6個番荔枝品種在自然低溫條件下的抗寒性比較

方仁+安振宇+黃偉雄+堯金燕+龍興+張繼+鄧彪+周雙云+唐文忠+侯延杰

摘要：為篩選出適宜廣西中南部氣候栽培的番荔枝品種，通過自然低溫脅迫對6個番荔枝品種的生理生化反應(yīng)和植株形態(tài)變化開展抗寒性比較研究。分別于2015年11月（常溫時段）和2016年1月（低溫時段）采樣，測定與抗寒性相關(guān)的幾個生理生化指標(biāo)，并結(jié)合田間植株寒害癥狀和寒害等級來探討供試番荔枝品種的抗寒性。結(jié)果表明，各個番荔枝品種的SOD活性、POD活性、MDA含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量等指標(biāo)在自然低溫脅迫下都會提高，但提高的程度有所差異，結(jié)合田間寒害的癥狀，可將供試品種的抗寒程度分為4類：抗寒性最強(qiáng)的是牛心梨和山刺番荔枝，其次是吉夫納番荔枝和AP番荔枝，再次是大目釋迦，表現(xiàn)最差的是土種番荔枝。

關(guān)鍵詞：番荔枝；低溫脅迫；抗寒性；寒害癥狀；生理生化

中圖分類號： S667.101文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2017）07-0136-03

番荔枝科（Annonaceae）包括約100個屬2 000多個種，其中僅有14種果實(shí)可供食用，主要起源于熱帶美洲和西印度群島，適宜在較溫暖、基本無霜的地區(qū)栽培[1]。在我國福建、廣東、海南和廣西等4個省份的沿海地區(qū)均有引種栽培的報(bào)道[2-5]，但番荔枝種屬易受大陸冬季低溫天氣的傷害，嚴(yán)重寒害可能會造成樹體凍死，低溫寒害目前已經(jīng)成為制約國內(nèi)番荔枝產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要因素之一。近些年，隨著對番荔枝營養(yǎng)價值、藥用價值以及市場價值的不斷深入了解，番荔枝產(chǎn)業(yè)逐漸受到國內(nèi)各界人士的關(guān)注，其他國家或地區(qū)研發(fā)的優(yōu)良品種開始引入國內(nèi)試種，特別是沿海地區(qū)已經(jīng)呈現(xiàn)出規(guī)?；N植的趨勢，產(chǎn)業(yè)極具發(fā)展?jié)摿?。番荔枝栽培品種繁多，由于遺傳背景不同，品種間的抗寒能力也存在明顯差異。因此，研究評價各個番荔枝品種的抗寒性能力，對于篩選出適宜區(qū)域栽培的品種具有重要的理論意義和實(shí)踐價值。

近些年，寒害已成為制約國內(nèi)甚至廣西番荔枝產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素之一，國內(nèi)外學(xué)者在番荔枝引種抗寒性鑒定和抗寒資源評價等領(lǐng)域上也有報(bào)道，但研究內(nèi)容主要傾向于單一品種或?qū)嶒?yàn)室內(nèi)的抗寒性研究[6-8]。關(guān)于多個番荔枝品種在自然低溫下的抗寒性比較研究尚未報(bào)道，田間實(shí)踐指導(dǎo)工作較為缺乏。為更貼切于生產(chǎn)實(shí)踐，本研究結(jié)合自然低溫條件，在開展抗寒生理生化研究的基礎(chǔ)上，同時開展田間植株受害程度的調(diào)查，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對供試番荔枝品種的抗寒性進(jìn)行評價與比較，以更為全面、深入地研究番荔枝的抗寒性，為篩選出適宜廣西中南部氣候栽培的番荔枝品種提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所資源圃內(nèi)，地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，全年陽光充足、雨量充沛、氣候溫和，年均氣溫在22 ℃左右，冬季最冷月份均溫12 ℃左右，夏季最熱月份均溫28 ℃左右。年均降水量1 300 mm左右，全年基本無霜。土壤類型為紅壤土，土質(zhì)肥厚，pH值為6.5～7.2，資源圃內(nèi)排灌系統(tǒng)良好。根據(jù)全國天氣網(wǎng)發(fā)布的信息，記錄試驗(yàn)地2015年11月至2016年3月每天的平均氣溫和最低氣溫（圖1），從2015年11月初開始降溫，降溫較大幅度出現(xiàn)在2016年1月中旬至2月初，其中2016年1月23日出現(xiàn)最低溫1 ℃，2月中旬之后氣溫有所提升。

