不同營養(yǎng)系蘋果砧木的抗寒性評價

趙玲玲 宋來慶 李支成 劉美英 唐巖 孫燕霞 姜中武*

1）山東省煙臺市農(nóng)業(yè)科學研究院·265500 2）煙臺大學農(nóng)學院

不同營養(yǎng)系蘋果砧木的抗寒性評價

趙玲玲1,2宋來慶1李支成1劉美英1唐巖1孫燕霞1姜中武1,2*

1）山東省煙臺市農(nóng)業(yè)科學研究院·265500 2）煙臺大學農(nóng)學院

以選育的6種抗重茬砧木優(yōu)系和3種不同抗性蘋果砧木為試材，測定了低溫脅迫下不同砧木電導率、丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)活性等指標的變化。結果表明，不同砧木的電導率、丙二醛含量、SOD酶活性在各低溫點變化基本一致。根據(jù)各測定指標結果對供試砧木抗寒性作了初步評價，N280＜N106＜MM106＜N401＜福山沙果＜N100＜N307＜遼砧一號＜N400。

抗重茬，砧木，抗寒性

營養(yǎng)系砧木是由自身器官、組織體細胞所形成根系的砧木，新形成的個體仍保持著母株固有的遺傳特性，可保證砧木苗和嫁接品種生長的一致性。歐美等國家主要推廣的是矮化營養(yǎng)系自根砧砧木，具有園貌整齊、早果豐產(chǎn)等特點，主要采用壓條的方式進行繁殖。目前，我國蘋果苗木繁育主要利用八棱海棠、平邑甜茶、新疆野蘋果、山定子等種子實生砧作砧木，除平邑甜茶為無融合生殖砧木、種子整齊度較高外，其余均為異花授粉類型，后代株間有差異，致使嫁接其上的蘋果品種表現(xiàn)存在較大差異，產(chǎn)量、果形、果色和內(nèi)在品質不統(tǒng)一（王榮等，2012）。煙臺沙果是我國膠東地區(qū)傳統(tǒng)的蘋果實生砧木資源，具有根系發(fā)達、抗旱、耐鹽和一定的抗重茬能力等特性。姜中武等（2012）采集煙臺沙果、八棱海棠的枝條，在蘋果重茬苗圃地內(nèi)進行扦插，篩選出500余個能夠扦插和壓條繁殖的營養(yǎng)系砧木類型。根據(jù)1年生枝條的顏色，可以分為紅褐色、黃綠色和紫褐色3個類型。本試驗以從煙臺沙果里面篩選出的不同營養(yǎng)系砧木類型為試材，對枝條進行低溫處理，研究不同類型的砧木資源的抗寒能力，為營養(yǎng)系砧木的有效利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗品種為從煙臺沙果中篩選出的易于扦插和壓條繁殖的營養(yǎng)系砧木類型，紫褐色枝條類型：N100、N106；紅褐色枝條類型N280、N400；黃綠色枝條類型：N307、N401。同時選擇易于壓條繁殖的營養(yǎng)系砧木MM106、煙臺沙果、遼砧一號作為對照品種。各砧木類型均保存在煙臺市農(nóng)科院蘋果砧木資源圃。

1.2 試驗處理

秋季落葉后，采集生長健壯、粗細均勻一致的1年生休眠枝條，將剪成20 cm長的枝段，用石蠟封閉枝條兩端的剪口，將枝條先后用自來水、蒸餾水沖洗干凈，用干凈紗布包好放入塑料袋中。在最低溫-70℃的超低溫冰箱中進行冷凍處理，設-15℃、-20℃、-25℃、-30℃和-35℃等5個溫度梯度，以室溫（約5℃）為對照。當溫度達到-15℃后保持12 h，各處理取1份；再以3℃/h的速率降溫，到達-20℃后保持12 h，再取1份試驗材料；直至-35℃處理完畢。將取出的枝條在0℃下靜置8 h解凍，然后在室溫下放置12 h，進行電導率、MDA含量和SOD活性測定，測定時每樣品重復3次。

1.3 測定方法

1.3.1 相對電導率將處理后的枝條剪成0.5 cm長的小段（避開芽眼），混合均勻，用無離子水沖洗3遍，用電子天平稱2 g枝條放入三角瓶中，加入20 mL去離子水，室溫下（12～15℃）浸泡12 h，用電導儀測定浸提液的電導值；然后再將三角瓶置沸水中，封口，煮沸20 min后開封，在室溫下放置2 h，再次測定電導值，計算相對電導率。每處理重復3次。

