全 文 ：西北林学院学报 ２０１５，３０（２）：１００～１０４
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－７４６１．２０１５．０２．１７
美洲黑杨×青杨派杂种无性系苗期抗寒性的鉴定与筛选
收稿日期：２０１４－０５－２９ 修回日期：２０１４－０７－０２
基金项目：国家林业局林业公益性行业科研专项（２０１４０４１１３）。
作者简介：李晓东，男，在读硕士，研究方向：林木遗传育种林业生物技术。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｘｉａｏｄｏｎｇ２６８＠１６３．ｃｏｍ
＊通信作者：樊军锋，男，博士，研究员，研究方向：杨树新品种选育及油松遗传改良。Ｅ－ｍａｉｌ：ｆａｎｊｆ２８＠１６３．ｃｏｍ
李晓东１，樊军锋１＊，邱 兴１，吕小锋２
（１．西北农林科技大学 林学院，陕西 杨陵７１２１００；２．陇县八渡林场，陕西 陇县７２１２００）
摘 要：以美洲黑杨×青杨派７个杂种无性系与中绥１２和陕林４号２个对照无性系的１年生休眠
苗为试验材料，分别测定了各无性系枝条的失水率、半致死温度、丙二醛（ＭＤＡ）与可溶性蛋白含量
以及ＳＯＤ与ＰＯＤ酶活性共６项指标，依据各项测定指标对各无性系抗寒性进行综合分析与鉴定。
结果表明：各无性系间抗寒性差异极显著（ｐ＜０．０１），抗寒性大小依次为０７－６９×青１＞０６－５７×川１
＞０６－６９×卜１＞中绥１２＞０７－西大寨×卜１＞陕林４号＞０８－６９×青２＞０８－６９×青４＞Ｅ２４－０１；无性
系０７－６９×青１在６个抗寒鉴定指标的评价结果中均表现最好，属于抗寒无性系，可为杨树生产和
育种提供参考。
关键词：美洲黑杨；杂种；半致死温度；抗寒性；鉴定；筛选
中图分类号：Ｓ７９２．１１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００１－７４６１（２０１５）０２－０１００－０５
Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ Ｃｏｌｄ Ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｈｙｂｒｉｄｓ ｏｆ
Ｐｏｐｕｌｕｓ ｄｅｌｔｏｉｄｓ×Ｓｅｃｔｉｏｎ ｔａｃａｍａｈａｃａ
ＬＩ Ｘｉａｏ－ｄｏｎｇ１，ＦＡＮ Ｊｕｎ－ｆｅｎｇ１＊，ＱＩＵ Ｘｉｎｇ１，ＬＹＵ Ｘｉａｏ－ｆｅｎｇ２
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ａ＆Ｆ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ，Ｓｈａａｎｘｉ ７１２１００，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｂａｄｕ Ｆｏｒｅｓｔ Ｆａｒｍ ｏｆ Ｌｏｎｇｘｉａｎ Ｃｏｕｎｔｙ，Ｌｏｎｇｘｉａｎ，Ｓｈａａｎｘｉ ７２１２００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ ７ｈｙｂｒｉｄｓ ｏｆ Ｐ．ｄｅｌｔｏｉｄｅｓ×Ｓｅｃｔｉｏｎ ｔａｃａｍａｈａｃａ ａｎｄ ｔｗｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｌｏｎｅｓ（Ｚｈｏｎｇｓｕｉ １２，
Ｓｈａａｎｘｉ Ｎｏ．４）ａｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，６ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｏｎｅ－ｙｅａｒ－ｏｌｄ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｗｅｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ，ｉｎｃｌｕ－
ｄｉｎｇ ｄｅｈｙｄｒａｔｉｏｎ ｒａｔｅ，ＬＴ５０，ＭＤＡ ａｎｄ ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｃｏｎｔｅｎｔｓ，ＳＯＤ，ａｎｄ ＰＯＤ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ．Ｔｈｅ ｃｏｌｄ ｔｏｌ－
ｅｒａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｌｏｎｅｓ ｗａｓ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ ｃｏｍｐａｒｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｏｓｅ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ
ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ｏｂｖｉｏｕｓ ｃｏｌｄ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ｃｌｏｎｅｓ ａｔ ０．０１ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｌｅｖｅｌ，ａｎｄ ｔｈｅ ｏｒｄｅｒ ｗａｓ
０７－６９×Ｐ．ｃａｔｈａｙａｎａ１，０６－５７×Ｐ．ｓｚｅｃｈｕａｎｉｃａ１，０６－６９×Ｐ．ｐｕｒｄｏｍｉｉ １，Ｚｈｏｎｇｓｕｉ１２，０７－Ｗｅｓｔｄａ－ｚｈａｉ×
Ｐ．ｐｕｒｄｏｍｉｉ １，Ｓｈａａｎｘｉ Ｎｏ．４，０８－６９×Ｐ．ｃａｔｈａｙａｎａ ２，０８－６９×Ｐ．ｃａｔｈａｙａｎａ ４，Ｅ２４－０１．Ａｍｏｎｇ ａｌ ｔｈｅ
ｈｙｂｒｉｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，０７－６９×Ｐ．ｃａｔｈａｙａｎａ １ｓｈｏｗｅｄ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｃｏｌｄ ｔｏｌｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｉｔｓ ｓｉｘ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ，
ｗｈｉｃｈ ｂｅｌｏｎｇｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｌｄ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ｃｌｏｎｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｏｕｌｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｓｕｐｐｏｒｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｂｒｅｅｄ－
ｉｎｇ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｐｌａｒ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｐｏｐｕｌｕｓ ｄｅｌｔｏｉｄｓ；ｈｙｂｒｉｄ；ｓｅｍｉ－ｌｅｔｈａｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（ＬＴ５０）；ｃｏｌｄ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ；ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｓｅ－
ｌｅｃｔｉｏｎ
杨树，杨柳科（Ｓａｌｉｃａｃｅａｅ）杨属（Ｐｏｐｕｌｕｓ Ｌ．），
多年生木本植物，乔木，树体高大，雌雄异株［１］，是当
今世界中纬度地区栽培面积最广的一个树种。杨树
用途广泛，既可作为加工业原料，也可作为民用材，
还被广泛用作防护林树种［２］、园林景观树种和能源
树种［３］，越来越受到人们的重视。近年来，随着人工
杂交优良杨树品种和丰产栽培技术的广泛应用，我
国杨树造林面积不断扩大，现已成为世界上杨树人
工林面积最大的国家［４］。但是，在我国北方地区，特
别是“三北”及更高纬度的地区，杨树生长过程中常
会遭到低温胁迫，尤其是在晚秋和早春时期。由于
现有的许多速生丰产系不耐低温，气温的骤降会对
树木产生极大伤害［５］，造成减产甚至绝产，难以充分
发挥其优良特性，低温寒害和冻害已成为我国北方
扩大杨树栽种区域的主要限制因子。
目前评定林木抗寒性的主要指标为形态、生理
生化和代谢指标［６］。植物抗寒性是植物在对低温环
境长期的适应中，通过自身的遗传变异和自然选择
而获得的一种适应性［７］，而其低温适应的过程，与大
量的生理生化反应密切相关［８］，通过对这些生理生
化反应中关键生理指标的检测可以确定植物的抗寒
