取樣部位對6個草莓品種低溫半致死溫度的影響

楊馥霞　湯玲　賀歡　孔芬　王衛(wèi)成

摘要：以草莓品種紅顏、甘露、隋珠、京藏香、寧玉、蒙特瑞草莓為試材，模擬研究不同低溫脅迫下6個品種葉片和根系相對電導(dǎo)率（REC）的變化，并根據(jù)低溫半致死溫度的高低進(jìn)行耐寒性研究。結(jié)果表明，隨著處理溫度的降低，紅顏、甘露、隋珠、京藏香、寧玉、蒙特瑞的葉片和根系的細(xì)胞傷害率呈 S 形曲線，耐寒性從強到弱依次為寧玉、甘露、紅顏、隋珠、蒙特瑞、京藏香。對于草莓葉片和根系來說，耐寒性強弱相差不大。

關(guān)鍵詞：草莓;Logistic方程;低溫半致死溫度

中圖分類號：S668.4? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? 文章編號：1001-1463（2019）12-0031-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2019.12.008

Effect of Freezing Temperature on the Quality of Wild Sonchus brachyotus DC.

ZHANG Hai-yan 1，2， KANG Sanjiang 1，2， GOU Lina 1，2， YUAN Jing 1，2， SONG Juan 1，2

（（1. Agricultural Product Storage and Processing Research Institute， Gansu Academy of Agricultural Science， Lanzhou Gansu 730070，China;2.Innovative Center for Storage and Processing Technology of fruits and vegetables in Gansu， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract：In this study，the effects of different freezing temperatures （-20， -30， -40 ℃） on the quality of wild Sonchus brachyotus DC. were studied. The results showed that the time of Sonchus brachyotus DC. passing through the largest ice crystal formation zone was the shortest under the freezing condition of -40 ℃， about 15.8 min;Followed by the time of -30 ℃ for 29.6 min; The passing through the largest ice crystal formation zone was longest under the freezing condition of -20 ℃， about 89.6 min. The effects of three different freezing temperature on the color and hardness of the Sonchus brachyotus DC. were significant. The frozen Sonchus brachyotus DC. had the best color and the minimum hardness loss rate at -30 ℃， the -40 ℃ was the second， the -20 ℃ had the worst color， and the maximum hardness loss rate. Comprehensive comparison showed that the quality of the Sonchus brachyotus DC. at -30 ℃ was better than the other freezing temperatures.

Key words： Freezing temperature;Wild Sonchus brachyotus DC.;Freezing rate;Quality

低溫是設(shè)施草莓栽培中主要的環(huán)境障礙因子之一，嚴(yán)重影響草莓的產(chǎn)量和品質(zhì)[1 ]。對溫室草莓耐寒性的評價已成為草莓抗性育種的研究重點，研究其耐寒性，培育耐寒品種，在生產(chǎn)上具有重要的現(xiàn)實意義。電導(dǎo)法通過測定植物組織細(xì)胞外滲液，配以Logistic方程計算低溫半致死溫度（LT50），并以此評價植物的抗寒性 [2 ]，能準(zhǔn)確反映植物能忍受的低溫極限，從而評價植物抗寒性的強弱[3 ]，是便捷、快速、靈敏測定植物抗寒性的方法之一，屬于比較經(jīng)典的抗寒性鑒定方法，目前采用較多，可信度高[4 ]。

關(guān)于草莓的抗寒性，楊鳳翔等[5 ]運用主成分分析綜合評價與低溫半致死溫度對9個草莓品種抗寒性排序發(fā)現(xiàn)，結(jié)果基本一致。馮穎等[6 ]用電導(dǎo)法配合 Logistic 方程對3個草莓品種的抗寒性進(jìn)行比較。有學(xué)者利用低溫半致死溫度確定草莓花的抗寒能力[7 ]。萬清林[8 ]曾用電導(dǎo)法測試草莓根、芽、葉的細(xì)胞膜透性，得出不同品種和種苗的電導(dǎo)率差異大，認(rèn)為抗寒性的差別與膜的透性是一致的。對于草莓來說，采樣部位不同是否會影響低溫半致死溫度還未見相關(guān)報道。我們以6個草莓品種的葉片和根為材料，通過室內(nèi)人工模擬低溫的處理方法，測定不同低溫處理下電解質(zhì)外滲率，配合 Logistic方程求得各品種的半致死溫度，以初步判斷不同部位在低溫半致死溫度上的差異，為草莓資源抗寒性篩選提供參考。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗材料

