我国东北寒冷地区李种质资源抗寒力测定

林存学，杨晓华，刘海荣，刘滨，李锋，于泽源

（1.黑龙江省农业科学院牡丹江分院，黑龙江牡丹江157041；2.吉林省农业科学院果树研究所，吉林公主岭136100；3.东北农业大学园艺园林学院，哈尔滨150030）

我国东北寒冷地区李种质资源抗寒力测定

林存学1，杨晓华1，刘海荣1，刘滨1，李锋2，于泽源3*

（1.黑龙江省农业科学院牡丹江分院，黑龙江牡丹江157041；2.吉林省农业科学院果树研究所，吉林公主岭136100；3.东北农业大学园艺园林学院，哈尔滨150030）

应用电导率法测定34个李品种枝条在不同低温处理下相对电导率，拟合Logistic方程，计算各品种半致死温度。结果表明，随处理温度降低，枝条组织相对电导率呈“S”型曲线变化，供试李品种半致死温度范围为-26.19～-36.54℃，俄罗斯引进品种总体抗寒性较好，其次为地方资源品种，人工培育个别品种抗寒力相对较弱。抗寒力较强品种：龙园蜜李、俄2、俄13、秋甜李、巴彦大红袍、绥李3号；抗寒力较弱品种：矮甜李、吉林6号、大淡果、长李15、牡红甜李。

李；抗寒力；相对电导率；Logistic方程；半致死温度

林存学,杨晓华,刘海荣,等.我国东北寒冷地区李种质资源抗寒力测定[J].东北农业大学学报,2017,48(4):22-29.

Lin Cunxue,Yang Xiaohua,Liu Hairong,et al.Measurementof co ld to lerance in plum varielies o f cold region in northeast China conductivity method[J].Journal of NortheastAgricu lturalUniversity,2017,48(4):22-29.(in Chinese w ith English abstract)

李在我国东北部寒冷地区水果生产中占有重要地位。东北地区属温带大陆季风气候，冬季寒冷干燥，一月份气温达-30℃以下，黑龙江最北部甚至出现-52.3℃极端低温天气，周期性冬季冻害对李生产影响严重[1-2]。因此，栽培品种选择和资源抗寒能力鉴定评价在李生产中具有重要意义。

植物抗寒力评定方法较多，包括全株冰冻测试法、电解质渗出率法、叶绿素荧光法、电阻抗图谱法等[3-4]。电解质渗出率法为目前植物抗寒力鉴定中最常用方法之一[5-6]，可靠性较高。王娜等应用电导率法测定4种常绿阔叶树电导率，结合半致死温度评价其抗寒性顺序[7]。陆致成等对黑龙江省农业科学院浆果研究所李种质资源作田间调查，确定无冻害李品种（系）13个，轻、中度冻害李品种（系）48个[1]。杨红丽等应用电导率法及Lo⁃gistic方程测定新疆阿克苏地区6个杏李品种抗寒性，认为各品种电解质渗出率呈典型S型曲线，与低温呈显著负相关[8]。应用电导率法测定植物抗寒性广泛应用于杨桃[9]、葡萄[10]、核桃[11]等抗寒性测定。但电导率法系统测定东北寒地李种质资源抗寒性研究较少，本研究应用电导法测定东北寒冷地区34个李品种1年生休眠枝条在不同低温条件下电解质渗出率，评价不同李品种抗寒力，为李种质资源评价、抗寒鉴定、抗寒遗传育种研究等提供量化依据，为李区划分布、栽培品种选择、生产推广等提供技术支持。

1 材料和方法

1.1 材料

取自黑龙江省农业科学院牡丹江分院李资源圃，供试李品种按照来源分为地方资源品种、人工培育品种和国外引进品种。

地方资源品种：巴彦大红袍、牛心李；人工培育品种：牡红甜李、矮甜李、牡丰李、秋甜李、82-2-335、82-2-157、大淡果、龙园桃李、龙园蜜李、园艺所11-1、龙园秋李、早李、吉林6号、九台晚李、长李15、晚金玉、绥棱红、绥李3号；国外引进品种：俄2、俄8、俄9、俄11、俄12、俄13、俄14、俄15、俄16、俄17、俄18、俄黄李、AE李、红心李。各品种产区来源等见表1。

