42 份橡胶树种质资源的耐寒性比较

李小琴，张凤良*，吴 裕，毛常丽，杨 湉，赵 祺

（1.云南省热带作物科学研究所，云南景洪 666100；2.西双版纳云垦澳洲坚果科技开发有限公司，云南景洪 666100）

橡胶树（Hevea brasiliensis）原产于高温、高湿、静风的亚马逊河流域热带雨林［1］，适宜生长温度为20～30℃。当温度低于15℃时，橡胶树生长基本停止；低于5℃时，会出现枝枯、茎枯、爆皮等寒害症状；低于0℃时，受寒严重，甚至死亡［2-4］。我国自上个世纪50 年代植胶以来，冬季寒潮低温对橡胶树的危害不时发生，1961 年起至今我国一直在开展橡胶树抗寒高产选育种工作［5］。开展此项工作首先面对的问题是如何鉴定橡胶树抗寒力，目前最常用的室内抗寒鉴定方法为电导法，该方法具有应用广泛、简便、结果显著等特点［6-11］。本研究选用橡胶树对低温伤害表现最直观的树皮组织作为材料，在同一低温处理下设置不同处理时长，测定42 份橡胶树魏克汉种质资源树皮组织在低温胁迫后的相对电导率，结合树皮厚度，对持续低温下橡胶树种质的耐寒力进行鉴定评价，旨在短期内筛选出耐寒力强的橡胶树种质资源，同时为加快橡胶树抗寒性选育种、降低选育种成本提供一定理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

选用“农业部景洪橡胶树种质资源圃”苗圃地内42 份橡胶树魏克汉种质资源一年生嫁接无性系作为试验材料。所有苗木均为2020 年采集芽条，以GT1 开放授粉实生苗为砧木芽接繁殖成无性系，并于2021 年4 月锯干，按株行距0.6 m×0.8 m 育苗保留。苗圃地按照常规育苗管理，苗木生长良好。试验于2022 年2 月下旬进行，每个无性系选取长势基本一致的由顶部向下第三个叶蓬所在的枝条（生长状态处于半木质化）作为材料。

1.2 方法

1.2.1 样品采集及低温处理方法

每份橡胶树种质选取3 株长势均匀且健康的植株进行采样及编号，采集好的枝条随即放到便携式冷藏箱内。带回实验室后先用洗洁精将枝条上的杂质快速清洗干净，再用双蒸水冲洗干净后吸干水分，随即测定枝条韧皮部的相对电导率及树皮厚度。

将所有取过样的枝条放入设定温度为-2℃的人工低温培养箱内，按照低温处理时间设置5 个时间梯度：8 h、16 h、18 h、21 h 和24 h。为保证取样的相对一致性，所有处理均用同一批枝条，每个处理设3 个重复，以未经处理的作为对照。

1.2.2 相对电导率及树皮厚度测定方法

相对电导率测定：取样时注意避开枝条上的芽眼，用美工刀准确裁取0.5 cm×1.0 cm 的小方块树皮，同一时间处理的每个无性系共裁取6 个小片，一个试管中放入2 片，加入超纯水20 mL，盖上试管盖后混合均匀，室温放置24 h，期间注意摇匀数次。采用SG3-ELK 型便携式电导率仪测出浸提液的初始电导值（E1），再盖上试管盖放入沸水浴，煮沸0.5 h 取出，冷却至室温测其终电导值（E2），同时测出双蒸水的电导值（E0）。按以下计算公式计算出相对电导率：

相对电导率REC（%）=（E1－E0）/（E2－E0）×100%

树皮厚度测量：从枝条中部裁取小块树皮，用游标卡尺测量树皮厚度，重复3 次，测量时避开芽眼。

1.2.3 数据分析

采用Excel 2003 对试验数据进行整理，用SPSS 23.0 对数据进行非线性回归拟合、相关性及聚类分析。按Logistic 方程Y=K/(1+ae-bt) 进行非线性回归拟合，其中：Y为低温处理下的橡胶树组织相对电导率，t为处理时间，K、a、b 为参数，K 为Y的最大极限值。由拟合出的方程计算出当Y为50%时对应的时间t值，即为橡胶树枝条树皮组织半致死时间LT50。半致死时间越长，该树种耐寒性越强。

