3个桃品种抗寒性分析研究

赵雪辉，陈双建，成继东，郭 华，曲雪松，安 栋，李 智

(山西农业大学果树研究所，山西 太谷 030815)

桃(AmygdaluspersicaL.)，蔷薇科桃属植物，落叶小乔木，原产中国，栽培历史在3 000年以上[1]。我国桃品种极为丰富，主要有油桃、毛桃、蟠桃及碧桃等不同变种。桃子富含蛋白质、脂肪、钙、磷、铁、胡萝卜素、维生素、碳水化合物、粗纤维、以及有机酸、糖分和挥发油等营养成分[2]。桃子的主要成分是蔗糖，维生素与矿物质的含量较少。果胶颇多，有润肠通便的作用。桃子的含铁量较高，是缺铁性贫血病人的理想辅助食物。桃花可以观赏，果实多汁，可以生食或制桃脯、罐头等。此外，桃仁有活血化淤，可用于辅助治疗。桃胶可用作粘接剂。

温度是果树重要的生存因子之一，温度通过影响果树生长发育进而影响产量。低温是影响植物生长发育的重要环境因子，低温的影响主要是冷害和冻害。当冬去春来时，气温开始渐渐回升，果树逐渐解除休眠状态，果树抵御冷害的能力较弱，尤其当异常升温3～5 d后，突然遇到强寒流的时候，果树更容易受到冷害[3]。当果树遭受低温时，光合速率明显下降，呼吸强度逐渐降低，减少根系对矿质营养的吸收[4]。果树花器官受到晚霜冻害时，由于花芽和幼果抗寒性相对较差，花期和幼果期更容易发生冻害，直接影响到果树全年的开花授粉和坐果，极有可能造成果树减产或是绝收，甚至还影响果树以后的生长。果树每年因霜害、冻害造成巨大的经济损失，因此研究分析果树的抗寒性具有重要的意义。

‘极早蟠’是通过芽变选育的极早熟蟠桃品种,其变异性状稳定，表现出超早熟、结果早、品质优等特点。露地、大棚栽培均可获得较高的经济效益，值得推广。经高接和育苗繁殖，生长结果良好，变异性状稳定。‘极早蟠’的果实发育期仅需要45 d，与其他早熟品种相比而言，‘早露蟠’比它晚熟20 d，目前成熟最早的‘早美’‘春蕾’等超早熟水蜜桃也比‘极早蟠’晚1周左右[5]。

‘脆玉’是以‘大久保’为母本，‘兴津’油桃为父本进行杂交选育出的优良品种。‘脆玉’糖酸比适中，果实口感脆甜，果实风味浓，可溶性固形物含量高、风味香甜、品质上等，属于中熟品种类型。果实硬度大，货架期较长，成熟期正好属于桃果实空挡期，果实市场价值优异，是一个发展前景比较好的早中熟桃品种。

‘金美夏’是以性状表现优良的‘夏魁’为父本、油桃品系‘81-3-10’为母本，杂交选育的油桃新品种。果实近圆稍扁形，外观鲜红油亮、干净，果形漂亮，鲜食品质优良；中熟品种，果个大，平均单果重300 g左右，果肉呈红黄色，口感甜多酸少，硬度高，适合长途运输。多年未发现有裂果现象[6]。

目前，有关果树的抗寒机理方面已被广泛研究并取得很大进步。赵秀梅等[7]用电导法配合Logistic方程求拐点温度的方法，对8个桃品种的抗寒性进行了评价；赵红军等[8]通过利用不同低温处理时间对扁桃枝条的影响来研究其抗寒性。植物体内相对电导率变化、丙二醛含量、脯氨酸含量可在一定程度上反映了植物的抗逆性。本试验选取蟠桃(‘极早蟠’)、毛桃(‘脆玉’)、油桃(‘金美夏’)这3个优良品种，对低温胁迫下其电导率、丙二醛(MDA)含量和脯氨酸含量的变化进行分析比较，以期为桃树抗寒栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种为来自山西果树所的蟠桃(‘极早蟠’)、毛桃(‘脆玉’)、油桃(‘金美夏’)。选取充分成熟、长势相近、树冠部位和方向一致、粗度相对一致的1年生健壮枝条为试验材料。

