晉中地區(qū)各種杏樹的抗寒性及抗寒機制,園藝學論文

晉中地區(qū)各種杏樹的抗寒性及抗寒機制,園藝學論文摘要：為比擬低溫下晉中地區(qū)不同杏品種的抗寒性差異，以晉梅杏、凱特、雞蛋杏、金太陽為試材，4℃為對照，研究-20、-25、-30、-40℃低溫脅迫對休眠期枝條相對電導率、超氧化物歧化酶〔SOD〕活性、丙二醛〔MDA〕含量和脯氨酸含量以及0、-2、-4、-6℃低溫脅迫對帶花枝條花朵中超氧化物歧化酶活性、丙二醛含量和脯氨酸含量的影響，并通過主成分分析4個杏品種的抗寒性。結果表示清楚，隨脅迫溫度的降低，不同杏品種休眠期枝條的相對電導率、MDA含量和游離脯氨酸含量總體呈增加趨勢，SOD活性呈先升后降趨勢；4個杏品種花朵的MDA含量和游離脯氨酸含量均呈現(xiàn)上升趨勢。通過主成分分析法得出，4個杏品種的抗寒性從強到弱排序為金太陽晉梅杏雞蛋杏凱特。休眠期枝條能夠抵御-25℃低溫，-40℃可導致樹體遭受寒害；花朵在-2℃低溫下不受影響，而-6℃導致花朵不可逆受損。本文關鍵詞語：杏;抗寒性;主成分分析;山西;Abstract：TocomparethedifferenceofcoldresistanceofdifferentapricotvarietiesinJinzhongareaunderlowtemperature,Jinmeixing,Kate,JidanxingandJintaiyangwereusedastestmaterialsand4℃ascontrol.Theeffectsoflowtemperaturestressof-20,-25,-30,-40℃onrelativeconductivity,SODactivity,MDAcontentandprolinecontentofdormantbranches,andtheeffectsoflowtemperaturestressof0,-2,-4,-6℃onSODactivity,prolinecontentandMDAcontentinflowersoffloweringbrancheswerestudied.Thecoldresistanceoffourapricotvarietieswasanalyzedbyprincipalcomponentanalysis.Theresultsshowedthatwiththedecreaseofstresstemperature,therelativeconductivity,MDAcontentandfreeprolinecontentofbranchesofdifferentapricotvarietiesshowedanoverallincreasingtrend,whiletheSODactivityincreasedatfirstandthendecreased.ThecontentsofMDAandfreeprolineintheflowersoffourapricotcultivarsshowedanincreasingtrendwiththedecreaseofstresstemperature.Accordingtotheprincipalcomponentanalysis,theorderofcoldresistancewasJintaiyangJinmeixingJidanxingKate.Thedormantbranchescouldresist-25℃lowtemperature,-40℃couldcausecolddamagetostress.Flowerscouldresist-2℃lowtemperature,whileand-6℃couldledtoirreversiblecolddamage.Keyword：apricot;coldresistance;principalcomponentanalysis;Shanxi;杏〔ArmeniacavulgarisLam.〕適應性強，耐旱、抗寒，為丘陵、山地的主要栽培樹種。