性。本试验采用人工低温胁迫的方法对西北农林科
技大学林学院杨树良种选育课题组经多年筛选的美
洲黑杨（Ｐｏｐｕｌｕｓ ｄｅｌｔｏｉｄｓ）×青杨派（Ｓｅｃｔｉｏｎ ｔａｃａ－
ｍａｈａｃａ）７个优良杂种无性系进行处理，测定与抗
寒有关的生理指标并进行分析，综合评价它们的抗
寒性，筛选出抗寒力较强的无性系，以期为抗寒优良
新品种的选育、推广和合理开发利用提供理论依据。
１ 材料与方法
１．１ 试验材料
试验以西北农林科技大学林学院杨树良种选育
课题组经多年筛选的美洲黑杨（Ｐｏｐｕｌｕｓ ｄｅｌｔｏｉｄｓ）
×青杨派（Ｓｅｃｔｉｏｎ ｔａｃａｍａｈａｃａ）７个优良杂种无性
系为供试树种，以中绥１２和陕林４号为对照。其
中，中绥１２号是中国林科院林研所及黑龙江省绥化
林业局选育出的速生杨新品种，主干通直，树姿美
观，稳定性好，适应广泛，材质优良，耐严寒；陕林４
号是西北农林科技大学林科院选育出的优良品种，
树干通直，生长迅速，材质好，适应性强，具有较强的
抗寒性。９个样本均取自西北农林科技大学渭河试
验站。于２０１４年１月中旬在试验站苗圃选取各无
性系地径约２ｃｍ、无病虫害的１年生休眠苗１０株，
挂牌标记后带回实验室，用于各项指标的测定。
１．２ 试验处理
将各无性系试验材料剪成２０ｃｍ的枝段，先用
自来水冲洗，再用去离子水漂洗３次，用滤纸吸干，
分成２份，一份置于无暖气的室内用于枝条失水率
的测定，另一份放入塑料自封袋，置于超低温冰箱，
采用梯度降温法进行低温胁迫处理。设定的温度梯
度分别为－１５℃、－２０℃、－２５℃、－３０℃与－３５℃，
并以常温（ＣＫ）为对照。降温速率为４℃·ｈ－１，达
到所需温度后继续维持２４ｈ，每间隔５℃取出一批
枝条用于相对电导率、丙二醛（ＭＤＡ）含量、超氧化
物歧化酶（ＳＯＤ）活性、过氧化物酶（ＰＯＤ）活性和可
溶性蛋白含量的测定。
１．３ 测定方法
１．３．１ 枝条失水率测定 将冲洗干净的各无性系
材料，分别剪成长为１０ｃｍ的枝段，混合均匀，称重
后置于无暖气的室内，每２４ｈ称重１次，连续测定８
ｄ［９］，计算公式为：枝条失水率＝（Ｔ１－Ｔ２）／Ｔ１×
１００％，式中：Ｔ１ 为最初鲜重；Ｔ２ 为测定点重，各无
性系重复３次。
１．３．２ 相对电导率的测定 将低温处理后的各无
性系材料截成０．５ｃｍ的小段，混匀后用去离子水冲
洗３次，分别称取约１ｇ放入锥形瓶中，加入去离子
水２５ｍＬ，摇匀后浸提２４ｈ，用雷磁ＤＤＳ－３０７Ａ型电
导率仪测定其电导率；然后再将样品放入沸水浴中
煮３０ｍｉｎ，取出冷却后摇匀，再用电导率仪测定其
电导率［１０］。计算公式为：相对导电率＝Ｃ１／Ｃ２×
１００％，式中：Ｃ１ 为煮前电导率；Ｃ２ 为煮后电导率，
各无性系重复３次。
１．３．３ 丙二醛（ＭＤＡ）含量测定 采用硫代巴比妥
酸（ＴＢＡ）法［１１］、超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性测定采
用ＮＢＴ光化还原法［１２］、过氧化物酶（ＰＯＤ）活性测
定采用愈创木酚法［１２］、可溶性蛋白含量测定采用考
马斯亮蓝Ｇ－２５０染色法［１１］，各无性系重复３次。
１．４ 数据处理
试验数据采用 Ｅｘｃｅｌ ２００３ 进行处理；采用
ＳＰＳＳ１７．０统计软件对试验数据进行方差分析和多
重比较；半致死温度（ＬＴ５０）采用不同温度处理下的
相对电导率与Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程相结合的方法［１３］，求出
不同类型杨树的低温半致死温度（ＬＴ５０），Ｌｏｇｉｓｔｉｃ
方程的表达式为：ｙ＝ｋ／（１＋ａｅ－ｂｘ）（ａ、ｂ、ｋ均＞０），
式中：ｙ为相对电导率（％），ｘ为处理温度（℃），ｋ为
细胞伤害率的饱和容量，ａ、ｂ为方程参数，ＬＴ５０＝
（ｌｎａ）／ｂ。
２ 结果与分析
２．１ 不同无性系的枝条失水率与抗寒性
枝条失水率是树木越冬能力强弱的标志之一，在
低温条件下抗寒性强的树种常常具有较高的保水能
力［１４］。从表１可以看出，随着处理时间的延长，各无
性系的枝条失水率均呈现增加的趋势，且不同无性系
间的枝条失水率差异极显著（ｐ＜０．０１），无性系０７－６９
×青１的枝条失水率最低，８ｄ后的枝条失水率为
３２．９１％，说明其枝条在冬季保持体内水分能力最强，
抗寒能力最强；无性系０６－５７×川１、０６－６９×卜１、中绥
１０１第２期 李晓东 等：美洲黑杨×青杨派杂种无性系苗期抗寒性的鉴定与筛选
１２的枝条失水率较低，８ｄ后的枝条失水率在３４％～
３７％，保水能力表现较强，抗寒性较强；另外５个无性
