨＞雪花梨＞玉酥梨＞库尔勒香梨，这与李俊才等[17]的研究结果基本一致，而与孙秉钧等[18]的研究结果相差较大。这可能与采样的时期有关，1月中旬树体已经过充分的低温锻炼，生命活动减弱，膜的稳定性增强，生长活动和细胞分裂停止，能较客观地反映出各品种的抗寒性。

3.2 关于可溶性糖与植物抗寒性的关系

有研究认为，可溶性糖的增加能减少细胞内结冰的机会，维持膜在低温下的正常功能，对原生质、偶联因子、冻敏感蛋白等起到保护作用；还可增大细胞的原生质浓度，使细胞质形成玻璃化状态，增强细胞液的流动性，从而起到抗脱水的作用，提高其抗寒性。

另有研究表明，可溶性糖在低温下的这种调节作用可能与植物的种类有关。刘祖琪等[19]在红薯的研究中发现，可溶性糖与其抗寒性无关。

为进一步研究可溶性糖含量与梨树抗寒性的关系，对休眠期间梨枝条的可溶性糖含量及其变化进行了研究，结果表明，抗寒性不同的梨品种可溶性糖含量随温度的降低而升高，枝条内的可溶性糖含量与电解质渗出率呈负相关。

3.3 关于游离脯氨酸与植物抗寒性的关系

目前有2种观点：一种观点认为，抗寒性与游离脯氨酸的累积之间呈正相关关系。游离脯氨酸作为细胞质的渗透调节物质，在对抗低温胁迫时起到平衡细胞代谢的作用，来保持细胞内环境的相对稳定，其含量的增加可以增强抗寒性。牛立新等报道，葡萄枝条中的脯氨酸含量随处理温度的降低呈明显增加趋势，抗寒性越强的品种增加的倍数越高，与杏抗寒性的研究结果一致[20]。另一观点认为，抗寒性与游离脯氨酸的累积无关。刘娥娥等[21]指出，同一胁迫条件下，耐寒性强的水稻品种脯氨酸积累得较少，而耐寒性弱的品种脯氨酸积累得较多，因而，脯氨酸的累积与抗寒性无关。

本试验研究结果表明，无论抗寒性强还是弱的梨品种，枝条内的游离脯氨酸含量均随温度的下降而增加，但脯氨酸的含量与抗寒性的相关性较小。这表明，脯氨酸的含量变化不仅受低温的影响，而且还受其他因素的制约[21-25]。

［1］房经贵，刘立攻，章镇，等.测定果梅枝条电导率的取样研究[J].江西农业学报，2009，21（3）：61-63.

［2］陈钰，郭爱华，姚延祷.自然降温条件下杏品种蛋白质、脯氨酸含量与抗寒性的关系 [J].山西农业科学，2007，35（6）：53-55.

［3］和红云，田丽萍，薛琳.植物抗寒性生理生化研究进展[J].天津农业科学，2007，13（2）：10-13.

［4］叶长秋.植物体内水分含量与植物抗寒能力相关性的研究[J].内蒙古农业科技，2010（2）：60.

［5］陈钰，郭爱华，姚延涛.杏枝芽内MDA含量和电导率值变化与抗寒性关系的研究[J].天津农业科学，2007，13（4）：4-6.

［6］张吉立，刘振平，毕海，等.冬季自然条件下4种彩叶植物抗寒生理研究[J].山西农业科学，2009，37（7）：44-47.

［7］牛立新，贺晋超.葡萄枝叶脯氨酸含量与其抗寒性关系探讨[J].北方园艺，1989（6）：16-17.

［8］贺晋超，牛立新.电导法测定果树抗寒性中确定适当计量单位的探讨[J].中国果树，1986（3）：45-47.

［9］王淑杰，王连君，王家民，等.果树抗性生理研究进展与鉴定方法[J].北方园艺，1998（5）：28-29.

［10］王丽雪，张福仁，李荣富，等.葡萄枝条中淀粉粒形态结构与抗寒力的关系[J].园艺学报，2000，27（2）：85-89.

［11］高爱农，姜淑荣，赵锡温，等.苹果品种抗寒性测定方法的研究[J].果树科学，2000，17（1）：17-21.