杏樹在華北、西北地區(qū)種植較多，伴隨而來是低溫造成樹形生長紊亂，嚴重的年份使杏果絕收，因而，研究杏樹抗寒性及抗寒機制具有重要意義。研究發(fā)現(xiàn)，仁用杏、葡萄、核桃、梨、山西雪松、羽衣甘藍、法國梧桐[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]等抗寒性與浸透調節(jié)物質、保衛(wèi)酶活性、組織含水量、膜脂相變和細胞膜透性之間存在相關性。近年來，在自然條件和人工霜箱干涉下不同杏品種的抗寒性機制遭到關注。寧超等[9]、孫曉光等[10]研究杏花器官抗寒性得出，花瓣抗寒性優(yōu)于雄蕊和雌蕊；于慶帆等[11]建立了可靠的樹上干杏抗寒性評價方式方法。而杏樹上尚缺少不同溫度脅迫下休眠期枝條和花朵共同的抗寒性變化規(guī)律，且對品種之間的比擬缺乏。本試驗研究了休眠枝條受不同低溫脅迫下浸透調節(jié)物質和保衛(wèi)酶的變化，同時研究了花器官受低溫脅迫下花朵中SOD活性、MDA含量、游離脯氨酸含量的變化，全面觀察杏受寒害后的生理表現(xiàn)，同時運用主成分分析方式方法，比擬品種之間的抗寒能力強弱，挑選出愈加耐寒的杏品種，旨在為引種栽培和育種提供有力的理論基礎。1、材料和方式方法1.1、試驗材料供試杏品種為晉梅杏、凱特、雞蛋杏和金太陽。晉梅杏是山西省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所選育的中熟杏新品種，適應性較強，果肉品質上。凱特杏是1991年從美國加州引入我們國家，為大果型。金太陽杏屬早熟品種，豐產(chǎn)性強。雞蛋杏酸甜爽口，汁多纖維少。1.2、試驗方式方法2022年1月在立地條件與管理水平一致的太谷縣山西省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所杏種質資源圃，剪取4個杏品種成齡樹中上部長勢較好、無病蟲害、1年生休眠枝條，做好標記，帶回實驗室，清洗，剪成40cm左右；2022年3月底取4個杏品種中上部帶花枝條，長勢較好，無病蟲害，剪成花朵數(shù)約為30朵的枝條。剪口用石蠟封閉，每個品種休眠期枝條和帶花枝條各取75個枝條，分成5份，每份15個枝條，在4℃冰箱保存?zhèn)溆?。處理時，取一份枝條〔15個枝條〕置于控溫冰箱內進行低溫處理，休眠期枝條溫度梯度分別為-20、-25、-30、-40℃，帶花枝條溫度梯度分別為0、-2、-4、-6℃，均以4℃為對照。每個處理重復3次，降溫速度為4℃/h，到達目的處理溫度后休眠期枝條維持8h、帶花枝條維持2h，處理后逐步升溫，速度為4℃/h。在枝條木質部恢復至4℃時取樣，測定休眠期枝條電導率以及休眠期枝條與花朵中超氧化物歧化酶〔SOD〕活性、游離脯氨酸含量、丙二醛〔MDA〕含量。1.3、測定指標及方式方法相對電導率采用電導儀測定，SOD活性采用氮藍四唑〔NBT〕光復原法測定；游離脯氨酸含量采用茚三酮法測定；MDA含量采用硫代巴比妥酸法測定。1.4、數(shù)據(jù)處理采用Excel2018、SPSS20.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，包括方差分析、主成分分析等。2、結果與分析2.1、低溫脅迫對不同杏品種休眠期枝條生理指標的影響表1低溫脅迫對杏休眠期枝條生理指標的影響注：不同小寫字母表示一樣品種不同低溫脅迫后差異達顯著水平〔P0.05〕。表2同。從表1能夠看出，隨脅迫溫度的降低，不同杏品種枝條的相對電導率、MDA含量和游離脯氨酸含量總體呈增加趨勢。金太陽、晉梅杏枝條的相對電導率變化較為平緩，-30℃前上升緩慢；雞蛋杏、凱特枝條的相對電導率上升較為明顯。溫度到達-30℃時，雞蛋杏的MDA含量出現(xiàn)大幅上升，增加至26.18mol/g，其他3個品種增大幅度較小。-40℃低溫脅迫時，游離脯氨酸含量到達最大值，晉梅杏、雞蛋杏、金太陽、凱特分別比-20℃時高1.13、0.95、1.42、0.88倍。