电导法配合logistic方程测定平欧杂交榛抗寒性

李志军　马瑞峰　解 明　孙 俊　王道明

(辽宁省经济林研究所， 大连 116031)



电导法配合logistic方程测定平欧杂交榛抗寒性

李志军*马瑞峰解 明孙 俊王道明

(辽宁省经济林研究所， 大连 116031)

取7个不同品种的平欧杂交榛1年生枝条为试材，进行﹣20 ℃、﹣25 ℃、﹣30 ℃、﹣35 ℃和﹣40 ℃低温处理，用电导法配合logistic方程，确定半致死温度为﹣25. 69 ℃～﹣40. 37 ℃，并拟合logistic方程得出相关系数r分布范围在0. 881～0. 964之间，并和田间冻害级别进行相关性测定，得出两者之间的相关方程为y=0. 129 7x+6. 315 8，R2为0. 921 5。参试品种半致死温度高低顺序为达维>玉坠>辽榛3号>金铃>辽榛4号>84-237>辽榛8号。

平欧杂交榛； 电导法； logistic方程； 半致死温度

平欧杂交榛(Corylus heterophylla Fisch Corylus avellana L.),是辽宁省经济林研究所榛树研究人员经近30年的育种研究，以果实风味优良抗寒性强的平榛(C.heterophylla Fisch.)为母本，以果实外观优美出仁率高的欧洲榛(C.avellana L.)为父本，远缘杂交培育出的种间杂交种的总称。为此，探讨平欧杂交榛在不同低温胁迫下的生命活动规律，为早期鉴定、选择与利用相关种质资源提供依据，同时对调控和改善栽培技术及栽培环境，减少生产损失、加快良种繁育和合理推广具有重要意义。

为了鉴定不同品种平欧杂交榛的抗寒能力，取其1a生枝条为试材，进行-20 ℃、-25 ℃、-30 ℃、-35 ℃、-40 ℃低温处理，用电导法配合logistic方程，求得各品种的低温半致死温度(即拐点)的高低顺序，鉴定出各品种的抗寒力。同时与自然气候条件下田间冻害发生级别比较，并进行两者相关性分析，验证结果的准确性。

1　材料与方法

1.1实验材料

试材来源于辽宁省经济林研究所抚顺顺城榛树试验区。在榛树休眠时期随机选取树龄相同，树势相近，枝长一致的 1 a 生枝顶部长约30 cm的枝条(去除两端)两端蜡封进行低温冷冻处理。冷冻采用高低温交变温湿试验箱, 控温精度±1 ℃。同时在冬末早春气温剧烈升高土壤尚未解冻时期对田间1年生枝条进行冻害调查的方法，以验证其准确性。

1.2实验方法

1.2.1冷冻处理

将采集的枝条依次用自来水、蒸馏水和重蒸馏水冲洗干净后，每品种枝条分成 7 组，每组 10条，留下其中 1 组，在室温下测定其电导率作为对照(CK)。其余6组放入高低温交变温湿试验箱中，分别做降温处理，参照其他果树试验设计和榛子自身生物学特性，将低温处理温度定为-20 ℃、-25 ℃、-30 ℃、-35 ℃、-40 ℃, 冷冻时温度下降幅度和解冻时的温度回升幅度都为 4 ℃/h，冷冻到达所处理的温度后，处理温度维持时间为 12 h，然后解冻。

1.2.2电导率测定

取冷冻枝条中间部分切成0. 2 cm的小段，避开芽眼，用去离子水冲洗干净，每处理分别称取 5 g，放入100 ml的三角瓶中，加入 40 ml重蒸馏水，抽气1 h，在室温下浸提10 h，摇匀后用电导仪(上海雷磁仪器厂数字电导仪(008-6200)测初电导率(R)，以代表低温处理的电解质渗出量。再将其放入蒸锅中蒸 30 min 后，同样在室温下浸提 10 h，测得枝条杀死后电导率(R0)，以代表处理材料的原生质膜全部破坏后所渗出的电解质的总量。相对电导率(%)=初电导率/终电导率×100%。重复3次。