以草莓品種紅顏、甘露、隋珠、京藏香、寧玉、蒙特瑞為試驗材料。每個品種選100株生長一致長勢健壯的植株，定植于高12 cm、直徑12 cm的黑色營養(yǎng)缽中，以草炭土為基質(zhì)，在甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院智能溫室進(jìn)行統(tǒng)一水肥管理。

1.2? ?試驗方法

定植120 d后在人工培養(yǎng)箱中經(jīng)4 ℃低溫鍛煉12 h，期間無光照，用低溫培養(yǎng)箱（型號：LRH-250CB，上海一恒科學(xué)儀器有限公司）對草莓苗進(jìn)行低溫處理，控溫精度±1 ℃。每個溫度下處理3株。處理溫度分別為4（CK）、0、-3、-6、-9、-12、-15 ℃。以4.0 ℃/h的速度升降溫，至設(shè)定溫度后保持12 h，溫度回升至4 ℃ 12 h后取出并采集新葉展開后第2、3片葉，依次用自來水、蒸餾水和去離子水沖洗，用濾紙吸干表面水分。葉片相似部位用打孔器取小圓片，準(zhǔn)確稱量1 g，重復(fù)3次，同時稱量洗凈根系1 g，重復(fù)3次。放入三角瓶中加入20 mL去離子水，封口膜封口后移入搖床中震蕩3 h，用DDS-307A型電導(dǎo)儀測量電導(dǎo)率值（R），再放入沸水水浴15 min，冷卻后測定電導(dǎo)值（R0）。

根據(jù)仝月澳等[9 ]的方法，將在不同溫度下測定的電導(dǎo)率分別乘以相應(yīng)的校正值。按張憲政等[10 ]介紹的方法計算出相對電解質(zhì)滲出率，即細(xì)胞傷害率。

細(xì)胞傷害率=[（R-CK）/（R0-CK）]×100%

轉(zhuǎn)換細(xì)胞傷害率（y’）=ln[（k- y）/y]

將Logistic方程y=k/（1+ ae-bt）轉(zhuǎn)化為 ln（k- y）/y=lna- bt，令 y’=ln（k-y）/y，則變成轉(zhuǎn)化細(xì)胞傷害率（y’）與處理溫度t的直線方程y’= lna-bt，通過直線回歸求出a，b值及半致死溫度。式中y為實測細(xì)胞傷害率;t代表冷凍溫度;k為細(xì)胞傷害率的飽和容量，本試驗中為100。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?不同低溫下電解質(zhì)滲出率變化

從圖1、圖2可以看出，隨著處理溫度的降低，供試6個草莓品種的葉片、根系電解質(zhì)滲出率變化趨勢較為一致，均呈“S”形曲線。葉片電解質(zhì)滲出率上升速率差異較大。

0 ℃處理時，各品種葉片電解質(zhì)滲出率幾乎沒有變化;在-3～-6 ℃低溫脅迫下，隨溫度的降低，電解質(zhì)滲出率緩慢升高;溫度在-6～-9 ℃時，除寧玉外，其余品種電解質(zhì)滲出率均表現(xiàn)為快速上升，尤其以蒙特瑞上升迅速，上升幅度最大，說明細(xì)胞電解質(zhì)滲出變多，細(xì)胞膜受到了不可逆的傷害加劇;在-9～-15 ℃低溫脅迫下，除寧玉外，其它各品種上升緩慢并逐漸趨于穩(wěn)定，其中蒙特瑞、隋珠和紅顏呈下降趨勢，說明此時葉片已經(jīng)受到最大的傷害。

