5个苹果矮化砧木抗寒性研究

何平 李林光 王海波 常源升

摘要：本研究以M26、M9T337、71-3-150、60-160、BP 5种苹果（ Malus ）矮化砧木的一年生枝条为试材，通过低温处理，测定不同砧木枝条的相对电导率、可溶性糖和丙二醛含量及SOD、POD活性。结果表明：砧木的抗寒性与可溶性糖含量呈正相关，与丙二醛含量、相对电导率和SOD、POD活性呈负相关; 71- 3-150、60-160和BP砧木抗寒性较强，M26和M9T337抗寒性较弱。

关键词：苹果;矮化砧木;抗寒性

中图分类号：S661.1  文献标识号：A  文章编号：1001-4942（2019）01-0042-04

Study on Cold Resistance of Five Apple Dwarf Rootstocks

He Ping， Li Linguang， Wang Haibo， Chang Yuansheng

（Shandong Institute of Pomology， Taian 271000， China）

Abstract The study was carried out with one-year-old branches of five apple dwarf rootstocks including M26， M9T337， 71-3-150， 60-160 and BP as materials. Under different low temperature treatments， the rootstock relative electrolyte leakage， the contents of soluble sugar and malondialdehyde （MDA） and the activities of superoxide dismutase （SOD） and peroxidase （POD） were determined. The results showed that the cold resistance of rootstocks had positive correlation with soluble sugar content， but had negative correlation with MDA content， relative electrolyte leakage， SOD and POD activities. The cold resistance of 71- 3- 150， 60-160 and BP rootstocks was stronger， while that of M26 and M9T337 was weaker.

Keywords  Apple; Dwarf rootstocks; Cold resistance

矮化密植栽培是目前世界上苹果生产发展的趋势，利用矮化砧木是实现矮化密植栽培的主要途径[1]。不同矮化砧木的抗性，特别是抗寒性差异很大，选择不当将会产生极大损失。我国北方苹果产区冬季低温，选择既抗寒又矮化的苹果砧木，对发展北方苹果矮化密植栽培具有重要意义。

为促进矮化栽培，我国先后从国外引进M系和MM系等矮化砧木应用于生产，但这些砧木抗寒性较差，适应能力具有一定局限性，特别是在我国北方苹果产区，常有不同程度的冻害发生。近年来，科研工作者在苹果矮化抗寒砧木方面进行过一定研究[2， 3]，但仍较少。前人研究表明，苹果[4]、葡萄[5]、樱桃[6]等果树枝条中的电解质渗出率和丙二醛、抗氧化酶和渗透调节物质含量与抗寒性密切相关。本研究以M26、M9T337和引自俄羅斯的71-3-150、60-160、BP矮化中间砧一年生成熟枝条为试材，通过低温处理，检测不同矮化砧木的相对电导率、可溶性糖和丙二醛含量、SOD和POD活性等抗寒指标的变化，以明确各砧木的抗寒性，旨在选出适宜寒地苹果生产应用的矮化砧木，为选育和鉴定苹果抗寒砧木提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试苹果矮化砧木为M26、M9T337和引自俄罗斯的71-3-150、60-160、BP，均种植于山东省果树研究所天平湖实验基地。于2017年1月至2月选取长势基本一致、充分成熟、无病虫害的1年生枝条，截取自基部第4个芽起保留约15个饱满芽的枝段作为试验材料，后于山东省果树研究所进行处理。

1.2 试验处理

将采回的砧木枝条清洗干净，石蜡封闭剪口，放入低温保存箱中。箱中设-20、-25、-30、 -35、 -40℃ 5个处理温度，以0℃为对照。为达到设定温度，以4℃/h的降温速度进行降温，后于设定温度下保持12 h，之后以4℃/h升温至0℃，保存2 h，然后室温下放置12 h，以备检测。每处理30个枝条。