隨溫度降低，SOD活性呈先升后降趨勢，晉梅杏、金太陽枝條的SOD活性在-20℃時較高，分別為283.72、271.98U/mg，與其他溫度下酶活性間差異顯著，能夠有效抵御低溫帶來的損傷。-40℃時，相對電導率躍升，SOD活性下降，MDA、游離脯氨酸含量過高，講明該溫度可能已經(jīng)對枝條造成了損壞。選取相對電導率、SOD活性、MDA含量、脯氨酸含量4個生理指標進行主成分分析，第1個主成分的奉獻率為64.393%，能夠把4個杏品種的抗寒性基本呈現(xiàn)出來。該主成分的特征值為2.576，絕對值從大到小排序為MDA含量SOD活性脯氨酸含量相對電導率。主成分分析結果反映了4個生理抗寒指標與抗寒性的關系。植物遭到低溫脅迫時，大量自由基傷害細胞，導致膜脂過氧化，生成MDA，與此同時，保衛(wèi)酶活性提高，浸透調節(jié)物質生成，共同抵抗MDA含量的增加以及維持細胞膜的穩(wěn)定。低溫脅迫下，枝條中MDA含量在主成分中奉獻最大，SOD活性、脯氨酸含量、相對電導率與杏樹的抗寒性關系顯著。2.2、低溫脅迫對不同杏品種帶花枝條生理指標的影響表2低溫脅迫對杏品種花朵生理指標的影響由表2可知，隨脅迫溫度的降低，不同杏花朵的SOD活性呈先升后降趨勢；凱特、雞蛋杏、金太陽3個品種杏花的SOD活性在-2℃時相對最大，分別為22.53、25.77、41.10U/mg，晉梅杏花朵的SOD活性在-4℃時相對最大，為35.70U/mg。4個杏品種花朵的MDA含量和游離脯氨酸含量均呈現(xiàn)上升趨勢。金太陽MDA含量增加幅度最小，-6℃下MDA含量為7.88mol/g；凱特MDA含量增加幅度最大，在-6℃時到達16.47mol/g。在-2℃時，4個杏品種花朵的游離脯氨酸含量變化緩慢，-4、-6℃低溫使得脯氨酸含量急劇增加。除了晉梅杏在-4℃時SOD活性高外，其他生理指標基本能夠反映晉梅杏、雞蛋杏、金太陽、凱特花朵難以抵抗-4、-6℃低溫。將花朵生理指標進行主成分分析，第1個主成分的奉獻率為91.625%，該主成分的特征值為2.749，絕對值從大到小排序為脯氨酸含量MDA含量SOD活性。該主成分反映了3個生理抗寒指標與抗寒性息息相關。花朵遭到低溫脅迫時，浸透調節(jié)物質生成，維持細胞穩(wěn)定，大量自由基積累導致膜脂過氧化，保衛(wèi)酶活性提高以抵抗MDA含量的增加。通過軟件計算4個杏品種的主成分值得出，抗寒性從強到弱順序為金太陽晉梅杏雞蛋杏凱特〔表3〕。表3參試品種的抗寒性比擬3、結論與討論在一定的低溫影響下，樹體啟動防御機制〔SOD活性升高、MDA含量和脯氨酸含量增加〕，以去除自由基和過氧化物進而保衛(wèi)樹體。隨著溫度繼續(xù)降低，低溫打破了植物體內的代謝平衡，SOD活性去除自由基能力下降，給樹體造成損傷[12,13,14]。本研究4個杏品種中，雞蛋杏和凱特抗寒性較弱，晉梅杏和金太陽抗寒性較強。休眠期枝條能夠抵御-25℃低溫，-40℃可導致樹體遭受寒害?；ǘ湓?2℃低溫下不受影響，而-6℃導致花朵不可逆受損。植物的抗寒性是多種生理生化指標共同作用的結果。張志偉[15]運用主成分分析法對5種棕櫚科苗木抗寒進行評判；郭愛華等[16]對15個不同品種杏進行了主成分分析，均獲得了滿意結果。本研究對膜透性、MDA含量、SOD活性、脯氨酸含量進行主成分分析，得出4個杏品種的抗寒性從強到弱排序為金太陽晉梅杏雞蛋杏凱特。該結果與恢復生長后杏樹的生長狀況幾乎一致，由此能夠講明，主成分分析可用于對杏樹進行抗寒性評價。生產(chǎn)中，嚴寒地區(qū)以及容易遭受倒春寒地區(qū)，建議選用抗寒性強的金太陽和晉梅杏，降低低溫對樹體和產(chǎn)量的影響。以下為參考文獻[1]王治軍，李秀珍，暢凌冰，等.四個仁用杏品種〔系〕抗寒性的測定與評價[J].北方園藝，2021(5):5-10.[2]劉俊，陳海軍，趙鎰，等.內蒙古地區(qū)鮮食葡萄主栽品種抗寒性比擬研究[J].北方農(nóng)業(yè)學報，2021,46(2):107-111.[3]任群紅，譚小麗，羅堯興，等.6個葡萄品種抗寒性比擬分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