以电导法评价12个石榴品种的抗寒性

刘 霞 ，侯乐峰 ，郝兆祥 ，毕润霞，李昭慧，马 敏 ，张立华

（1.枣庄市石榴研究中心，山东 枣庄 277300；2.枣庄学院 枣庄市石榴工程技术研究中心，山东 枣庄 277160）

以电导法评价12个石榴品种的抗寒性

刘 霞1，侯乐峰1，郝兆祥1，毕润霞1，李昭慧1，马 敏1，张立华2

（1.枣庄市石榴研究中心，山东 枣庄 277300；2.枣庄学院 枣庄市石榴工程技术研究中心，山东 枣庄 277160）

冻害是目前石榴商业化生产中最重要的限制因子之一。为给抗寒石榴种质的挖掘与筛选、石榴抗寒机理的深入研究和抗寒石榴的栽培生产提供理论依据，使用电导法测定了12个石榴品种1年生休眠枝在不同低温处理下的相对电导率，并拟合Logistic方程，计算了其半致死温度。结果表明：随着处理温度的降低即低温胁迫的加强，枝条组织的相对电导率呈“S”型曲线增长，各处理温度下不同品种的相对电导率间有显著性差异；供试石榴品种的半致死温度范围为－7.59～－12.60 ℃；供试的12个石榴品种其抗寒性的强弱次序为：峄城三白甜＞峄城青皮岗榴＞临潼净皮甜＞宁津青皮酸＞峄城复瓣白＞宁津三白酸＞太行红＞峄城大青皮甜＞峄城青皮马牙甜＞峄城大红皮甜＞新疆和田甜＞突尼斯软籽。

石榴；电导率；抗寒性；半致死温度

石榴Punica granatumL.原产于伊朗、阿富汗等国，喜温畏寒，不能长期生存在低于－15 ℃的环境中[1]。近年来，我国气候异常，石榴冻害时有发生，给石榴生产带来了很大的损失，降低冻害损失是当前石榴生产中亟待解决的一个问题。目前，有关石榴抗寒性的研究报道较少[2-3]，特别是对石榴主产区、主栽品种抗寒性的研究报道更少。因此，测定不同石榴品种的抗寒性，筛选抗寒性石榴品种，对石榴产业发展具有重要的现实意义。

植物抗寒性的评定方法很多，电解质渗出率法是目前植物抗寒性鉴定中最常用的方法之一[4-6]。本研究用电导法测定了12个石榴品种1年生休眠枝条在不同低温条件下的电解质渗出率，评价了不同石榴品种的抗寒性，以期为抗寒石榴种质的挖掘与筛选、石榴抗寒机理的深入研究和抗寒石榴的栽培生产提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材 料

试验材料取自山东省枣庄市峄城区中国石榴种质资源圃。供试石榴品种为山东峄城的峄城三白甜、峄城青皮岗榴、峄城大红皮甜、峄城大青皮甜、峄城马牙甜、峄城复瓣白，宁津三白酸、宁津青皮酸；河北主栽品种太行红；陕西主栽品种临潼净皮甜；新疆主栽品种和田甜；还有国外石榴品种突尼斯软籽。供试12个石榴品种及其产区详见表1。于2014年2月22日随机选取栽培管理基本相同、粗细均匀一致的1年生休眠枝，迅速带回实验室处理。

表1 供试石榴品种及其产区Table 1 Cultivars and origins of the tested pomegranate

1.2 方 法

1.2.1 低温胁迫处理

将采集的枝条分别剪成10 cm左右的小段，每个供试品种各分成9份，将其中8份（每个处理温度1份）的两端蜡封，用保鲜膜包裹，置于高低温湿热试验箱（BAGW-100）内，进行梯度降温冷冻处理。温度梯度分别设置为－8、－10、－12、－14、－16、－18、－20、－24 ℃，将室温设为对照温度。降温速度为 2 ℃/h，将处理温度降至目的温度后维持24 h，然后取出1份枝条恢复至室温，对其余枝条仍继续进行降温处理。

1.2.2 相对电导率的测定方法

根据预实验结果，将处理好的枝条避开芽眼、节点，剪成5 mm的小段，称取0.5 g，放入25 mL的具塞试管中，加入15 mL去离子水。放入震荡仪中，在25 ℃条件下震荡90 min，用电导率仪（上海雷磁DDSJ-308F型）测定各试管内溶液的初始电导率值，然后封口于沸水中煮20 min，冷却至室温后测定其终电导率值。每个处理3次重复。