1.2供試材料

供試番荔枝品種有大目釋迦、土種番荔枝、AP番荔枝、吉夫納番荔枝、牛心梨和山刺番荔枝等6個品種，均為2年生實(shí)生苗，枝干基本達(dá)到二級分枝，株行距為4 m×4 m，每個品種5株，水肥管理?xiàng)l件一致。

1.3試驗(yàn)方法

于2015年11月15日（最低氣溫為18 ℃）和2016年1月22日（最低氣溫為5 ℃）2個時期采樣測定植株生理生化指標(biāo)，其中2016年1月22日設(shè)為低溫處理，2015年11月15日設(shè)為對照（CK）處理，分別采集各品種植株樹冠外圍無病蟲、無畸形的成熟葉片。采用愈創(chuàng)木酚法測定過氧化物酶（POD）活性；氮藍(lán)四唑法測定超氧化物歧化酶（SOD）活性；硫代巴比妥酸法測定丙二醛（MDA）含量；蒽酮比色法測定可溶性糖含量；考馬斯亮藍(lán)比色法測定可溶性蛋白含量。

凍害發(fā)生后至植株萌芽期間，調(diào)查和記錄田間供試番荔枝品種的葉片和枝梢等寒害癥狀，并根據(jù)受害程度進(jìn)行寒害分級。寒害分級參照李在山等的方法：0級，無任何凍害癥狀，不影響來年發(fā)育；1級，少量枝梢末端失水干枯，其上葉片焦黃，隨后脫落；2級，1年生枝梢（半數(shù)以上）凍死干枯，葉片焦黃脫落；3級，骨干枝凍死，主干來年能抽出新梢；4級，植株整株干枯死亡[9]。

1.4數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和圖表繪制均采用Excel 2010軟件，分析數(shù)據(jù)使用SAS軟件。

2結(jié)果與分析

2.1自然低溫對番荔枝品種生理生化指標(biāo)的影響

2.1.1對番荔枝POD活性的影響由表1可以看出，隨著自然低溫的脅迫，各供試番荔枝品種的葉片POD活性均有所提高，其中牛心梨的POD活性顯著高于其他供試品種，較低溫前提升了121.17%；山刺番荔枝、AP番荔枝、吉夫納番荔枝的POD活性均顯著高于大目釋迦和土種番荔枝，POD活性分別為61.06、58.82、57.46 U/（g·min）；POD活性最低的是大目釋迦，僅為42.35 U/（g·min）。

2.1.2對番荔枝SOD活性的影響SOD活性可直接反映植物細(xì)胞對逆境的適應(yīng)性，可間接表達(dá)植物耐寒性的程度[10]。由表1可以看出，隨著自然低溫的脅迫，供試番荔枝品種的葉片SOD活性均有不同程度的提高，其中山刺番荔枝的SOD活性達(dá)到最高，分別顯著高出吉夫納番荔枝11.79%、大目釋迦25.99%、土種番荔枝31.68%；其次是牛心梨，其SOD活性為316.44 U/g，分別顯著高出吉夫納番荔枝7.63%、大目釋迦21.30%、土種番荔枝26.77%；而AP番荔枝的SOD活性顯著低于山刺番荔枝，但與牛心梨無顯著差異。

