全 文 ：辽宁农业科学 2015(1) :43 ～ 46
Liaoning Agricultural Sciences
文章编号:1002 － 1728(2015)01 － 0043 － 04 doi:10． 3969 / j． issn． 1002 － 1728． 2015． 01． 009
引种山杏家系抗寒生理特性评价
* 张大治1，余海滨2，董胜君2
(1．辽宁省林业技术推广站，辽宁 沈阳 110036; 2．沈阳农业大学林学院，辽宁 沈阳 110866)
摘要:对从俄罗斯、甘肃、宁夏、内蒙古、吉林及辽宁朝阳、北票引种到辽宁喀左县的山杏优树家系的抗寒生理
特性进行了研究，以期为山杏良种选育提供科学依据。结果表明，引种山杏优树家系的电导率、丙二醛含量、
SOD酶活性、POD酶活性、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量等 7 个抗寒生理指标间存在强弱程度
不一的相关性，因此采用主成分—隶属度函数法对抗寒生理特性进行了综合评价。各家系的综合隶属度 E
值在 0． 249 ～ 0． 878 之间，据此将 76 个家系划分为抗寒性强、较强、一般、较差和差 5 类。
关键词:山杏;抗寒;生理特性
中图分类号:S662． 201 文献标识码:B
山杏(Prunus sibirica)抗干旱、耐瘠薄，具有优
良的水土保持和防风固沙功能。经济价值高，杏
仁含多种营养成分，广泛应用于食品、医药及工业
等领域。山杏为辽西地区重要的生态经济林树
种，但产量低而不稳的问题成为限制产业发展的
瓶颈，为加快山杏高产、稳产品种的选育，课题组
从俄罗斯、甘肃、宁夏、内蒙古、吉林及辽宁朝阳、
北票引进山杏优良种质，在喀左县进行引种试验。
随着植物生理学的发展，越来越多的人从生
理生化指标方面开展植物抗寒性研究，在山杏方
面也有一些相关研究报道。在低温胁迫下甜仁山
杏半致死温度低于大扁杏、苦仁山杏，丙二醛含量
增加速率较慢［1］。随干旱胁迫的加重，山杏幼
根、叶片中的淀粉含量大幅度减少［2］。SOD、POD
等酶促系统、脯氨酸含量和可溶性蛋白可作为山
杏花受冻的检测指标［3］。本试验对引种山杏优
树家系的抗寒生理特性进行了研究，旨在为良种
选育提供科学依据。
1 引种地自然概况
引种试验地位于辽宁省喀左县，北纬
40°4712″ ～ 41°3353″，东经 119°2454″ ～ 120°23
24″，海拔 200 ～ 1 100 m。属大陆性季风气候，半
干早与半湿润易旱区的过渡地带，年均气温为
8． 7 ℃，极端高温 43． 3 ℃，极端低温 － 32． 3 ℃，
年均降水量 491． 5 mm， ＞ 10 ℃的活动年积温
3 484． 4 ℃，日照时数 2 807． 8 h，无霜期 152 d。
土壤是在各种岩石风化物残积母质及黄土、红土
母质上发育的淋溶褐土、褐土性土、碳酸盐褐土及
典型褐土，部分地区为棕壤和风沙土。植被为华
北、长白、蒙古植物区系的交汇地带，以草原植被
与森林植被为主。
2 材料与方法
2. 1 试验材料
2011 年 3 月 ～ 2012 年 7 月，采用路线普查和
样点调查相结合的方法，在宁夏彭阳、海原，甘肃
会宁、镇原，内蒙古扎兰屯，吉林通榆和俄罗斯外
贝加尔边疆区等山杏资源集中分布区内进行资源
调查和选优。2011 年 7 月、2012 年 3 月引进区域
初选优树的种子、穗条，同时收集前期选自辽宁北
票、朝阳、喀左，内蒙古赤峰及河北承德的山杏优
树种子和穗条，2012 年 4 月在喀左县林木种苗技
术服务中心进行播种和嫁接，形成优树家系和无
性系。试验选择其中有代表性的家系作为试验材
料，见表 1。于 2013 年 9 月中旬山杏落叶前，采
集一年生枝条上的成熟叶片，分装在保鲜袋带回
实验室，用去离子水将叶片洗净擦干，在 4 ℃冰箱
* 收稿日期:2014 － 12 － 03
作者简介:张大治(1978 －)，男，高级工程师，主要研究方向为林业经济。
辽 宁 农 业 科 学 2015 年
中处理 24 h后，测定相关生理指标。
2. 2 抗寒生理指标测定方法
2. 2. 1 叶片电导率测定
采用相对电导率［4］。
相对电导率(%)=(E1 － E0)/(E2 － E0)×
100
E1 为叶片溶液电导率、E2 为沸水浴冷却到室
温后的电导率、E0 为去离子水电导率。
2. 2. 2 游离脯氨酸含量的测定
采用茚三酮显色法［5］。
脯氨酸含量(μg)= C × V /Vt /W
式中:C为根据标准曲线查得的脯氨酸含量
(μg);V为提取液总体积(ml) ;Vt 为测定用提取
液体积(ml) ;W为样品重(g)。