1.3 测定指标及方法

相对电导率用DDS-307型电导率仪测定，并用Logistic方程拟合，推导出砧木的半致死温度[7];可溶性糖含量用蒽酮比色法测定;丙二醛含量用硫代巴比妥酸比色法测定;SOD活性用NBT法测定;POD活性采用愈创木酚比色法测定。

1.4 数据分析

利用Microsoft Excel 2010和SPSS 19.0软件进行数据统计分析及差异性比较。

2 结果与分析

2.1 不同低温处理对砧木枝条相对电导率的影响[HT]

不同砧木枝条的相对电导率随温度的降低呈上升趋势，与处理温度呈明显负相关。71-3-150、60-160和BP枝条的相对电导率较低，相互间差异不大，M26和M9T337则较高。在0℃至 -25℃ 区间内，不同砧木枝条相对电导率缓慢上升;在-25℃至-40℃区间内急剧上升（图1），这说明此温度范围内枝条组织已受到严重伤害，细胞内电解质大量外渗。

2.2 不同低温处理对砧木枝条可溶性糖含量的影响

不同砧木枝条的可溶性糖含量随温度的降低而增加，且在 0℃～-30℃之间上升缓慢，在 -30℃～ -40℃之间则上升加剧。71-3-150、 60- 160和BP中可溶性糖含量上升速度显著大于M26和M9T337，M26最小，且M26和M9T337的上升速度在-35℃以后有所下降（图2）。

2.3 不同低温处理对砧木枝条丙二醛含量的影响

不同砧木枝条丙二醛含量随处理温度的降低呈上升趋势。其中，M26的丙二醛含量最高， M9T337次之，60-160和BP砧木相差不大，71-3-150含量较低，并在-35℃以后有所下滑（图3）。

2.4 不同低温处理对砧木枝条SOD活性的影响

不同砧木枝条SOD活性随处理温度的降低均呈先升高后降低的趋势。71-3-150、60-160和BP的SOD活性显著高于M26和M9T337砧木，且在-35℃时开始下降，而M26和M9T337砧木在-30℃开始下降（图4）。

2.5 不同低温处理对砧木枝条POD活性的影响

不同砧木枝条POD活性变化趋势与SOD相似，均表现为先上升后下降。71-3-150、60-160、BP和M26在-35℃时POD活性达到最大值;而M9T337在-30℃时达到最大值。相同低温处理下，71-3-150、60-160和BP的POD活性差异不大，保持较高水平，M26次之，M9T337最低（图5）。

2.6 不同低温处理与砧木枝条生理生化指标的相关性

通过对苹果不同矮化砧木枝条生理生化指标的测定，并对各指标进行方差分析，结果如表1所示。M26的相对电导率和丙二醛含量最高，半致死温度（LT 50 ）也最高;BP的LT 50 为-37.242℃，其SOD和POD活性都较高，与71-3-150和 60- 160差异不显著，与M26和M9T337差异达到极显著水平。根据各生理指标和酶活性判定砧木的抗寒性为BP >60-160>71-3-150 >M9T337>M26。

2.7 半致死温度与不同温度处理生理生化指标的相关性分析

由表2可知，LT 50 与0℃～-40℃的可溶性糖含量呈正相关，与丙二醛含量、SOD、POD活性在0～-40℃呈负相关;与可溶性糖含量在0、 -35℃ 和-40℃时呈显著正相关，与丙二醛含量在0℃和-40℃时呈显著负相关，与SOD活性在-30℃和-35℃呈显著负相关，与POD活性在0℃和-35℃呈显著负相关。