2.1.3對番荔枝MDA含量的影響MDA是植物膜脂過氧化的主要產(chǎn)物，其含量的變化是植物質(zhì)膜損傷程度的重要標(biāo)志之一[10]。從表1可以看出，供試番荔枝在遭受自然低溫后，MDA含量均有大幅度提高，其中土種番荔枝和大目釋迦的MDA含量均顯著高于其他供試品種，含量分別為64.40、62.30 μmol/g；而牛心梨的MDA含量顯著低于其他供試品種，僅為40.63 μmol/g；低溫脅迫后的MDA含量由高到低的順序?yàn)橥练N番荔枝>大目釋迦>AP番荔枝>山刺番荔枝>吉夫納番荔枝>牛心梨。

2.1.4對番荔枝可溶性蛋白含量的影響可溶性蛋白是重要的抗逆性生理生化指標(biāo)，當(dāng)植物遭受低溫脅迫時，體內(nèi)蛋白含量就會積累，從而起到調(diào)節(jié)植物抗寒的作用[10]。由表1可知，自然低溫脅迫后，供試番荔枝品種的可溶性蛋白含量均提高，這根張瑋等研究結(jié)果[11]基本一致。牛心梨在低溫脅迫后，葉片可溶性蛋白含量最高，達(dá)7.89%；其次是吉夫納番荔枝，為7.28%；而山刺番荔枝、AP番荔枝和大目釋迦的可溶性蛋白含量則分別為6.84%、6.68%、5.63%；可溶性蛋白含量最低的是土種番荔枝，僅為4.95%。

2.1.5對番荔枝可溶性糖含量的影響由表1可以看出，不同番荔枝品種的葉片可溶性糖含量經(jīng)過自然低溫脅迫后均有所提升，其中吉夫納番荔枝可溶性糖含量最高，達(dá)到7.25%；牛心梨、山刺番荔枝和AP番荔枝則較低溫前升高 82.32%、55.72%、54.26%。這些品種均都能使原生質(zhì)保持較高濃度的糖分，從而有降低冰點(diǎn)的能力，表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗寒性。而大目釋迦和土種番荔枝在經(jīng)過低溫后，可溶性糖含量增加幅度則明顯低于其他品種，說明大目釋迦和土種番荔枝的抗寒性相對其他供試品種要差。

2.2自然低溫對番荔枝植株形態(tài)的影響

由表2可以看出，供試番荔枝品種在常溫下長勢表現(xiàn)最好的是牛心梨和山刺番荔枝，其次是AP番荔枝和吉夫納番荔枝，長勢較弱的是大目釋迦和土種番荔枝。2016年1月底，廣西省南寧市出現(xiàn)了近幾年來的極低溫天氣，雖然供試番荔枝品種在田間的凍害情況不是很嚴(yán)重，但各個品種在低溫脅迫下的受害癥狀表現(xiàn)均有所差異。供試番荔枝品種均未發(fā)現(xiàn)整株凍害死亡的現(xiàn)象，凍害等級介于0～3級之間，植株受害癥狀主要表現(xiàn)在部分枝梢干枯死亡和葉片焦黃脫落等現(xiàn)象。其中，牛心梨和山刺番荔枝的抗寒性較強(qiáng)，僅是嫩枝干枯，幼葉出現(xiàn)邊緣焦枯或斑枯，其他枝梢芽體完好；抗寒性表現(xiàn)最差的是土種番荔枝，植株葉片全部焦黃脫落，枝梢全部干枯死亡，另有40%植株主干中部以上干枯。從田間寒害癥狀表現(xiàn)來看，供試番荔枝的抗寒力強(qiáng)弱依次為牛心梨和山刺番荔枝>吉夫納番荔枝和AP番荔枝>大目釋迦>土種番荔枝。由表2還可以看出，番荔枝的抗寒性與植株的長勢有一定的關(guān)系，常溫條件下植株長勢強(qiáng)的品種，其抗寒性要好于長勢較差的品種。