系８ｄ后的枝条失水率都在４０％以上，保水能力表现
较差，抗寒性较弱；保水能力最强的无性系０７－６９×青
１的枝条失水率比对照无性系陕林４号和中绥１２分
别低９．７０％和２．９１％。
表１ 不同时间处理对各无性系枝条失水率的影响
Ｔａｂｌｅ １ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄｓ ｏｎ ｄｅｈｙｄｒａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｎｉｎｅ ｐｏｐｌａｒ ｃｌｏｎｅｓ ％
无性系
时间／ｄ
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８
０７－６９×青１ ９．４２ｇ １５．９１ｇ １９．９３ｇ ２３．３３ｇ ２６．１７ｇ ２８．８４ｇ ３１．１０ｇ ３２．９１ｇ
０６－５７×川１ １０．１７ｆ １８．６４ｄ ２０．８４ｆ ２６．６７ｄ ２７．５２ｆ ３１．７０ｅ ３３．６２ｅ ３６．９４ｄ
０８－６９×青４ １３．９０ａ ２２．１０ａ ２８．７５ａ ３１．９６ｂ ３６．９６ａ ３７．６３ｃ ４１．０１ｂ ４２．３３ｂ
Ｅ２４－０１ １３．６６ｂ ２２．４３ａ ２８．４２ａ ３３．５６ａ ３７．０５ａ ３９．８１ａ ４２．７３ａ ４４．４９ａ
０６－６９×卜１ １１．２１ｅ １６．３３ｆ ２１．７７ｅ ２４．７１ｆ ２９．１６ｅ ３０．２３ｆ ３３．２１ｆ ３４．４８ｆ
０７－西大寨×卜１ １２．３０ｃ １９．９０ｃ ２５．３１ｃ ２９．９９ｃ ３３．３３ｄ ３６．１７ｄ ３８．８１ｃ ４０．８８ｃ
陕林４ １４．１０ａ ２１．７７ｂ ２７．７６ｂ ３２．１９ｂ ３４．９８ｃ ３８．０４ｂ ４０．８５ｂ ４２．６１ｂ
０８－６９×青２ １２．５１ｃ ２２．１３ａ ２７．６８ｂ ３３．３３ａ ３５．３１ｂ ３９．５５ａ ４２．６３ａ ４４．７１ａ
中绥１２ １１．８７ｄ １７．９１ｅ ２３．２１ｄ ２５．９１ｅ ２８．９５ｅ ３１．８８ｅ ３４．０６ｄ ３５．８２ｅ
注：同列数据后标不同小写字母表示在０．０１水平下差异极显著。
２．２ 不同低温处理下各无性系的半致死温度（ＬＴ５０）
根据相对电导率的变化趋势结合 Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方
程，求出各无性系的 ＬＴ５０值（表２）。结果表明，各
无性系的 ＬＴ５０差异极显著（ｐ＜０．０１），ＬＴ５０在－
４５℃～－１９℃之间。根据各无性系的ＬＴ５０，可以将
抗寒性大致分为４类：第１类为抗寒性最强的，ＬＴ５０
在－４０℃以下，包括无性系０７－６９×青１和０６－５７×
川１；第２类为抗寒性强的，ＬＴ５０在－３０℃以下，包
括无性系０６－６９×卜１、０７－西大寨×卜１和中绥１２；
第３类为抗寒性较强的，ＬＴ５０在－２６℃左右，包括无
性系陕林４号和０８－６９×青２；第４类为抗寒性较弱
的，ＬＴ５０在－２０℃左右，包括无性系０８－６９×青４和
Ｅ２４－０１。
各无性系按ＬＴ５０从低到高的顺序依次为：０７－
６９×青１＞０６－５７×川１＞０６－６９×卜１＞ 中绥１２
＞０７－西大寨×卜１＞ 陕林４号 ＞０８－６９×青２＞
０８－６９×青４＞ Ｅ２４－０１。其中无性系０７－６９×青１
的ＬＴ５０最低，抗寒性最强；无性系Ｅ２４－０１的 ＬＴ５０
最高，抗寒性最弱。０７－６９×青１与Ｅ２４－０１ ２个无性
系的ＬＴ５０差值达到２５℃左右，可见，９个无性系间
抗寒性差异较大，可进行无性系间选择。
表２ 低温处理下各无性系的Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程及其半致死温度
Ｔａｂｌｅ ２ Ｌｏｇｉｓｔｉｃ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｉｎｅ ｐｏｐｌａｒ ｃｌｏｎｅｓ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ ＬＴ５０
无性系 回归方程 半致死温度（ＬＴ５０）／℃ 拟合度Ｒ２
０７－６９×青１ ｙ＝８５．０５９ １／（１＋２．２０３ １ｅ－０．０１７ ７ｘ） －４４．６３ｈ ０．９７８ ０＊＊
０６－５７×川１ ｙ＝１０２．１４３ ３／（１＋３．２５８ ４ｅ－０．０２８ ６ｘ） －４１．３０ｇ ０．９６１ ９＊＊
０８－６９×青４ ｙ＝９９．１４６ ５／（１＋２．４３９ ０ｅ－０．０３９ ５ｘ） －２２．５７ｂ ０．９８４ ５＊＊