相对电导率(%)＝初电导率/终电导率×100。

1.2.3 拐点温度的计算方法

参照王文举等人[7]的计算方法，将各处理温度下的相对电导率（y）和各处理温度（x）的关系用Logistic方程y＝k/(1＋ae－bx) （e为自然对数）进行拟合。当拟合度（R）显著时计算拐点温度（即半致死温度LT50）。通过拟合求出k、a、b各参数的值，然后计算拐点温度，计算公式如下：

采用Execl（2003）和SPSS（16.0）软件进行数据处理与分析。

2 结果与分析

2.1 低温胁迫下不同石榴品种的电导率

不同低温处理下各石榴品种枝条相对电导率的变化趋势如图1所示。随着处理温度的降低，12个供试品种的相对电导率呈现出先缓慢升高，随着温度的继续下降其相对电导率陡增，然后再缓慢上升，渐渐趋于平稳的“S”型变化曲线。这一测定结果说明，随着温度的降低，细胞膜的损伤程度加重，其膜透性增加，直到最后细胞死亡，电导率趋于平稳。

图1 低温处理下12个品种石榴枝条的相对电导率Fig. 1 Relative electrical conductivities of branches of 12 pomegranate cultivars under low temperature treatments

在各处理温度下12个品种的相对电导率间存在显著性差异（见表2）。其中，突尼斯软籽品种在各处理温度下的相对电导率均高于其他品种，突尼斯软籽在未经低温处理时的相对电导率为42.3%，其电导率在－8 ℃时为43.5%，从－10 ℃降至－18 ℃，其电导率自47.7%陡增至78%。峄城三白甜在各处理温度下的相对电导率则较其他品种低。未经低温处理时峄城三白甜的相对电导率为30.1%，从－10 ℃至－20 ℃，其电导率从32.3%增至60.0%，至－24 ℃时缓增至61.0%。其余各品种其相对电导率间的差异不大。

表2 不同品种石榴枝条在不同处理温度下的相对电导率†Table 2 Relative electric conductivities of branches of different pomegranate cultivars at different treating temperatures

2.2 不同品种石榴的半致死温度

在经过一系列的低温处理后，石榴枝条组织的相对电导率与不同处理温度间呈明显的“S”型相关变化曲线。用Logistic方程拟合，12个供试石榴品种均达到极显著水平（R＝0.9154～0.981 8，R0.017＝0.797 7），说明在不同低温处理下各供试品种的相对电导率遵循Logistic方程的变化规律，与半致死温度呈线性关系，拟合结果可靠，精确度高。在供试的12个品种中，半致死温度最低的为峄城三白甜（－12.6 ℃），其后是峄城青皮岗榴（－10.9 ℃）、临潼净皮甜（－10.5 ℃）、宁津青皮酸（－10.4 ℃）、峄城复瓣白（－10.4 ℃）；较高的有宁津三白酸（－9.87 ℃）、太行红（－9.74 ℃）、峄城大青皮甜（－9.18 ℃）、峄城青皮马牙甜（－9.10 ℃）、峄城大红皮甜（－9.06 ℃）；最高的是新疆和田甜（－8.08 ℃）和突尼斯软籽（－7.59 ℃）。半致死温度最低的峄城三白甜其半致死温度比突尼斯软籽的低5.01 ℃。

3 结论与讨论

3.1 处理温度与石榴1年生休眠枝组织细胞膜透性的关系

植物受低温影响后其细胞膜透性会不同程度地增大，电解质外渗，胞间物质浓度增大，植物细胞浸取液的电解质浓度增大，使得电导率值变大。本试验结果表明，随着处理温度的降低各石榴品种的相对电导率增加（见表2），说明随着温度降低石榴枝条组织细胞膜透性不断增加，各处理温度的相对电导率均呈明显的“S”型曲线变化（如图1），这与宋尚伟等人[8]、杨雪梅等人[4]的研究结果吻合。高志红等人[9]也认为，植物组织遭受低温伤害时，其膜透性增加，且温度不同遭受伤害的程度也不同，膜透性的变化也不一样，轻度伤害后膜的透性尚可恢复。因此，膜伤害存在一个临界温度。膜透性可逆与否取决于所受低温与临界温度的关系，即高于这个温度时，膜透性的破坏是可逆或半可逆的，反之，则不可逆。本研究中将各处理温度下的相对电导率和处理温度用Logistic方程进行拟合，计算出了各供试品种石榴的临界温度即半致死温度，可为果农在石榴生产过程中防寒防冻提供理论依据。

