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野生欧洲李抗寒性研究初探



全 文 :野生欧洲李 (Prunus domestical L.)属于蔷薇科
(Rosaceae),李属(Prunus)植物。性喜温暖湿润,只有
在湿润的阴坡或水边才能较好生存,其抗性弱,分布
区不稳定,分布面积也很小 [1]。自从 1980年野生欧
洲李在新疆伊犁野果林被发现以来,这一珍惜野生
种质资源就引起国内外众多学者的广泛关注[2],其研
究重点多集中在探讨野生欧洲李的形态特征 [1,3-4]、细
胞染色体数目 [1,3-5]、自然分布情况 [6]和繁殖生物学特
性 [7]等方面。野生欧洲李与栽培种欧洲李有重要的
亲缘关系,该种仅分布于新疆伊犁地区天山野果林
基金项目:国家自然科学基金项目(30660122,2007-2009);高校博士点专项科研基金项目(20070758001)。
第一作者简介:赵蕾,女,1981年出生,在读硕士,研究方向为果树种质资源,通信地址:830052乌鲁木齐市南昌路 42号新疆农业大学园艺学院,
E-mail:zhaolei1118@qq.com。
通讯作者:廖康,男,1962年出生,教授,博导,主要从事果树资源及栽培研究,通信地址:830052乌鲁木齐市南昌路 42号新疆农业大学园艺学院,
E-mail:liaokang01@163.com。
收稿日期:2008-12-16,修回日期:2009-01-16。
野生欧洲李抗寒性研究初探
赵 蕾 1,廖 康 1,王 瑾 1,王燕凌 1,耿文娟 1,许 正 2
(1新疆农业大学园艺学院,乌鲁木齐 830052;2伊犁园艺技术推广总站,新疆伊宁 835000)
摘 要:以一年生休眠期枝条为材料,测定了两个栽培李品种和四个野生欧洲李单株在不同低温处理下
的电解质渗出率。结果表明:供试单株枝条的电解质渗出率(REC)均随着处理温度的降低而呈“S”形曲
线增长。在-24~-28℃之间随着温度的下降,野生欧洲李枝条的电解质渗出率有一急剧升高的区域。采
用Logistic方程对实验数据进行分析,野生欧洲李的半致死温度(LT50)在-25.6~-28.6℃之间;供试单株的
抗寒力由强到弱依次为野生欧洲李4>野生欧洲李2>野生欧洲李3>野生欧洲李1;野生欧洲李的抗寒性
低于酸梅,低于对照品种寺田实生李。
关键词:野生欧洲李;电解质渗出率;半致死温度;抗寒性
中图分类号:S3 文献标识码:A
Study on Cold-resistance Characteristics of Prunus domestical L.
Zhao Lei1, Liao Kang1, Wang Jin1, Wang Yanling1, Geng Wenjuan1, Xu Zheng2
(1College of Horticulture, Xinjiang Agriculture University, Urumqi 830052;
2Popularization Center of Horticulture Technique in Ili, Ining Xinjiang 835000)
Abstract: The cold-resistance of 1-year dormant branches collected from two kinds of plums and four kinds
of Prunus domestical L. was tested in this paper. The results showed that leakage ratio of electrolyte increased
like“S”curve concomitant with a decrease of temperature. It was a sensitive area where leakage ratio of
electrolyte increased sharply when the temperatures decreased from -24 ℃ to -28 ℃ . By the means of the
relative electric conductivity (REC) to Logistic equation, the conclusion is as follows: Semi-lethal temperature
(LT50) of Prunus domestical L. is between -25.6℃ and -30.6℃. The cold resistance of 4 plum species was in
ordinal of Prunus domestical L.IV> Prunus domestical L.II> Prunus domestical L.III> Prunus domestical L. I.
The cold-resistance of Prunus domestical L. is lower than Prunus domestica and Terada.