Ｅ２４－０１ ｙ＝９８．８３４ １／（１＋２．６４８ ８ｅ－０．０４９ ８ｘ） －１９．５６ａ ０．９７２ ５＊＊
０６－６９×卜１ ｙ＝９９．３３５ ４／（１＋２．９５０ ３ｅ－０．０２９ ７ｘ） －３６．４３ｆ ０．９６０ ７＊＊
０７－西大寨×卜１ ｙ＝１０２．８６４ １／（１＋３．１５７ ９ｅ－０．０３６ ６ｘ） －３１．４２ｄ ０．９７７ １＊＊
陕林４号 ｙ＝１００．０００ ３／（１＋２．４５０ ０ｅ－０．０３４ １ｘ） －２６．２８ｃ ０．９８２ ６＊＊
０８－６９×青２ ｙ＝９８．３８４ ０／（１＋２．４５９ ６ｅ－０．０３７ ４ｘ） －２６．０６ｃ ０．９７７ ４＊＊
中绥１２ ｙ＝９８．７７９ ４／（１＋２．９９３ ０ｅ－０．０３２ ７ｘ） －３３．５３ｅ ０．９５８ ７＊＊
注：＊、＊＊分别表示拟合度达显著或极显著水平。
２．３ 不同低温胁迫对各无性系生理指标的影响
２．３．１ 不同温度处理下各无性系生理指标的变化
分别测定不同温度下各无性系枝条中丙二醛（ＭＤＡ）
和可溶性蛋白（ＳＰ）的含量以及ＳＯＤ和ＰＯＤ的酶活
性，取其平均值列于表３。由表３可知，不同低温处理
下各无性系枝条中的丙二醛（ＭＤＡ）、可溶性蛋白
（ＳＰ）、ＳＯＤ和ＰＯＤ这４个生理指标差距明显，无性
系０７－６９×青１枝条中的可溶性蛋白（ＳＰ）含量及
ＳＯＤ和ＰＯＤ活性始终明显高于其他８个无性系，丙
二醛（ＭＤＡ）含量则始终低于其他无性系。其中无性
系０７－６９×青１枝条中的丙二醛（ＭＤＡ）含量比对照
无性系陕林４号和中绥１２分别低３５．８４％和
１７．６６％，可溶性蛋白（ＳＰ）含量比对照无性系陕林４
号和中绥１２分别高７０．６０％和１２．９０％；ＳＯＤ活性比
对照无性系陕林４号和中绥１２分别高１９．４９％和
８．０５％；ＰＯＤ活性比对照无性系陕林４号和中绥１２
分别高３９．８２％和２３．５５％。丙二醛（ＭＤＡ）的含量与
植物抗寒性呈负相关［１５］，抗寒性强的无性系ＳＯＤ和
ＰＯＤ等酶活性较高［１６］，由此可以推断，无性系０７－６９
×青１的抗寒性较其他强。
２０１ 西北林学院学报 ３０卷
表３ 低温处理对各无性系生理指标的影响
Ｔａｂｌｅ ３ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｔｒｅｓｓ ｏｎ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｏｆ ｎｉｎｅ ｐｏｐｌａｒ ｃｌｏｎｅｓ
无性系Ｃｌｏｎｅｓ ＭＤＡ／（ｍｍｏｌ·ｇ－１） ＳＰ／（ｍｇ·ｇ－１） ＳＯＤ／（Ｕ·ｇ－１·ｈ－１） ＰＯＤ／（Ｕ·ｇ－１·ｍｉｎ－１）
０７－６９×青１ ６．４８±０．２６ｅ １５．３２±０．５６ａ ２８２±５．３ａ ４ ８８４±８２ａ
０６－５７×川１ ６．７５±０．４７ｅ １２．７９±０．３４ｂ ２６９±３．５ａｂ ３ ６６５±２７ｅ
０８－６９×青４ １４．２１±０．７７ａ ８．４５±０．２５ｄ ２０６±５．２ｄ ２ ９５３±３２ｈ
Ｅ２４－０１ １３．８７±０．５４ａ １０．９７±０．１５ｃ ２０３±２．０ｄ ２ ７７０±６４ｉ
０６－６９×卜１ ８．１３±０．２０ｄ １４．６６±０．７５ａ ２７６±２．５ａｂ ４ ４８８±７８ｂ
０７－西大寨×卜１ １０．３０±０．２３ｃ １１．３４±０．６９ｃ ２２９±８．１ｃ ４ １６５±５７ｃ
陕林４号 １０．１０±０．３３ｃ ８．９８±０．２０ｄ ２３６±８．５ｃ ３ ４９３±３７ｆ
０８－６９×青２ １２．１７±０．５１ｂ ８．０６±０．１７ｄ ２０９±５．５ｄ ３ ２７４±４３ｇ
中绥１２ ７．８７±０．２６ｄ １３．５７±０．３４ｂ ２６１±７．８ｂ ３ ９５３±６４ｄ
注：同列数据后标不同小写字母表示在０．０１水平下差异极显著。
２．３．２ 不同温度处理下抗寒无性系０７－６９×青１生
理指标的变化 在低温胁迫下，无性系０７－６９×青１
枝条中丙二醛（ＭＤＡ）和可溶性蛋白（ＳＰ）含量、
ＳＯＤ和ＰＯＤ活性如表４所示，通过对不同温度处
理后各项生理指标的方差分析可知，低温胁迫下无
性系０７－６９×青１枝条中丙二醛（ＭＤＡ）和可溶性蛋
白（ＳＰ）含量、ＳＯＤ和ＰＯＤ活性在各温度处理条件
下差异极显著（ｐ＜０．０１）。
无性系０７－６９×青１枝条中，丙二醛含量变化趋
势表现为丙二醛含量随着处理温度的降低而升高，
呈现为“Ｓ”型曲线，在－３５℃处理时丙二醛的含量
达到峰值，为９．８９ｍｍｏｌ·ｇ－１，与对照相比，其相对
增幅为２８９．３７％；可溶性蛋白含量随着处理温度的
降低，呈现先升高后下降的趋势，在－２５℃处理时可