3.2 石榴的抗寒性与其品种的关系

抗寒性是植物在对低温环境的长期适应中通过本身的遗传变异和自然选择而获得的一种抗寒能力。不同石榴品种的抗寒性可能不同，抗寒性较强的品种其细胞受害程度轻；反之，抗寒性差的品种其膜透性增加得大，不能恢复正常[10]，受害较重。半致死温度的高低与抗寒力的强弱之间呈负相关性，即半致死温度越低其抗寒力越强，半致死温度越高其抗寒力越弱。

表3 12个品种石榴枝条在低温处理下相对电导率的回归方程及其低温半致死温度†Table 3 Regression equation of relative electrical conductivities and half-lethal temperatures of 12 pomegranate cultivars under low temperature treatments

12个供试石榴品种的半致死温度不同，说明其抗寒性有差异。在12个供试石榴品种中，半致死温度最低的为峄城三白甜石榴（－12.6 ℃），其抗寒性最强；半致死温度最高的为突尼斯软籽石榴（－7.59 ℃），其抗寒性最弱，这与宋尚伟等人[8]的研究结果吻合；其余品种的半致死温度为－10.40～－8.08 ℃，其抗寒性介于峄城三白甜和突尼斯软籽石榴之间。从理论上讲，新疆和田甜应属于抗寒性强的品种，但文中的研究结果显示，其半致死温度为－8.8 ℃，说明其属于抗寒性弱的品种，这可能与其在新疆长期匍匐栽植、整株埋土越冬的栽培方式有关[11]。虽然试验中各品种的半致死温度相差不是很大，但在冬天实际的低温环境下，半致死温度低的品种其生长表现明显优于半致死温度高的其他石榴品种，因此，对抗寒机制的深入研究将有助于解决实际种植中石榴不耐寒的问题。

本试验材料为离体枝条，加之影响植物抗寒性的因素较多，因此在现实环境中低温变化对石榴抗寒性的影响问题还有待进一步的研究。尽管如此，本研究从测定的12个供试品种石榴枝条组织在不同低温胁迫下的相对电导率入手，求出其半致死温度，确定了其寒害的临界温度，这为今后研究石榴抗寒性弱的分子机理，寻找提高石榴耐寒性的新途径提供了理论依据。

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Evaluation of cold resistances of 12Punica granatumcultivars by conductivity method

LIU Xia1, HOU Le-feng1, HAO Zhao-xiang1, BI Run-xia1, LI Zhao-hui1, MA Min1, ZHANG Li-hua2
(1.Zaozhuang Pomegranate Research Center, Zaozhuang 277300, Shandong, China; 2. Pomegranate Engineering Technology Research Center of Zaozhuang City, Zhaozhuang University, Zaozhuang 277160, Shandong, China)

Freezing injury was one of the most important limiting factors in commercial production of pomegranate. In order to provide a theoretical basis for digging and screening of pomegranate germplasm with cold resistance, intensive study of cold resistance mechanism of pomegranate, and cultivation and production of pomegranate with cold resistance,taking annual dormant branches in 12 pomegranate cultivars as materials, the relative electrical conductivities were determined at different low-temperatures, and half-lethal temperature were calculated by using logistic equation. The results showed that relative electrical conductivities of branch tissues were increased like “S” curve with treating temperature decreased, and relative electrical conductivities of different cultivars had significant differences at each treating temperature. The half-lethal temperatures of the cultivars were from － 7.59 ℃ to － 12.6 ℃ . The order of the 12 cultivars based cold resistance from high to low were Yicheng Sanbaitian, Yicheng Qingpigangliu, Lintong Jingpitian, Ningjin Qingpisuang, Yicheng Fubanbai, Ningjin Sanbaisuan, Taihanghong, Yicheng Daqingpitian, Yicheng Qingpimayatian, Yicheng Dahongpitian, Xingjiang Hetiantian, Tunisia Ruanzi.

Punica granatum; electrical conductivity; cold resistance; half-lethal temperature

10.14067/j.cnki.1003-8981.2015.03.028 http: //qks.csuft.edu.cn

2014-07-24

国家公益行业专项“特色小浆果良种选育及产业化技术开发与示范”（201204402）；国家林木种苗工程项目“枣庄市峄城区中国石榴种质资源圃建设”（〔2012〕1888号）；山东省农业良种工程计划项目（鲁科字〔2014〕96号）。

刘 霞，硕士。

侯乐峰，研究员。E-mail：houlefeng@126.com

刘 霞,侯乐峰,郝兆祥,等.以电导法评价12个石榴品种的抗寒性[J].经济林研究,2015,33(3):150－153.

S665.4

A

1003—8981(2015)03—0150—04

[本文编校：伍敏涛]