Key words: Prunus domestical L., semi-lethal temperature (LT50), the relative electric conductivity(REC),
cold-resistance
中国农学通报 2009,25(06):97-100
Chinese Agricultural Science Bulletin
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
的有限范围内,为新疆独有,具有很高的利用价值。
研究野生欧洲李的抗寒性对这一野生种质资源的适
地引种、合理扩繁、科学保护和开发利用都具有重要
意义。
该实验研究野生欧洲李低温胁迫下电解质渗出率
(REC)的变化规律,拟合Logistic方程,分析测定野生
欧洲李的半致死温度(LT50),初步探讨野生欧洲李的抗
寒特性,为进一步研究和鉴定野生欧洲李的抗寒性提
供理论和实践依据。
1 材料与方法
1.1 实验材料
供试材料取自新疆农业大学园艺学院教学实习基
地,该试材为从伊犁新源引种的四株野生欧洲李实生
单株(野生欧洲李1号、野生欧洲李2号、野生欧洲李3
号、野生欧洲李 4号),以栽培李品种寺田实生和引种
自南疆地区的一个栽培种欧洲李—“酸梅”为对照,以
上试材均为3年生,树体健壮,树势良好。
1.2 实验方法
1.2.1 采样 2007年 11月从植株外围中层选取粗度均
匀一致的一年生休眠枝条,在-10℃冰箱中冷藏备用。
1.2.2 低温处理 2007年 12月将冷藏保存的枝条依次
用自来水,蒸馏水,重蒸馏水冲洗,擦干后,将各样树的
供试枝条分成7组。留下其中1组,测定其电导率作为
对照(-10℃)。其余6组用塑料袋包好,放入低温冰箱
中分别进行-16,-20,-24,-28,-32、-36℃的低温处理,
降温速度为 4℃/h,达到所要求的温度后,维持 10 h。
处理结束后以同样的速度升至室温。
1.2.3 电解质渗出率的测定 低温处理过的枝条在室温
下放置1 h后,剪取0.3~0.5 cm的小段,称重1.0 g,放入
大试管中,加20 ml双重蒸馏水浸泡10 h,测定初电导率
值(S1),然后将大试管用塑料薄膜封口,放入水浴锅中煮
沸20 min,自然冷却,摇匀,并在室温下平衡10 min,测
定终电导率值(S2)。对照为未进行冷冻处理的枝条。
以上测定每处理重复6次。按以下公式计算出电解质
渗出率:电解质渗出率(Y)=(S1/S2)×100
其中,Y—电导质渗出率,S1—初电导率,S2—终电
导率。
1.2.4 数据处理 根据初电导率(S1)和终电导率(S2),求
出电解质渗出率(y),并对其进行回归分析,将温度(t)
和电解质渗出率(y)间的关系用 Logistic方程 y=k/(1+
ae-bt)进行拟合,若拟合度(r)显著时,再计算半致死温度
(LT50)。
2 结果与分析
2.1 低温处理对李枝条电解质渗出率(REC)的影响
从图1可以看出,当温度在-16℃到-20℃范围内,
野生欧洲李枝条的电解质渗出率随处理温度的下降而
缓慢上升,表明原生质膜透性未受低温影响或影响很
小;当处理温度下降至-20℃到-28℃温度范围内,电
解质渗出率随温度的下降而迅速上升,表明膜透性开
始遭受低温伤害[8],但电解质渗出率与温度之间的关
系不是线性的,而是呈“S”形,说明在这个温度范围
内,温度对电解质渗出率的递增效应,是逐渐增大至最
大值后又逐渐下降的(dy/dx)曲线;在-28℃低温处理后,
除寺田实生李外,其余 5个供试单株的电解质渗出率
都已达到或接近50%,根据王钦[9]等的研究,细胞的抗
寒力与电解质外渗率呈负相关,在相同的低温处理下
寺田实生李的电解质渗出率最少,膜损伤程度最轻。
在温度降至-32~-36℃范围内,除寺田实生李外,其它
供试材料的电解质渗出率变化均趋于平缓状态,表明
膜透性已完全被破坏。
10
20
30
40
50
60
70
-10 -16 -20 -24 -28 -32 -36
处理温度/℃






/
%
野生欧洲李1
野生欧洲李2
野生欧洲李3