1.2.3田间越冬性调查

榛子越冬性受害级别及标准:

0级：未受害，1年生枝、芽完好率98%以上。

1级：轻微受害，1年生枝抽干20%以下，芽开放80%以下，多年生枝正常。

2级：中等受害，1年生枝抽干20%～40%以下，芽开放60%以上，多年生枝正常。

3级：受害严重，1年生枝抽干40%～60%以下，芽开放20%～60%，多年生枝抽干20%以下。

4级：受害严重，1年生枝抽干80%以上，芽开放20%以下，多年生枝抽干50%以上。

每品种选取栽培管理方式基本相同，树龄相同，树势相近10株苗调查冻害级别。

1.2.5数据处理

根据唐士勇“logistic方程在果树半致死温度测定中的应用”进行logistic方程相关参数及半致死温度的计算[1]。用SPSS软件分析相关系数, 确定显著水平。

2　结果与分析

2.1不同处理温度下平欧杂交榛细胞伤害率的变化

自Dexter 1930年提出按电解质透出百分率的大小作为表征植物组织细胞伤害率的方法以来，目前仍是人们测定植物抗寒性的较为简便、快速、灵敏的方法[2]。从图1中看出，所有供试品种随着处理温度的降低，电解质渗出率增加。其中达维、辽榛3号、84-237和辽榛8号的电解质渗出率变化曲线呈S型。温度从-20 ℃降至-25 ℃时，供试品种电解质渗出率快速增加，说明这一温度段供试平欧杂交榛品种组织比较脆弱，膜透性增加，细胞电解质渗出率大量外渗，细胞容易受到伤害。当温度从-25 ℃降至-30 ℃时，细胞电解质渗出率增速变缓，表明在受到一定温度的低温刺激下，植物自身对外界低温有一定的保护功能，玉坠在此温度段内电解质渗出率还有一定程度的下降。当温度降低到-30 ℃后，电解质渗出率变化趋势变缓，表明受到低温伤害的程度增大。在相同的-40 ℃低温处理下，玉坠、达维、金铃和辽榛3号的电解质渗出率较辽榛4号、辽榛8号和84-237低，细胞的抗寒力与电解质外渗率呈负相关,说明此时玉坠、达维、金铃和辽榛3号膜损伤能力较辽榛4号、辽榛8号和84-237轻，相应抗寒性较强。表明不同的品种间膜的结构和理化性质可能存在不同。

图1　不同低温处理平欧杂交榛细胞伤害率的变化

2.2不同品种平欧杂交榛半致死温度的比较

在果树抗寒性的研究中，准确的界定半致死温度对不同品种在理论研究和生产实践中都有重要的意义。从80年代起，国内科研工作者在利用不同冷冻温度下组织电导率的变化结合logistic方程获得的半致死温度的结果较为满意[3-5]。从表1中看出，本实验中通过选取7个品种的平欧杂交榛，在5个不同低温处理下，得到了相应品种的半致死温度，其中达维、金铃、玉坠和辽榛3号的半致死温度分布在-30 ℃至-40 ℃之间，辽榛4号、辽榛8号和84-237的半致死温度分布在-25 ℃左右。通过拟合7个不同品种的logistic方程得出相关系数r分布范围在0. 881～0. 964之间，取得的半致死温度的结果有一定的准确度。

表1　不同品种的平欧杂交榛半致死温度

2.3不同品种平欧杂交榛半致死温度与田间冻害级别相关分析

抚顺地区出现过-40. 5 ℃极端天气，经过近年来取得的田间7个品种的冻害级别数据，分析其冻害级别分布在1～3之间，将取得的半致死温度和田间冻害级别进行相关性测定，得出两者之间的相关方程为y=0. 129 7x+6. 315 8,R2为0. 921 5。表明本实验通过用电导法配logistic方程，求得各品种的低温半致死温度的结果具有一定的准确性，但因不同品种的抗寒性受多种因素的影响，半致死温度在鉴定品种抗寒性方面可以作为一个重要的参考依据。