溶性蛋白的含量达到峰值，为１７．８７ｍｇ·ｇ－１，与对
照相比，其相对增幅为３０．７２％；在低温处理下，
ＳＯＤ活性随着处理温度的降低先升高后下降，在
－２５℃处理时ＳＯＤ活性达到峰值，为３３５Ｕ·ｇ－１
·ｈ－１，与对照相比，其相对增幅为４３．１６％；在低温
处理下，ＰＯＤ活性随着处理温度的降低先升高后下
降，在－２５℃处理时ＰＯＤ活性达到峰值，为６０１０Ｕ
·ｇ－１ · ｍｉｎ－１，与 对 照 相 比，其 相 对 增 幅 为
７７．７１％。由此推断，低温胁迫造成了无性系０７－６９
×青１枝条细胞内的剧烈损伤，细胞膜脂过氧化作
用增强，使得膜质过氧化产物丙二醛（ＭＤＡ）含量增
加，并导致了枝条细胞内可溶性蛋白（ＳＰ）含量及
ＳＯＤ和ＰＯＤ等保护酶活性的变化。
表４ 低温处理对０７－６９×青１生理指标的影响
Ｔａｂｌｅ ４ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｔｒｅｓｓ ｏｎ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｏｆ ０７－６９×Ｐ．ｃａｔｈａｙａｎａ１
温度／℃ ＭＤＡ／（ｍｍｏｌ·ｇ－１） ＳＰ／（ｍｇ·ｇ－１） ＳＯＤ／（Ｕ·ｇ－１·ｈ－１） ＰＯＤ／（Ｕ·ｇ－１·ｍｉｎ－１）
ＣＫ ２．５４±０．０７ｆ １３．６７±０．１９ｄ ２３４±４．７ｅ ３ ３８２±３６ｅ
－１５ ３．３５±０．１１ｅ １４．３４±０．２３ｃ ２５４±９．０ｄ ４ ４２５±９３ｄ
－２０ ５．７４±０．１３ｄ １５．８５±０．１５ｂ ２７８±７．６ｃ ４ ６４６±２８ｃ
－２５ ８．０４±０．１７ｃ １７．８７±０．３９ａ ３３５±８．３ａ ６ ０１０±１２４ａ
－３０ ９．３２±０．０５ｂ １５．６６±０．３０ｂ ３０７±３．２ｂ ５ ４８４±５６ｂ
－３５ ９．８９±０．２１ａ １４．５２±０．１１ｃ ２８４±８．０ｃ ５ ３５５±７０ｂ
注：同列数据后标不同小写字母表示在０．０１水平下差异极显著。
２．４ 不同鉴定指标间的相关性分析
表５反映了半致死温度（ＬＴ５０）、枝条失水率、
ＭＤＡ、ＳＯＤ、ＰＯＤ和可溶性蛋白共６个生理指标的
相关系数矩阵，从表５得知，半致死温度（ＬＴ５０）、枝
条失水率都与 ＭＤＡ 含量呈极显著正相关，但与可
溶性蛋白、ＳＯＤ和ＰＯＤ均呈极显著负相关，相关系
数均达０．７５以上，由此说明，半致死温度（ＬＴ５０）和
枝条失水率这两项指标能较大程度反映出材料的抗
寒能力，且各个生理指标间具有较大的相关性。
３ 结论与讨论
细胞膜作为细胞对外界的屏障，在植物遭受低
温胁迫时，其膜脂物相会发生变化［１７］，同时，植物为
了避免冻害，提高自身的抗寒能力，会使机体的保水
力、渗透调节物质、细胞膜透性、膜质过氧化产物以
及抗氧化物酶系等产生一系列相应的变化［１８］。本
研究结果表明：各无性系的枝条失水率、丙二醛
（ＭＤＡ）含量与其半致死温度（ＬＴ５０）呈现极显著正
相关，这与杨敏生［１４］等的研究结果相一致。一般认
为可溶性蛋白作为一种低温诱导蛋白，随着低温锻
炼的进行，其含量与植物的抗寒性呈正比［１９］，本研
究也证实了这种结果；此外，ＳＯＤ和ＰＯＤ酶活性与
其半致死温度（ＬＴ５０）也呈极显著负相关，这说明，
运用上述这些指标均可以准确反映和鉴定无性系的
抗寒力，可以作为杨树抗寒性评价的有效指标。
３０１第２期 李晓东 等：美洲黑杨×青杨派杂种无性系苗期抗寒性的鉴定与筛选
表５ 各抗寒指标间的相关系数矩阵
Ｔａｂｌｅ ５ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｍａｔｒｉｘ
项目 半致死温度ＬＴ５０ 枝条失水率 ＭＤＡ ＳＯＤ ＰＯＤ 可溶性蛋白
半致死温度ＬＴ５０ １．０００ ０
枝条失水率 ０．８９２ ７＊＊ １．０００ ０
ＭＤＡ ０．９３７ ９＊＊ ０．８６７ ０＊＊ １．０００ ０
ＳＯＤ －０．９１９ ４＊＊ －０．９４１ ２＊＊ －０．９４２ ４＊＊ １．０００ ０
ＰＯＤ －０．８５４ ７＊＊ －０．８５０ ０＊＊ －０．８２０ ５＊＊ ０．８４１ ６＊＊ １．０００ ０
可溶性蛋白 －０．８００ ８＊＊ －０．９１６ ４＊＊ －０．７８５ ６＊＊ ０．８６５ ２＊＊ ０．７９１ ９＊＊ １．０００ ０
注：＊ 为差异显著，＊＊ 为差异极显著。
本研究利用枝条失水率、半致死温度、丙二醛含
量、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶活性和过氧化
物酶活性等６项生理指标对９个供试杨树无性系抗