表1 李品种及来源Table 1 Plum variety and origin

续表

1.2 试验方法

1.2.1 样品采集与制备

每个品种选取生长健壮、长势一致，一年生休眠枝，采集枝条取中部分别剪成10 cm左右小段，每个供试品种各分成9份，将枝条两端剪口蜡封，蒸馏水冲洗干净，保鲜膜包裹，以防失水，备用。

1.2.2 冷冻处理

处理好枝条分别放入自封袋中，置于超低温冰箱内，降温冷冻处理。温度梯度分别设置为-5、-10、-15、-20、-25、-30、-35、-40℃，将室温设为对照温度。降温速度为5℃·h-1，将处理温度降至目的温度24 h后取出1份枝条室温下解冻12 h。

1.2.3 相对电导率测定

将处理枝条去除蜡封点，避开芽眼、节点，剪成1～2mm小段，称取0.5 g，放入50mL具塞三角瓶中，加入40mL去离子水。室温条件下震荡90min，电导率仪（DDS-11A型）测定各试管内溶液初始电导率值E1和空白电导值C1，然后封口于沸水浴中煮30min，组织死亡和电解质释放稳定后冷却静置6 h，测定其终电导率值E2和空白电导值C2。每个处理3次重复。

相对电导率REC(%)=(E1-C1)/(E2-C2)×100%

2 结果与分析

2.1 不同低温处理下各李品种相对电导率

不同低温处理下各李品种枝条相对电导率变化趋势见图1～3，降温初期（由室温降至-5℃），34个供试李品种相对电导率均出现不同程度下降，因为植物组织对低温产生防御反应，修复细胞膜[12]，适当低温锻炼可增强李枝条抗寒力。随着温度继续降低，34个供试品种相对电导率呈先缓慢后急剧升高，最后趋于平稳“S”型变化趋势。结果说明，随着温度降低，细胞膜损伤程度逐渐加重，膜透性增加，直到最后细胞死亡，电导率趋于平稳。

图1 不同低温处理下地方资源品种李枝条相对电导率Fig.1 Relativeelectricalconductivitiesof localplum resourcesunder different low temperature treatments

图2 不同低温处理下人工培育品种李枝条相对电导率Fig.2 Relativeelectricalconductivitiesofartificial cultivation plum under different low temperature treatments

图3 不同低温处理下引进品种李枝条相对电导率Fig.3 Relative electricalconductivitiesof introduced p lum under different low temperature treatments

随着温度降低，不同品种李枝条相对电导率差异显著（P＜0.05），树体抗寒力与相对电导率呈负相关。当温度由室温逐渐降至-40℃时，34个品种李枝条抗寒力表现（见表2）。

其中，俄罗斯引进品种抗寒力较好，因其引种地俄罗斯纬度高，冬季气温寒冷，品种抗寒力较强。以上结果除个别品种外，均与田间观察抗寒力排序一致。

2.2 低温处理下不同李品种Logistic方程建立及半致死温度确定

低温处理后，李枝条相对电导率与不同处理温度间呈“S”型变化，根据李枝条相对电导率拟合Logistic方程，确定不同李品种低温半致死温度，结果见表3。

表2 不同低温处理下34个品种李枝条的相对电导率Table2 Relativeelectricalconductivitiesof branchesof 34 p lum cu ltivarsunder different low temperature treatments

续表

表3 不同低温处理下34个品种李枝条Logistic回归方程和半致死温度Tab le3 Logistic regression equation and half-lethal temperaturesof 34 plum cu ltivarsunder different low temperature treatments

续表

由Logistic方程拟合结果可知，34个品种李枝条半致死温度（LT50）为-26.19～-36.54℃，相关系数R2为0.902～0.984，方差分析结果显著或极显著。说明Logistic方程拟合结果可靠，精确度较高。龙园蜜李半致死温度最低，为-36.54℃，牡红甜李半致死温度最高，为-26.19℃，说明龙园蜜李抗寒力最强，牡红甜李抗寒力最弱。

3 讨论与结论

抗寒力是植物在对低温环境长期适应中通过本身遗传变异和自然选择获得的抗寒能力[13]，抗寒力强品种在极端低温环境条件下，细胞损伤程度轻，反之，抗寒力差品种在低温环境中，细胞膜透性加大，甚至失去活性，损伤严重[14-15]。