表2　不同品种平欧杂交榛半致死温度与田间冻害级别

3　结论与讨论

大量研究证明, 低温发生时, 生物膜首先发生膜脂的物相变化, 膜的外形和厚度发生变化，膜上产生龟裂，导致膜透性增大，电解质大量外渗，外渗量反映了膜的伤害程度[6-7]。罗正荣等对柑橘抗寒力研究表明，细胞电解质外渗率配以 Logistic 方程,两者具有很好的拟合度[8]。

本试验利用高低温交变温湿试验箱人工控制低温的环境, 测定7个品种的平欧杂交榛离体枝条在休眠期的半致死温度。因自然界的冻害发生条件复杂多变，同时由于生长在自然界中的植株的抗寒性受多种因素的影响，所以室内测定单一指标不可能完全代表和反映出不同自然条件和不同离地条件下的抗冻害能力，但是本实验是在同一条件下进行的以室内不同低温处理下的电导率值配以Logistic 方程并结合田间冻害级别调查法进行的品种间单一指标的比较，所得出的结果可以作为评判品种抗寒性的重要指标。

本实验所有供试品种随着处理温度的降低，电解质渗出率增加。半致死温度为﹣25. 69 ℃～﹣40. 37 ℃，不同品种间抗寒力从高到低的顺序为达维、玉坠、辽榛3号、金铃、辽榛4号、84-237和辽榛8号。

[1]唐士勇.logistic方程在果树半致死温度测定中的应用[J].北方果树，1993(4):23-24.

[2]朱根海,刘祖棋,朱培仁.应用Logistic方程确定植物组织低温半致死温度的研究[J].南京农业大学学报,1986(3):11-16.

[3]王飞,李嘉瑞,陈登文.杏花与幼果的抗寒性研究[J].西北农业大学学报,1997,25(5):59-63.

[4]王洪春.植物抗逆性与生物膜结构功能研究进展[J].植物生理学通迅,1985:60-68.

[5]刘友良.植物抗冻性测定技术的原理和比较[J].植物生理学通讯,1985:40-43.

[6]陈辉,陈国权.电阻法在鉴定葡萄抗寒力中的应用[J].北方园艺,1992(1):31-34.

[7]Lyons J M. Chilling injury in plants[J].Annu Rev Plant Physio,1973(24):445-528.

[8]罗正荣,舒晓东,李春初,等.柑橘抗冻性鉴定技术规范研究[J].果树科学.1992,9(4):203-207.

Measurement of Cold Tolerance Based on REC and the Logistic Equation in Corylus heterophylla Fisch × Corylus avellana L.

Li Zhijun*Ma RuifengXie MingSun JunWang Daoming

(Economic Forestry Research Institute，Dalian， Liaoning 116031)

One year old branches of 7 Corylus heterophylla Fisch × Corylus avellana L cultivars were used to identify the cold hardiness with the low temperature treatments of ﹣20 ℃、﹣25 ℃、﹣30 ℃、﹣35 ℃and﹣40 ℃. The logistic equation between the electrolytic leakage and temperature was fitted with the correlation coefficient r was of 0. 881～0. 964. The analyze of the sigmoid curve indicated that the semi-lethal temperature was﹣25. 69 ℃～﹣40. 37 ℃. The semi-lethal temperature was correlated with the freeze injury grade under the natural condition, and the equation was y=0. 129 7x+6. 315 8 (R2=0. 921 5). The order of semi-lethal temperature was Da wei>Yuzhui>Liaozhen3>Jinling> Liaozhen4>84-237> Liaozhen8.

Corylus heterophylla Fisch × Corylus avellana L;electrolyte leakage; Logistic equation; semi-lethal temperature

2015-08-06

辽宁省农业领域青年科技创新人才培养计划项目(2014014)。

李志军(1986-)，男，在读博士，助理工程师，主要从事榛树研究。E-mail：jjllzjzz@163.com

�E-mail：jjllzjzz@163.com

1009-0568(2016)03-0007-04

S718.4

ADOI：10.3969/j.issn.1009-0568.2016.03.002