寒性进行综合评价，结果表明：９个供试杨树无性系
的抗寒能力由大到小依次为０７－６９×青１＞０６－５７
×川１＞０６－６９×卜１＞ 中绥１２＞０７－西大寨×卜
１＞ 陕林４号 ＞０８－６９×青２＞０８－６９×青４＞
Ｅ２４－０１。其中，无性系０７－６９×青１在９个供试的杨
树无性系中具有最强的抗寒能力，其半致死温度
（ＬＴ５０）更是达到－４５℃左右，对低温的适应能力要
远强于抗寒性较好的对照品种陕林４号和中绥１２，
表明无性系０７－６９×青１可作为杨树耐寒品种，在我
国北方地区或“三北”及其以外更高纬度的地区进行
推广栽培；亦可作为优良种质资源，进行抗寒新品种
的选育。
参考文献：
［１］ 张志毅，于雪松．杨树生殖生物学研究进展［Ｊ］．北京林业大学
学报，２０００，２２（６）：６９－７４．
ＺＨＡＮＧ Ｚ Ｙ，ＹＵ Ｘ Ｓ．Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｂｉｏｌｏｇｙ ｏｆ
ｐｏｐｌａｒｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０００，２２
（６）：６９－７４．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［２］ 张德强，张志毅，杨凯．杨树分子标记研究进展［Ｊ］．北京林业大
学学报，２０００，２２（６）：７９－８４．
ＺＨＡＮＧ Ｄ Ｑ，ＺＨＡＮＧ Ｚ Ｙ，ＹＡＮＧ Ｋ．Ａｄｖａｎｃｅｓ ｏｆ ｍｏｌｅｃｕ－
ｌａｒ ｍａｒｋｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ｉｎ ｐｏｐｌａｒ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｆｏｒｅｓｔ－
ｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０００，２２（６）：７９－８４．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［３］ ＨＡＳＥＧＡＷＡ Ｐ Ｍ，ＢＲＥＳＳＡＮ Ｒ Ａ，ＰＡＲＤＯ Ｊ Ｍ．Ｔｈｅ ｄａｗｎ
ｏｆ ｐｌａｎｔ ｓａｌｔ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ｇｅｎｅｔｉｃｓ［Ｊ］．Ｔｒｅｎｄｓ ｉｎ Ｐｌａｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ，
２０００，５（８）：３１７－３１９．
［４］ 林善枝，张志毅．杨树抗冻性的研究现状［Ｊ］．植物学通报，
２００１，１８（３）：３１８－３２４．
［５］ 胡建芳，陈建中，姚延梼．杨树抗寒性研究进展［Ｊ］．世界林业研
究，２０１１，２４（３）：３２－３６．
ＨＵ Ｊ Ｆ，ＣＨＥＮ Ｊ Ｚ，ＹＡＯ Ｙ Ｔ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｃｏｌｄ ｒｅ－
ｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｐｏｐｌａｒ［Ｊ］．Ｗｏｒｌｄ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２０１１，２４
（３）：３２－３６．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［６］ 史清华，高建社，王军，等．５个杨树无性系抗寒性的测定与评
价［Ｊ］．西北植物学报，２００３，２３（１１）：１９３７－１９４１．
ＳＨＩ Ｑ Ｈ，ＧＡＯ Ｊ Ｓ，ＷＡＮＧ Ｊ，ｅｔ ａｌ．Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｖａｌ－
ｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｌｄ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ５ｐｏｐｌａｒ ｃｌｏｎｅｓ［Ｊ］．Ａｃｔａ Ｂｏｔａｎｉｃａ
Ｂｏｒｅａｌｉ－Ｏｃｃｉｄｅｎｔａｌｉａ Ｓｉｎｉｃａ ，２００３，２３（１１）：１９３７－１９４１．（ｉｎ
Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［７］ 陈立松，刘星辉．果树逆境生理［Ｍ］．北京：中国农业出版社，