3結(jié)論與討論

植物在遭受冷害之后，生理和生化指標(biāo)都會發(fā)生變化[12]。供試番荔枝在遭受低溫寒害后，植株葉片SOD活性、POD活性、MDA含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量等指標(biāo)均有所提高，這與張軍等的研究結(jié)果[13]基本一致。當(dāng)植物遭遇低溫脅迫后，本身會產(chǎn)生一定的抗逆保護(hù)作用，其中可溶性糖和可溶性蛋白的含量與植物的抗冷性成正相關(guān)[14]，研究表明，牛心梨、山刺番荔枝、吉夫納番荔枝和AP番荔枝等4個品種的可溶性糖和可溶性蛋白含量均顯著高于大目釋迦和土種番荔枝，說明這4個品種的抗寒性要優(yōu)于大目釋迦和土種番荔枝；MDA含量是鑒別逆境脅迫對植物膜危害程度的重要指標(biāo)之一，牛心梨在低溫脅迫后的MDA含量顯著低于其他供試品種，而山刺番荔枝、吉夫納番荔枝、AP番荔枝的MDA含量均顯著低于大目釋迦和土種番荔枝，這說明牛心梨的抗寒性優(yōu)于其他供試品種，而大目釋迦和土種番荔枝的抗寒力表現(xiàn)較差；SOD和POD是植物細(xì)胞膜的保護(hù)酶，可有效清除植物因逆境脅迫而累積的生物自由基，酶活性越高，植物的抗逆性就越強(qiáng)[15]，供試番荔枝的SOD和POD活性在低溫脅迫后均有所提高，但品種間的活性存在差異，牛心梨、山刺番荔枝、吉夫納番荔枝和AP番荔枝4個品種的SOD和POD活性均顯著高于大目釋迦和土種番荔枝，其中SOD活性最高的是山刺番荔枝，POD活性最高的是牛心梨，說明牛心梨和山刺番荔枝的抗寒性要好于吉夫納番荔枝和AP番荔枝。由此可見，通過分析SOD活性、POD活性、MDA含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量等指標(biāo)的變化程度，可得出各供試番荔枝品種的抗寒能力。

在研究生理生化指標(biāo)的基礎(chǔ)上，觀察植株寒害前后的外觀形態(tài)變化，可進(jìn)一步闡明各供試番荔枝品種抗寒性表現(xiàn)的另一個方面理論依據(jù)。試驗(yàn)調(diào)查顯示，從外觀形態(tài)特征來看，各供試番荔枝在遭受低溫脅迫后，牛心梨和山刺番荔枝的傷害程度最輕，僅傷害到嫩枝和幼葉，傷害等級判定為0～1級；吉夫納番荔枝和AP番荔枝的細(xì)弱枝梢全部干枯，部分老葉脫落，傷害等級判定為1級；大目釋迦葉片全部脫落，多數(shù)末節(jié)枝梢和少量一級分枝枝梢干枯死亡，傷害等級判定為2級；土種番荔枝葉片全部脫落，枝梢全部干枯死亡，40%植株傷害到主干枝，傷害等級判定為2～3級。

番荔枝起源于熱帶地區(qū)，對低溫較為敏感，易受寒害，了解各個番荔枝品種的抗寒能力并推測其可能的生態(tài)分布區(qū)域，有利于加強(qiáng)引種和推廣工作的針對性和區(qū)域性。綜上所述，本試驗(yàn)通過自然低溫脅迫，對6個供試番荔枝品種的生理生化和外觀形態(tài)等指標(biāo)進(jìn)行分析，初步探究各個番荔枝品種的抗寒性。結(jié)果表明，牛心梨、山刺番荔枝、吉夫納番荔枝和AP番荔枝等4個品種均適宜于廣西中南部區(qū)域田間種植。供試番荔枝抗寒性最強(qiáng)的是牛心梨和山刺番荔枝，其次是吉夫納番荔枝和AP番荔枝，再次是大目釋迦，抗寒性最差的是土種番荔枝。如果在廣西中南部發(fā)展大目釋迦或土種番荔枝，大田栽培則需要輔助一定的設(shè)施才能抵御極低溫天氣的危害。

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