1.2 试验设备

试验试剂：去离子水、10%TCA、0.6%TBA、石英砂、3%磺基水杨酸、冰乙酸、5%茚三酮试剂、甲苯等。

试验仪器：电子天平、三角瓶、真空干燥器、水浴锅、电导仪、离心机、分光光度计、沸水浴等。

1.3 试验方法与指标

1.3.1 低温处理

单因素试验设计，试验设3个重复。取‘极早蟠’‘脆玉’‘金美夏’的休眠期成熟枝条若干，用自来水冲洗表面污垢后，然后用蒸馏水和去离子水分别冲洗3次，并将干净的纱布湿润后包好已经冲洗干净的枝条，将其放在塑料袋中。按试验设计的低温分组，将其放在-20 ℃、-25 ℃和-30 ℃3个温度梯度冷冻室，处理约24 h，取出后在冷藏室缓慢解冻，然后在室温下放置1 h。

1.3.2 相对电导率值测定

相对电导率值的测定参考高俊凤[9]植物生理学实验指导。

1.3.3 丙二醛(MDA)含量测定

丙二醛(MDA)测定采用TBA法[10]。

1.3.4 脯氨酸含量测定

脯氨酸含量的测定采用茚三酮显色法[11]。

1.4 数据处理

本试验的数据统计及图表制作使用Microsoft Excel(2019版)，结果分析应用SAS(9.0版)软件完成。

2 结果与分析

2.1 不同品种、不同低温处理下桃枝条电导率的变化

由图1可知，3个桃品种电导率介于38.30%～44.47%之间，当-20 ℃、-25 ℃低温处理24 h后，‘脆玉’电导率最高，但其与‘极早蟠’‘金美夏’差异没有达到显著水平；-30 ℃低温处理24 h后，‘金美夏’电导率最高，但3个桃品种枝条电导率之间不存在显著性差异。-30 ℃处理时‘金美夏’的电导率最大，-30 ℃低温处理时‘脆玉’的电导率最小。

在不同低温(-20 ℃、-25 ℃和-30 ℃)处理下，‘极早蟠’和‘脆玉’枝条的电导率随温度的下降呈先上升后下降的趋势，‘金美夏’枝条的电导率随温度的下降而不断上升。在-20 ℃、-25 ℃低温处理下，‘脆玉’枝条的电导率高于‘极早蟠’和‘金美夏’的电导率，‘金美夏’枝条的电导率高于‘极早蟠’枝条的电导率。

2.2 不同品种、不同低温处理下桃枝条丙二醛(MDA)含量的变化

从图3可知，在-20 ℃低温处理下，‘极早蟠’和‘脆玉’枝条中的丙二醛含量之间不存在显著性差异；‘极早蟠’和‘脆玉’枝条中的丙二醛含量均与‘金美夏’枝条中的丙二醛含量之间存在显著性差异。在-25 ℃低温处理下，‘极早蟠’‘脆玉’‘金美夏’3个桃品种枝条丙二醛含量之间不存在显著性差异。在-30 ℃低温处理下，‘极早蟠’和‘金美夏’枝条中的丙二醛含量之间不存在显著性差异；‘极早蟠’和‘金美夏’枝条中的丙二醛含量均与‘脆玉’枝条中的丙二醛含量之间存在显著性差异。

从图3可知，在-25 ℃与-30 ℃低温处理下‘极早蟠’的枝条丙二醛含量之间差异不显著，但这两种低温处理下的‘极早蟠’枝条丙二醛含量都与-30 ℃低温处理下的枝条丙二醛含量之间差异显著。在-20 ℃与-25 ℃低温处理下‘脆玉’枝条丙二醛含量无显著性差异，但二者都与-30 ℃处理下‘脆玉’枝条丙二醛含量有显著差异。‘金美夏’枝条在不同低温处理下，丙二醛含量无显著性差异。

‘极早蟠’‘脆玉’‘金美夏’的枝条在-20 ℃、-25 ℃和-30 ℃处理下，丙二醛含量的变化趋势是随温度不断下降而上升，3个品种枝条丙二醛含量变化在6.35～9.63 μmol/g。-30 ℃低温处理时‘脆玉’的丙二醛含量最高，为9.63 μmol/g；在-20 ℃低温处理时‘脆玉’的丙二醛含量最低，为6.35 μmol/g。在-30℃温度处理下‘脆玉’枝条中的丙二醛含量高于‘极早蟠’和‘金美夏’，在-20 ℃、-25 ℃低温处理时‘脆玉’枝条中的丙二醛含量都低于‘极早蟠’和‘金美夏’。