1.3.2 MDA含量及SOD活性的測定將處理后的枝條用去離子水沖洗干凈，避開芽眼，剪成3～5 mm的薄片，混合均勻，稱取0.3 g，充分研磨致碎。MDA含量的測定采用硫代巴比妥酸法（TBA）（趙世杰等，2002）；超氧化物歧化酶（SOD）活性測定采用高俊鳳（2000）的方法。每處理重復3次。

2 結果與分析

2.1 低溫條件下不同砧木類型的電導率變化

低溫處理條件下，不同砧木類型的枝條電導率測定結果表明（表1），隨處理溫度的逐漸降低，各砧木類型的電導率呈“S”形的上升增加趨勢。營養(yǎng)系砧木N307在-25℃時電導率急劇增加；從－25℃降至－30℃時，N400砧木的電解質滲出率開始急劇增加；N100、N280、N401和N106砧木的電解質滲出率均從-15℃降至-20℃開始急劇增大。已有的研究表明，同等條件下，枝條的電導率越高，抗寒性越差。在整個低溫處理過程中，抗寒性弱的砧木枝條的相對電導率始終高于抗寒性強的，在-20℃時，不同砧木相對電導率大小依次為N280＞N106＞MM106＞福山沙果＞N401＞N100＞N307＞遼砧一號＞N400。

2.2 低溫脅迫對不同砧木的丙二醛（MDA）含量的影響

植物在逆境條件下往往發(fā)生膜脂過氧化作用，其產(chǎn)物丙二醛會嚴重損害生物膜。逆境條件下MDA含量的高低反映了細胞膜脂過氧化程度和對逆境抗性的弱強（施征，2003；李榮富等，1997）。由表2可以看出，隨處理溫度的降低，6種砧木N400、N106、N280、N307、N401和N100的MDA含量在-25℃時是各自起始對照溫度時的1.66、3.47、4.39、2.13、3.72和4.17倍，而遼砧一號、MM106和福山沙果的MDA含量-25℃時分別是各自起始對照溫度的2.0、6.61和3.25倍。表明不同砧木中，以砧木N400在低溫脅迫下受傷害程度最小，其次為遼砧一號、N307，以MM106受傷害程度最大。

2.3 低溫脅迫對不同砧木的超氧化物歧化酶（SOD）活性的影響

植物在逆境條件下，細胞中生物氧自由基的產(chǎn)生和積累是細胞傷害及致死的主要原因（王寶山，1988）。而細胞中的保護酶SOD、POD等，可消除生物氧自由基，是細胞免于傷害或抗性增強的原因。從表3可以看出，隨著處理溫度的降低，供試9種砧木枝條SOD酶活性呈先增后降趨勢；不同砧木均在-20℃左右時枝條的SOD酶活性最高。但是，在相同的低溫處理條件下，不同砧木的SOD酶活性不同，砧木間差異明顯。比如，-20℃時，SOD酶活性由高到低依次為N280＜N106＜MM106＜N401＜福山沙果＜N100＜N307＜遼砧一號＜N400，與電導率、丙二醛的測定結果基本一致，它們均在-20℃左右時出現(xiàn)峰值。

表2 不同溫度處理對枝條丙二醛含量的影響單位：μmol·g-1

表3 不同溫度處理對枝條SOD酶活性的影響單位：units·g－1FW

3 討論

果樹抗寒性是果樹育種的重要的評價抗性指標之一。植物受到逆境脅迫后，其生理變化是錯綜復雜的，而且果樹受凍的損傷程度受多個因素的影響，如降溫程度、低溫持續(xù)時間、升溫速度和凍害發(fā)生時期。用單一指標鑒定果樹的抗寒性，很難真實的反映植物的抗寒本質（朱湘渝等，1990）。梅立新（2008）等提出電導率、丙二醛含量和SOD酶活性3種測定方法和指標可作為砧木早期抗寒性的實驗室綜合鑒定方法。因此，本試驗利用這3種指標對選育的抗重茬砧木的抗寒性進行了早期篩選。測定結果初步表明，3種新選育抗重茬砧木的抗寒性與母本福山沙果類似，3個優(yōu)系（N100、N307和N400）的抗寒優(yōu)于福山沙果，其中N400優(yōu)系抗寒性則強于抗寒性強的砧木遼砧一號，表明株系N400可能在遼寧地區(qū)進行栽植而不受凍害。但是，由于試驗是人工模擬低溫，可能與復雜的自然條件有所不同，所以還有待于在實際生產(chǎn)中進一步確認。

泰山學者種業(yè)計劃項目，國家現(xiàn)代蘋果產(chǎn)業(yè)技術體系專項經(jīng)費支持項目（CARS-28）

*通訊作者，E-mail:jiangzhongwu@163.com