植物受低温影响其细胞膜透性不同程度增大，电解质外渗，细胞浸提液电解质浓度增大，电导率值变大。本研究当温度降至-5℃时，34个供试品种相对电导率均呈下降趋势，随着温度降低，相对电导率呈先缓慢后急剧升高，当温度降至-35℃时，相对电导率变化趋于平稳。电导率变化趋于“S”型曲线，与任群红等[16]、刘慧民等[17]研究结果一致。但本研究中一些品种“S”型曲线不明显，即各处理温度间相对电导率值变化幅度不大，例如巴彦大红袍、俄2、绥李3号等。说明温度降低后，其细胞膜透性变化幅度不大，品种抗寒力较强，即相对电导率变化幅度小品种抗寒力强。抗寒力与相对电导率呈负相关。随着温度降低，不同品种李枝条的相对电导率差异显著。

根据李枝条相对电导率拟合Logistic方程，确定不同李品种的低温半致死温度，34个品种李枝条半致死温度（LT50）为-26.19～-36.54℃，抗寒力强龙园蜜李的半致死温度最低，为-36.54℃，抗寒力弱的牡红甜李的半致死温度最高，为-26.19℃。

多数试验李品种S曲线中具有急剧上升段，此时细胞膜完全破裂，电解质渗出，各品种半致死温度处于该区段，与刘霞[18]等、韩玲玲[19]等研究石榴和海棠半致死温度在S曲线上对应区段结果一致。因此也可根据相对电导率变化中急剧上升区段初步判断半致死温度。本文通过相对电导率和半致死温度指标评价供试34个李品种的抗寒力强弱，结果表明龙园蜜李、俄2、俄13、秋甜李、巴彦大红袍、绥李3号、AE李、九台晚李、82-2-335等品种抗寒力较强，俄罗斯品种大多具有较强抗寒力，矮甜李、吉林6号、大淡果、长李15、牡红甜李等品种抗寒力较弱。

从遗传学角度，父母本或其中之一为抗寒力强品种，其后代具有一定抗寒力，田景花等发现普通核桃与抗寒性较强核桃杂交后，获得品种抗寒性明显高于普通核桃子代[20]。本试验中82-2-335、龙园蜜李、龙园桃李抗寒力排序相对靠前，可能遗传其母本巴彦大红袍和横道河子大红李抗寒力强特性。另外，俄罗斯品种抗寒力整体较强，即高寒地区品种具有较高抗寒力。

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Measurement of cold tolerance in p lum varielies of cold region in northeast China conductivity method/LIN Cunxue1,YANG Xiaohua1,LIU Hairong1,LIU

Bin1,LIFeng2,YU Zeyuan3
(1.Mudan jiang b ranch o f Heilong jiang Academ y of Agricu ltural Sciences, Mudanjiang Heilongjiang 157041;2.Pomology Institute of Jilin Academy o f Agricultural Sciences, Gongzhuling Jilin 136100;3.Schoolof Horticulture and Landscape Architecture,Northeast Agricultura l University,Harbin 150030,China)

Determ ined the electrical conductivity of 34 plum varieties in different branches relative conductivity under low temperature,and fitted Logistic equation to calculate the lethal temperature of each species.The results showed that the relative electrical conductivities of branches of 34 p lum cultivars increased as a S-curves w ith the decrease o f tem perature,the sem i-letha l tem perature was-26.19℃ to-36.54℃,cold resistance of Russia introduced were the best,followed by local resource varieties,cold resistance of artificial breeding varieties were the poorest.The front of cold hardiness were Longyuanm ili, E2,E13,Qiutian li,Bayandahongpao,Suili3.Aitian li,Jilin6,Dadanguo,Chang li15,Muhongtian liwere in the back ofcold hardiness.

p lum;cold tolerance;relative electric conductivity;Logistic equation;sem i-lethal tem perature

S662.3

A

1005-9369（2017）04-0022-08

时间2017-4-24 6:19:49[URL]http://kns.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20170424.0619.008.html

2017-03-01

国家科技支撑计划（2013AD02B00）；黑龙江省果树工程技术研究中心（PG13B02）

林存学（1987-），男，研究实习员，硕士，研究方向为寒地果树育种、栽培。E-mail:nefu20061880@126.com

*通讯作者：于泽源，教授，博士生导师，研究方向为果树育种、栽培。E-mail:yzy@neau.edu.cn