2.3 不同品种、不同温度条件下脯氨酸含量变化

将‘极早蟠’‘脆玉’‘金美夏’休眠期的成熟枝条在-20 ℃、-25 ℃和-30 ℃低温处理24 h后，测定其枝条的脯氨酸含量。

从图4可知，在-20 ℃低温处理下，‘极早蟠’和‘金美夏’枝条脯氨酸含量之间不存在显著性差异，这二者都与‘脆玉’枝条脯氨酸含量之间存在显著性差异。在-25℃低温处理下，‘极早蟠’‘脆玉’‘金美夏’3个桃品种枝条脯氨酸含量之间不存在显著性差异，而在-30 ℃低温处理下，这3个桃品种枝条脯氨酸含量之间存在显著性差异。

从图5可知，‘极早蟠’和‘金美夏’枝条在不同低温(-20 ℃、-25 ℃和-30 ℃)处理下其脯氨酸含量之间存在显著性差异。在-25 ℃与-30 ℃低温处理下‘脆玉’枝条脯氨酸含量之间无显著性差异，但二者都与-20 ℃处理下‘脆玉’枝条脯氨酸含量之间有显著差异。

3个桃品种(‘极早蟠’‘脆玉’‘金美夏’)的枝条通过-20 ℃、-25 ℃和-30 ℃的低温胁迫处理后，脯氨酸含量的变化趋势均随温度的下降而逐渐上升。3个桃品种(‘极早蟠’‘脆玉’‘金美夏’)枝条的脯氨酸含量变化范围在14.08～56.40 μg/g。在-30 ℃低温胁迫下，‘金美夏’的脯氨酸含量最高，为56.40 μg/g；在-20 ℃低温胁迫处理后‘脆玉’的脯氨酸含量最低，为14.08 μg/g。在-20 ℃、-25 ℃、-30 ℃低温胁迫下‘脆玉’枝条中的脯氨酸含量均低于‘极早蟠’和‘金美夏’。

3 讨论与结论

3.1 枝条电导率与桃品种的抗寒性

本研究表明：当低温处理(-20 ℃、-25 ℃、和-30 ℃)相同时，‘极早蟠’‘脆玉’‘金美夏’3个桃品种枝条电导率之间不存在显著性差异。同一桃品种(‘极早蟠’‘脆玉’‘金美夏’)在-20℃、-25 ℃、和-30 ℃低温处理下，其枝条电导率之间不存在显著性差异。说明3个品种在不同低温胁迫下，抗寒性没有差异。

在-20 ℃、-25 ℃和-30 ℃低温处理下，‘极早蟠’和‘脆玉’枝条的电导率随温度的下降呈先上升后下降的趋势，‘金美夏’枝条的电导率随温度的下降而不断上升。-30 ℃低温处理时‘金美夏’的电导率最大，-30 ℃低温处理时‘脆玉’的电导率最小。在-20 ℃、-25 ℃低温处理下，‘脆玉’枝条的电导率最高，‘金美夏’枝条的电导率居中，‘极早蟠’枝条的电导率最小。电导率与植物抗寒性呈负相关的关系，电导率低的品种抗寒性强。这说明在-20 ℃、-25 ℃低温下，三者的抗寒性大小为‘极早蟠’>‘金美夏’>‘脆玉’。在-25～-30 ℃的低温胁迫下，‘极早蟠’和‘脆玉’枝条的电导率随温度的下降呈下降的趋势，这可能是因为‘极早蟠’和‘脆玉’的半致死温度在-25～-30 ℃，细胞受到损伤表现明显，枝条处在半致死状态。因此在-30 ℃时‘金美夏’抗寒性强于‘极早蟠’和‘脆玉’。

3.2 丙二醛(MDA)含量与桃品种的抗寒性

正常情况下，植物体中含有较少的MDA。当植物处于逆境条件下，植物体内会加快活性氧自由基的产生速度，也会加强膜脂过氧化作用，导致植物体合成MDA加快，最终使MDA含量升高[13]。有研究表明，膜脂过氧化可使植物细胞膜受损，膜脂过氧化产物丙二醛会损伤其细胞膜功能[14]。低温胁迫条件下，植物抗寒性强弱还可以通过MDA的含量高低来反映，当植物体内产生的MDA含量较低时表明植株抗寒性较强，反之植物体内MDA含量较高时其抗寒性弱。