２００３．
［８］ ＨＵＧＨＥＳ Ｍ Ａ，ＤＵＮＮ Ｍ Ａ．Ｔｈｅ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｂｉｏｌｏｇｙ ｏｆ ｐｌａｎｔ
ａｃｃｌｉｍａｔｉｏｎ ｔｏ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ
Ｂｏｔａｎｙ，１９９６，４７（３）：２９１－３０５．
［９］ 李夷平，孙慧珍，李海朝．移栽兴安落叶松幼树水分饱和亏缺及
保水力初步研究［Ｊ］．林业科技，２００９，３４（６）：１１－１３．
［１０］ 周永学，龚月桦，樊军锋．４种松树抗寒性的比较［Ｊ］．西北林
学院学报，２０１１，２６（５）：６９－７１．
ＺＨＯＵ Ｙ Ｘ，ＧＯＮＧ Ｙ Ｈ，ＦＡＮ Ｊ Ｆ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｎ ｃｏｌｄ ｒｅ－
ｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ４ｐｉｎｅ ｃｏｎｉｆｅｒｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１１，２６（５）：６９－７１．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１１］ 邹琦．植物生理学实验指导［Ｍ］．北京：中国农业出版社，
２０００．
［１２］ 李合生．植物生理生化实验原理和技术［Ｍ］．北京：高等教育
出版社，２００４．
［１３］ 王飞，陈登文，高爱琴，等．杏品种一年生休眠枝、花、幼果抗寒
的相关分析［Ｊ］．西北植物学报，１９９９，１９（４）：６１８－６２２．
［１４］ 杨敏生，王春荣，裴保华．白杨杂种无性系的抗寒性［Ｊ］．东北
林业大学学报，１９９７，２５（４）：２０－２３．
ＹＡＮＧ Ｍ Ｓ，ＷＡＮＧ Ｃ Ｒ，ＰＥＩ Ｂ Ｈ．Ｃｏｌｄ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｈｙ－
ｂｒｉｄ ｃｌｏｎｅ ｏｆ ｗｈｉｔｅ ｐｏｐｌａｒ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，１９９７，２５（４）：２０－２３．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１５］ 任建伟．引进优良杨树杂种无性系组培繁殖及抗寒性研究
［Ｄ］．保定：河北农业大学，２０１１．
［１６］ 杨敏生，裴保华，程志鹏．白杨杂种无性系抗寒性生理指标动
态分析［Ｊ］．植物生态学报，１９９７，２１（４）：３６７－３７５．
ＹＡＮＧ Ｍ Ｓ，ＰＥＩ Ｂ Ｈ，ＣＨＥＮＧ Ｚ Ｐ．Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃ ｉｎｄｅｘｅｓ ｏｆ
ｃｏｌｄ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｉｎ ｈｙｂｒｉｄ ｗｈｉｔｅ ｐｏｐｌａｒ ｃｌｏｎｅｓ［Ｊ］．Ａｃｔａ Ｐｈｙｔｏ－
ｅｃｏｌｏｇｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ，１９９７，２１（４）：３６７－３７５．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１７］ 沈漫，王明庥，黄敏仁．植物抗寒机理研究进展［Ｊ］植物学通
报，１９９７，１４（２）：１－８．
［１８］ 邱乾栋，吕晓贞，臧德奎，等．植物抗寒生理研究进展［Ｊ］．山东
农业科学，２００９，８：５３－５７．
［１９］ 高京草，王长柱，王进国，等．枣树抗寒性测定方法研究［Ｊ］．西
北林学院学报，２０１１，２６（５）：７２－７５．
ＧＡＯ Ｊ Ｃ，ＷＡＮＧ Ｃ Ｚ，ＷＡＮＧ Ｊ Ｇ，ｅｔ ａｌ．Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ
ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｃｏｌｄ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｊｕｊｕｂｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１１，２６（５）：７２－７５．（ｉｎ
Ｃｈｉｎｅｓｅ）
４０１ 西北林学院学报 ３０卷