3 讨论与结论

抗寒性是苹果抗性评价的重要指标，果树受低温胁迫后，其生理生化发生复杂变化[8]。正确评价苹果不同砧木的抗寒性，对苹果产业稳定可持续发展意义重大。低温胁迫下，细胞内的物质大量外渗，从而引起电导率的变化，可以间接反映出材料抗寒性的大小，可应用Logistic方程法推导出材料的半致死温度，前人在柑桔[9]、杏[10]、苹果[11]等果树抗寒中已有研究。本试验得出俄罗斯的三个砧木71-3-150、60-160和BP抗寒性较强，M26和M9T337较弱。这一结果与前人研究结果基本相同。植物体中的SOD和POD是重要的调节酶，反映着植物抵御逆境能力的大小[12， 13]。本试验中不同砧木枝条的SOD和POD活性均随着处理温度的降低呈先上升后下降趋势，并且71-3-150、60-160和BP的两种酶活性均较M26和M9T337强。此结果与前人在葡萄[14]和李[15]上的研究相似，低温可诱导SOD和POD活性增强，但温度过低对细胞结构造成严重伤害，导致酶活性降低或失活。

相对电导率、丙二醛和可溶性糖含量、SOD和POD活性等指标在评价苹果矮化砧木的抗寒性上具有一定可靠性。通过本研究结果可以看出，SOD活性与相对电导率呈正相关，与可溶性糖含量呈负相关，丙二醛含量与POD活性呈正相关。但本试验是在室内通过人工降温实现的，与自然条件还有一定差异，有待于进一步田间试验确认。

综合分析可知，苹果砧木抗寒性与可溶性糖含量呈正相关，与丙二醛含量、相对电导率和SOD与POD活性呈负相关;71-3-150、60-160和BP砧木抗寒性强于M26和M9T337。

参 考 文 獻：

[1]原永兵， 刘成连， 王永章，等. 现代苹果矮化密植栽培技术研究[J]. 落叶果树， 2001， 43（6）： 1-6.

[2]赵同生， 赵国栋， 张新生， 等. 应用恢复生长法和组织褐变法比较几种苹果矮化砧木抗寒性[J]. 中国果树， 2018 （3）： 23-25.

[3]卜庆雁， 周晏起， 许英武， 等. 苹果抗寒性研究进展[J]. 北方果树， 2005 （2）： 1-4.

[4]杨凤秋， 陈东玫， 赵永波， 等. 苹果矮化砧木抗寒性比较研究[J]. 河北农业科学， 2011， 15（4）： 8-9.

[5]何伟， 艾军， 范书田， 等. 葡萄品种及砧木抗寒性评价方法研究[J]. 果树学报， 2015， 32（6）： 1135-1142.

[6]李勃， 刘成连， 杨瑞红， 等. 樱桃砧木抗寒性鉴定[J]. 果树学报， 2006， 23（2）： 196-199.

[7]朱根海， 刘祖祺， 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.

[8]张福锁. 环境胁迫与植物育种[M]. 北京： 农业出版社， 1993：195-214.

[9]罗正荣， 章文才. 应用Logistic方程测定柑桔抗冻力的探讨[J]. 果树科学， 1994， 11（2）： 100-102.

[10]王飞， 陈登文， 李嘉瑞. 应用Logistic方程确定杏枝条低温半致死温度的研究[J]. 河北农业技术师范学院学报， 1998， 12（4）： 30-35.

[11]李翠红， 张永茂， 冯毓琴， 等. 苹果矮化砧木抗寒性的评价与比较[J]. 西南农业学报， 2017， 30（5）： 1183-1188.

[12]殷丽丽， 李晓燕，刘修丽， 等. 几种苹果矮化砧木的抗寒性研究[J]. 青岛农业大学学报（自然科学版）， 2011， 28（3）： 198-200，204.

[13]周碧燕， 陈杰忠， 季作梁， 等. 香蕉越冬期间SOD活性和可溶性蛋白质含量的变化[J]. 果树科学， 1999， 16（3）： 192-196.

[14]王丽雪， 李荣富， 张福仁. 葡萄枝条中蛋白质、过氧化物酶活性变化与抗寒性的关系[J]. 内蒙古农牧学院学报， 1996， 17（1）： 45-50.

[15]朱立武， 李绍稳， 刘加法， 等. 李抗逆性生理生化指标及其相关性的研究[J]. 园艺学报， 2001， 28（2）： 164-166.