通过研究发现：3个桃品种枝条的MDA含量变化趋势基本一致，都是随温度的下降呈逐渐上升的趋势，与魏钰[12]等研究一致。随温度的降低，‘脆玉’枝条中MDA含量变化幅度最大，而‘极早蟠’枝条中MDA含量变化幅度次之，‘金美夏’枝条中MDA含量变化幅度最小，说明在低温胁迫下‘脆玉’最易受到伤害。从变化幅度来看，‘金美夏’的抗寒性强于‘极早蟠’，强于‘脆玉’。

在-20 ℃、-25 ℃低温处理时‘脆玉’枝条中的MDA含量比‘极早蟠’和‘金美夏’低；抗寒性强的植物MDA含量较低，结合多重比较分析结果可知:在-20 ℃、-25 ℃低温处理下，‘脆玉’的抗寒性最强，‘极早蟠’的抗寒性适中，‘金美夏’的抗寒性最弱。在-30 ℃低温处理时‘脆玉’的MDA含量高于‘极早蟠’和‘金美夏’，这说明在-30 ℃时‘脆玉’受到的低温损伤程度是3个品种中最重的，细胞膜脂化程度最高，抗寒力也较弱，‘金美夏’和‘极早蟠’抗寒性较强。

3.3 脯氨酸(Pro)含量与桃品种的抗寒性

植物体内脯氨酸通常以游离的状态存在于植物体中，是组成植物蛋白质的基本物质。在多种逆境条件下，大部分植物体内脯氨酸大量积累。脯氨酸作为植物细胞质内渗透调节物质，在低温逆境下平衡细胞代谢，保持细胞内环境的相对稳定，降低质膜受冻害的程度[15]。脯氨酸参与植物的抗逆进程，逆境条件下其生物合成受到影响，含量明显增加。植物体内脯氨酸含量的多少与植物抗逆性的强弱有关。在低温条件下，植物组织中脯氨酸增加，可以稳定植株组织内的代谢过程，提高植物的抗寒性[8]。

本研究发现:3个桃品种枝条的脯氨酸含量随温度的下降呈逐渐上升的趋势，与杨晓宇[16]关于扁桃的研究结果一致。在-20 ℃、-25 ℃和-30 ℃温度处理下‘脆玉枝条中的脯氨酸含量均低于‘极早蟠’和‘金美夏’。随温度的降低，‘金美夏’枝条中脯氨酸含量增长幅度最大，‘极早蟠’居中，‘脆玉’最小。说明随着温度的降低，植物受到胁迫的危害越严重，植物体内脯氨酸的含量明显增加，平衡细胞代谢，维持细胞稳定，同时减轻质膜受冻害程度。在-20 ℃、-25 ℃低温下，‘极早蟠’和‘金美夏’的抗寒性相对较强，‘脆玉’抗寒性相对较弱；在-30 ℃时‘金美夏’抗寒性相对最强，‘极早蟠’相对较强，‘脆玉’最弱。

本试验以‘极早蟠’‘脆玉’‘金美夏’3个桃品种的休眠期成熟枝条为试材，通过测定不同低温(-20 ℃、-25 ℃和-30 ℃)处理24 h下的电导率、丙二醛(MDA)含量和脯氨酸含量的变化，分析3个桃品种枝条在低温胁迫下生理特性的变化，研究其抗寒性，为山西地区桃抗寒性研究提供理论依据，为桃越冬保护栽培提供参考。在-20 ℃、-25 ℃低温下，‘金美夏’‘极早蟠’抗寒性相对较强，‘脆玉’的抗寒性相对较弱；在-30 ℃时‘金美夏’抗寒性相对最强，‘极早蟠’相对较强，‘脆玉’最弱。结合山西的气候条件，最冷月1月平均气温-10.6 ℃，平均最低气温-16.7 ℃(经常达到)，极端最低气温-26.5 ℃(历史上出现过，一般年份很难达到)。3个品种中‘金美夏’‘极早蟠’更适宜在山西种植，种植‘脆玉’时应注意天气变化，及时进行保护栽培。