野生欧洲李4
寺田实生李
酸梅
图1 低温处理对李枝条电解质渗出率的影响
·· 98
2.2 应用Logistic方程求出半致死温度(LT50)
应用Origin软件进行非线性回归分析,用Logistic
曲线拟合求出拐点温度(LT50)。将各单株枝条在不同
低温处理下的电解质渗出率随温度的变化趋势用
Logistic方程 Y=K/(1+ae-bt)拟合,其中 Y为低温处理下
的电解质渗出率;t为处理温度;K、a、b为参数。求该
方程的二阶导数并令其为 0,则可获曲线的拐点X,即
X=-lna/b,根据朱根海[10]等的报道,在此点低温下叶片
电解质渗出率的递增效应最大,可视为植物组织的半
致死温度(LT50),R2为相关系数。结果见表1。6个供试
单株的相关系数R2介于0.9212~0.9568之间,均大于相
关系数显著性临界值 0.7084,说明不同低温的电解质
渗出率遵循Logistic方程的变化规律且与半致死温度
呈线性关系。从计算结果可以看出,寺田实生李的半
致死温度最低,达到了-37.3℃,酸梅的半致死温度仅
次于寺田实生李,为-29.9℃。四个供试的野生欧洲李
中,抗寒性最强的是野生欧洲李4号,它的半致死温度
达到了-28.6℃,而最不抗寒的为野生欧洲李 1号,半
致死温度只有-25.6℃。
表1 6个李单株相对电导率回归方程及半致死温度(LT50)
供试单株
野生欧洲李1
野生欧洲李2
野生欧洲李3
野生欧洲李4
寺田实生李
酸梅
回归方程
Y=86.6425/(1+4.7791e-0.06115t)
Y=90.3639/(1+8.8967e-0.07723t)
Y=93.3269/(1+6.1365e-0.06772t)
Y=94.1050/(1+4.8118e-0.05485t)
Y=53.9670/(1+3.4865e-0.03344t)
Y=103.0988/(1+6.6851e-0.06356t)
LT50 /℃
-25.6
-28.3
-26.8
-28.6
-37.3
-29.9
相关系数R2
0.9389**
0.9506**
0.9212**
0.9568**
0.9291**
0.9315**
3 讨论
(1)电解质渗出率法作为一种比较简便、快速、灵
敏的植物抗冻性测定方法,已应用于杏[11]、柑桔[12]、茶
梅 [13]、黑穗醋栗 [14]等多种植物的抗寒性研究。研究
应用中发现,电解质渗出率作为细胞膜低温伤害程
度的数量表达并不是与低温处理直线相关,而是呈
“S”型曲线相关,这一曲线符合Logistic方程,通过解
微分方程,求得曲线的拐点,把拐点温度作为半致死
温度的估计值 [15],即可代表植物的抗冻性。该研究
中的各供试单株,在不同低温处理下的电解质渗出
率曲线能够反映出膜透性在低温下“缓慢-迅速-缓
慢”的“S”型变化情况,遵循 Logistic方程的变化规
律,因而可以通过解微分方程,求出供试单株的半致
死温度。
(2)该研究是通过各单株电解质渗出率的测定来
计算半致死临界温度,从而判断各单株的抗寒性,不同
单株间抗寒性存在差异,引起这种差异的原因可能是
长期自然繁殖过程中,由于外部环境或实生繁殖引起
的遗传性状改变。
(3)由于该实验采用的是离体枝条,且在人工条件
下,用低温冰箱模拟自然环境测定的结果,可能会与果
树在野外的实际抗寒性有所差异,故所采用的室内试
验不能完全反映复杂的自然条件下的气候变化情况,
但试验测定是在同一条件下进行的,其结果在品种间
具有可比性,可以比较出品种间的抗寒性差异。
4 结论
各供试单株在不同低温处理下的电解质渗出率曲
线能够反映出膜透性在低温下“缓慢-迅速-缓慢”的
“S”型变化情况;供试的4个野生欧洲李单株的半致死
温度在-25.6~-28.6℃之间,不同单株间抗寒性存在差
异;野生欧洲李抗寒力从高到低的顺序为野生欧洲李
4号>野生欧洲李 2号>野生欧洲李 3号>野生欧洲
李 1号;野生欧洲李的抗寒性低于同属于欧洲李种的
酸梅,低于属于中国李种群的寺田实生李。
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