2 结果与分析

2.1 相对电导率变化情况及耐寒性比较

所测42 份种质相对电导率的变化情况详见表1，-2℃低温下，随着低温处理时间的延长，橡胶树树皮组织细胞的膜透性增大，电解质渗透率随之增加，相对电导率呈不同程度的“S”型上升趋势。在8 h 时，相对电导率均值为32.79%，与对照相比，相对电导率值增加了6.08 个百分点，受寒害程度较小；16 h 时，已有6 份种质（占总种质14.28%）相对电导率超过50%，其中最大的已达到82.00%（64 号种质），说明这6 份种质的耐寒性表现最差；在18 h 时，相对电导率均值为49.89%，已接近50%，且21 h 时，有17 份种质相对电导率超过50%，18～21 h 时间段为多数种质的耐寒能力敏感期；在24 h 时，40 份种质的相对电导率已超过50%，且均值已高达85.02%，表现出对此低温时长的极不耐受，仅19 号（44.13%）和20 号（49.28%）种质表现出较强的耐寒能力。

表1 42份橡胶树种质持续低温处理下相对电导率变化、耐寒性及树皮厚度比较

根据Logistic 方程Y=K/(1+ae-bt) 进行拟合，对橡胶树枝条半致死时间（LT50）进行计算（表1）,42 份种质的半致死时间变幅为9.34～30.49 h，变幅较大；Logistic 方程拟合度R2均值为0.800，拟合效果较好；半致死时间均值为17.76 h，半致死时间高于18 h 的种质有15 份，此时间点进行耐寒性种质筛选的入选率为35.71%；高于21 h 的有6 份种质，占比为14.29%。

2.2 各指标间相关性分析

对42 份橡胶树种质资源的不同低温处理时长下的相对电导率与半致死时间、树皮厚度进行相关性分析（表2）可知：-2℃低温下，持续处理16 h、18 h 及21 h 三个时间段的相对电导率值均互相呈极显著（P＜0.01）正相关；半致死时间与5个不同处理时间段的相对电导率均呈极显著负相关，相关系数最大的是21 h 的；由表1 可知，所测42 份种质的树皮厚度在0.47～0.92 mm，变幅较大，均值0.66 mm，树皮厚度与半致死时间呈显著（P＜0.05）正相关，说明树皮越厚，可能半致死时间越长；而与处理24 h 的相对电导率值呈显著负相关，表明树皮越厚可能对低温的耐受性更强。

表2 各低温处理时长下的相对电导率与半致死时间、树皮厚度之间的相关性分析

2.3 耐寒性聚类分析

根据42 份橡胶树种质资源的半致死时间，利用欧式距离（Euclidean distance）法进行聚类分析结果见图1。聚类结果表明，当聚类阈值在5 左右的位置时，可将42 份种质资源聚类成3 大组。其中第一组包含34 份种质，占比最大（80.95%），结合表1 可知，该组的特点是耐寒性中等，该组下又可以划分为2 个小组，耐寒性中上的有8 份，占总群体的19.05%，中下的有26 份，占总群体的45.24%，耐寒性较强的种质占比相对较少。第2大组包含6 份种质资源，耐寒性最差。第3 大组仅2 份种质，耐寒性最强，占比仅4.76%。

图1 42份橡胶树种质资源耐寒性聚类图

3 小结

本试验通过同一低温下不同时长处理，对42份橡胶树魏克汉种质资源进行耐寒性比较，随着处理时间的延长，各无性系枝条组织相对电导率呈“S”型变化趋势。当处理时间为18 h 时，相对电导率的均值已近50%，整体开始表现对低温的不耐受性，与本课题组之前结果（选用4 个品种进行室内抗寒性测定，结果为以-2℃低温处理15 h的条件快速鉴定橡胶树种质抗寒性［12］）存在一些差异，有待进一步探索验证。

不同无性系的树皮厚度变幅较大，且与半致死时间呈显著正相关，树皮厚度越厚，耐寒性表现越强，与本课题组之前的研究结果相符［8］，进一步说明在抗寒鉴定时可将树皮厚度列为表观形态筛选指标。

42 份种质的半致死时间在9.34～30.49 h，各无性系间差异较大，均值为17.76 h，半致死时间高于18 h 的种质有15 份，占总群体的35.71%。从半致死时间的聚类分析来看，耐寒性表现最强的一组仅2 份种质，分别是170 号和189 号；耐寒性最差的有6 份；耐寒性中下等的无性系占比最多，占45.24%。从聚类占比可知，总群体中耐寒性强的种质相对偏少。考虑到橡胶树对低温胁迫时间段表现出的敏感性，根据本试验结果，可选取在-2℃低温下处理18～21 h 来快速筛选出耐寒性较强的种质。

在同一低温、不同处理时长条件下对大批量的橡胶树种质资源进行耐寒性鉴定具有省时省力、操作性强等特点。本研究仅对一年生苗期的耐寒性进行鉴定，后期可探讨将此方法进一步运用于橡胶树不同林龄的抗寒鉴定上，为缩短抗寒种质鉴定时间及提高鉴定准确性提供理论依据。