根系電解質(zhì)滲出率也是前期（0～-6 ℃）變化平緩，-6～-9 ℃快速上升，-9 ℃后除寧玉和甘露外，其余品種上升緩慢并逐漸趨于穩(wěn)定。

2.2? ?LT50比較

運用Logistic方程，根據(jù)供試材料在模擬低溫處理下轉(zhuǎn)化細(xì)胞傷害率計算出各品種的葉片和根系的半致死溫度。各品種電解質(zhì)滲出率隨著溫度的降低而不斷升高，呈負(fù)相關(guān)，葉片擬合度R2在0.867 4以上（表1），根系擬合度R2在0.881 0以上（表2）。由表1可見，經(jīng)葉片轉(zhuǎn)化細(xì)胞傷害率得到的各品種半致死溫度在-12.26～-8.22 ℃，最低值與最大值相差4.04 ℃。半致死溫度高于-9 ℃的有蒙特瑞（-8.86 ℃）、京藏香（-8.22 ℃）;半致死溫度在-10～-9 ℃的有紅顏（-9.82 ℃）、隋珠（-9.56 ℃）;半致死溫度在-10 ℃以下的有甘露（-10.16 ℃）、寧玉（-12.26 ℃）。就僅葉片而言，寧玉的半致死溫度最低，京藏香的半致死溫度最高。

經(jīng)根系轉(zhuǎn)化細(xì)胞傷害率得到各品種的半致死溫度在-11.33～-8.61 ℃，兩者相差2.72 ℃。半致死溫度高于-9 ℃的有蒙特瑞（-8.83 ℃）、京藏香（-8.61 ℃）;半致死溫度在-10～-9℃的有紅顏（-9.35 ℃）、隋珠（-9.24 ℃）;半致死溫度在-10 ℃以下的有甘露（-10.36 ℃）、寧玉（-11.33 ℃）。與對葉片的觀測結(jié)果一致，寧玉的半致死溫度最低，京藏香的半致死溫度最高（表2）。

3? ?小結(jié)與討論

運用電導(dǎo)法結(jié)合Logistic 方程計算植物低溫半致死溫度，一般通過測定離體葉片的電導(dǎo)率來計算半致死溫度，但有學(xué)者認(rèn)為草本植物的耐寒力主要取決于根系耐寒力的強弱[11 - 12 ]。本試驗測定了6個草莓品種葉片和根系電解質(zhì)滲透率，結(jié)果顯示，不同器官對低溫脅迫的敏感程度不同，但葉片和根系半致死溫度結(jié)果一致，寧玉的半致死溫度最低，抗寒力最強，京藏香的半致死溫度最高，抗寒力最弱。6個品種的耐寒性強弱依次為寧玉、甘露、紅顏、隋珠、蒙特瑞、京藏香。對于葉片和根系來說，其耐寒性基本一致，相對來說，葉片的半致死溫度高于根系。

有學(xué)者認(rèn)為，人工模擬低溫環(huán)境存在一定的局限性，不可能完全反映自然環(huán)境變化，且試驗材料的選擇也會影響試驗結(jié)果，一般試驗所得的結(jié)果比實際中的半致死溫度偏低[13 - 14 ]，所以利用半致死溫度反映植物耐寒性時應(yīng)結(jié)合田間表現(xiàn)綜合考慮。

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（本文責(zé)編：陳? ? 珩）

收稿日期：2019 - 08 - 27

基金項目：甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院中青年基金項目（2016GAAS48）（2017GAAS80）。

作者簡介：楊馥霞（1986 — ），女，甘肅白銀人，研究實習(xí)員，主要從事草莓栽培研究工作。聯(lián)系電話：（0）15109319746。Email：yangfu.xia@163.com。

通信作者：王衛(wèi)成（1968 — ），男，甘肅白銀人，副研究員，主要從事草莓育種研究工作。聯(lián)系電話：（0）13919430750。Email：wang216630@sohu.com。