3种番荔枝属植物对低温胁迫的生理响应及抗寒性评价

池敏杰，刘育梅

(厦门华侨亚热带植物引种园/厦门市植物引种检疫与植物源产物重点实验室，福建 厦门 361002)

番荔枝Annona squamosa属番荔枝科番荔枝属落叶小乔木，原产热带美洲，又称释迦果、洋菠萝、佛头果等，是世界五大热带水果之一[1]。番荔枝适合生长于深厚、肥沃、排水良好的沙壤土，喜光、喜温暖湿润气候，不耐寒，生长温度要求全年平均气温22 ℃以上，果实成熟期在6月至11月之间[2]。番荔枝因其果肉白嫩香甜、营养丰富、适应性强，成为我国热带地区重要的水果之一，具有较高的经济价值。

番荔枝引入我国有近 400年历史，关于其育种与栽培研究较多[3—10]。近年来，对于番荔枝的研究多集中于番荔枝中内脂、多糖等对人体有益，尤其是抗癌成分等方面[11—13]。由于我国特殊的地理位置，番荔枝在冬季容易受到寒流的侵袭，造成产量减少，经济损失严重。但是，目前对于番荔枝抗寒性的研究较少[14—15]。本研究对3种番荔枝属植物的抗寒性进行分析，旨在为番荔枝品种选育和利用提供理论基础。

1 材料与方法

圆滑番荔枝A.glabra和刺果番荔枝A.muricata实生苗，凤梨释迦A.×atemoya嫁接苗，均为厦门华侨亚热带植物引种园种植的2年生苗。每种挑选苗高40～60 cm、长势旺盛、无明显病虫害植株50株，待用。

于11月20日至12月5日期间，用人工气候箱对植株进行低温胁迫处理，处理温度梯度为15 ℃、10 ℃、5 ℃，并以自然状态下生长温度(20 ℃)为对照。每种处理选择5株苗木，在人工气候箱中处理10 d，常规栽培管理。

处理结束后，挑选新鲜成熟叶作为测试材料，每种苗木各处理均采集3个重复样品。采用蒽酮法测定可溶性总糖含量[16]；采用考马斯亮蓝法测定可溶性蛋白含量[16]；采用试剂盒法测定丙二醛(MDA)含量以及过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性，试剂盒货号分别是 MS1401、MS1502、MS1500，均购于上海索桥生物科技有限公司。

2 结果与分析

2.1 低温胁迫对POD活性的影响

低温状态下，植物的过氧化物酶会发生变化，植物抗寒能力的提高与过氧化物酶活性的变化相伴相随。不同低温胁迫下过氧化物酶活性与常温(20 ℃)下比较，结果显示，15 ℃时三种番荔枝POD活性均出现大幅降低。但随着胁迫温度的降低，三种番荔枝POD活性均出现上升趋势，其中圆滑番荔枝上升最为明显，其次是刺果番荔枝，凤梨释迦过氧化物酶上升最慢(表1，图1: A)。

2.2 低温胁迫对SOD活性的影响

与常温(20 ℃)处理比较，15 ℃时只有圆滑番荔枝SOD活性出现轻微升高，凤梨释迦和刺果番荔枝SOD活性都出现降低。至10 ℃时，凤梨释迦SOD活性降低60%左右，圆滑番荔枝降低30%左右，刺果番荔枝比15 ℃时反而轻微上升，但仍低于对照。5 ℃胁迫温度下，三种番荔枝SOD活性进一步降低，刺果番荔枝SOD活性降幅最小，其次是圆滑番荔枝，降幅最大的是凤梨释迦(表1，图1: B)。

2.3 低温胁迫对MDA含量的影响

低温胁迫环境下，三种番荔枝MDA含量均较常温(20 ℃)下出现了增长(表1)。15 ℃时，凤梨释迦增长最多，其次是圆滑番荔枝，最后是刺果番荔枝；10 ℃时MDA的增加幅度减小，但是含量最低的仍然是凤梨释迦，圆滑番荔枝和刺果番荔枝MDA值相当(图1: C)。5 ℃时，刺果番荔枝MDA含量突增至最高，圆滑番荔枝和凤梨释迦MDA含量相比10 ℃时只有小幅度提升，但低于15 ℃(表1)。

表1 低温胁迫对3种番荔枝属植物抗寒生理生化指标的影响Table 1 Effect of low temperature stress on physiological indexes of cold resistance to 3 species of Annona

2.4 低温胁迫对可溶性蛋白含量的影响

低温胁迫下，三种番荔枝可溶性蛋白含量均高于常温(20 ℃)(表1)。15 ℃时，三种番荔枝可溶性蛋白增长量都在20%以内；10 ℃和5 ℃时，刺果番荔枝的可溶性蛋白增长量明显高于圆滑番荔枝和凤梨释迦(图 1: D)。

2.5 低温胁迫对可溶性总糖的影响

低温胁迫下，3种番荔枝的可溶性总糖含量高于常温(20 ℃)对照。10 ℃和5 ℃时，刺果番荔枝的可溶性总糖含量增幅高于圆滑番荔枝和凤梨释迦，凤梨释迦在10 ℃时可溶性总糖含量增幅与圆滑番荔枝相近，但在5 ℃时增幅扩大(图1: E)。

图1 不同低温胁迫对3种番荔枝属植物生理指标的影响Fig.1 Effects of different low temperature stress on physiological indexes of 3 species of Annona

3 结论

植物遭受低温胁迫后会产生一定的抗逆保护作用，其生理生化指标会发生变化。3种番荔枝属植物的SOD活性、POD活性、MDA含量、可溶性总糖含量、可溶性蛋白含量5项指标在经受低温胁迫后皆发生变化[17—18]。

凤梨释迦、圆滑番荔枝、刺果番荔枝在进行人工低温胁迫后，其POD活性在15 ℃低温胁迫下均出现大幅下降，当低温胁迫达到5 ℃时，刺果番荔枝和圆滑番荔枝POD活性出现明显增加并高于常温水平，只有凤梨释迦POD活性仍然低于常温水平。3种番荔枝在三个低温梯度下的SOD活性接近或低于常温水平，5 ℃下刺果番荔枝SOD活性下降最少，圆滑番荔枝次之，凤梨释迦下降最多。3种番荔枝MDA含量在15 ℃时出现不同程度的增加，增加幅度依次为凤梨释迦＞圆滑番荔枝＞刺果番荔枝。在低温胁迫下，3种番荔枝可溶性蛋白增加情况为刺果番荔枝增量最大，圆滑番荔枝次之，凤梨释迦增加最少。可溶性总糖的增加情况也是刺果番荔枝增加最大，但其次为凤梨释迦，最低的是圆滑番荔枝。

SOD和POD是植物细胞膜的保护酶，酶活性越高，植物的抗逆性越强。MDA表示逆境胁迫对植物细胞膜的危害程度，MDA越低表示受损害越小。可溶性蛋白和可溶性总糖的含量与植物抗寒性成正比关系。因此，综合上述5项生理生化指标的测定结果，可以得出三种番荔枝的抗寒特性强弱顺序：刺果番荔枝＞圆滑番荔枝＞凤梨释迦。