2. 2. 3 可溶性糖含量测定
采用蔥酮比色法［6］。
可溶性糖含量(mg /g)= C × V × n /Vt /W ×
1000
式中:C为根据标准曲线查得的脯氨酸含量
(μg);V为提取液的总体积(ml) ;Vt 为测定用提
取液体积(ml) ;W为样品重(g) ;n为稀释倍数。
2. 2. 4 丙二醛(MDA)含量测定
采用硫代巴比妥酸(TBA)显色法［7］。
C =6． 45 ×(A532 － A600)－ 0． 56 × A450
MDA含量(μmol /L)= C × V /(Vt × W)
式中:C为 MDA 浓度(μmol /L);V 为提取液
总体积(ml) ;Vt为测定用提取液体积(ml) ;W 为
样品重(g)。
2. 2. 5 保护酶活性、可溶性蛋白含量测定
2. 2. 5. 1 SOD酶活性测定
采用 NBT光化学还原法［9］。
SOD活性(U /g)=(Ac － As)× V /(0． 5 × Ac
× W ×(Vt × t)
式中:Ac为照光对照管的吸光度值;As 为样
品管的吸光度值;V 为提取液总体积(ml) ;Vt 为
测试用提取液体积(ml) ;W 为样品重(g) ;t 为反
应时间(min)。
2. 2. 5. 2 POD酶活性测定
采用愈创木酚法［10］。
POD活性(U /g)=(△A470 × V)/(W × Vt ×
0． 01 × t)
式中:△A470 为反应时间内吸光度的变化;
V为提取液总体积(ml);Vt为测定用提取液体积
(ml);W为样品重(g) ;t为反应时间(min)
2. 2. 5. 3 可溶性蛋白含量测定
采用考马斯亮蓝 G-250 法［8］。
可溶性蛋白含量(mg /g)= C × V /(Vt × W)
× 1000
式中:C为标准曲线所得可溶性蛋白质含量
(μg);V为提取液总体积(ml) ;Vt 为测定用提取
液体积(ml) ;W为样品重(g)。
3 结果与分析
3. 1 抗寒生理指标的相关性分析
对引种山杏家系叶片相对电导率、Pro 含量、
MDA含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、SOD
酶活性、POD酶活性等抗寒生理指标进行相关分
析，结果见表 2。电导率与各指标相关性不显著;
MDA 含量与 POD 酶活性呈极显著负相关，与
SOD酶活性呈极显著正相关;POD 酶活性与 SOD
酶活性呈极显著负相关，与 Pro 含量、可溶性蛋白
含量呈极显著正相关，由于抗寒生理指标间存在
一定的相关性，信息发生重叠，因此采用主成分法
将其简化为几个互不相关的综合指标。
表 1 引种山杏家系抗寒生理特性试验材料
种源地 家系 合计
辽宁喀左 1、2、3、6、8、15、16、17、18、20、21、23 12
辽宁朝阳 26、30、40、43、48 5
辽宁北票 50、53、54、55、61、62、64、70、72、87、89、93 12
内蒙古赤峰 24、25、28、31、32、34、37、39 8
甘肃会宁 194、210 2
宁夏彭阳 101、102、104、105、118、119、121、141、142、144、148、152、161、163、164、165、166、167、202、204 20
宁夏海原 114、170、171 3
吉林通榆 554、558、565、566 4
俄罗斯 500、511、512、513、514、515、516、517、518、519 10
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第 1 期 张大治等:引种山杏家系抗寒生理特性评价
表 2 引种山杏家系抗寒生理指标相关系数
电导率 MDA POD SOD Pro 可溶性糖 可溶性蛋白
MDA 0． 11 1． 00 － 0． 390＊＊ 0． 366＊＊ － 0． 21 0． 06 0． 05
POD 0． 05 － 0． 390＊＊ 1． 00 － 0． 242* 0． 491＊＊ 0． 16 0． 421＊＊
SOD －0． 11 0． 366＊＊ － ． 242* 1． 00 0． 09 0． 00 － 0． 10
Pro － 0． 05 － 0． 21 0． 491＊＊ 0． 09 1． 00 0． 08 0． 17
可溶性糖 0． 12 0． 06 0． 16 0． 00 0． 08 1． 00 0． 22
可溶性蛋白 0． 22 0． 05 0． 421＊＊ － 0． 10 0． 17 0． 22 1． 00
注:＊＊．在 0． 01 水平(双侧)上显著相关。* ．在 0． 05 水平(双侧)上显著相关。
3. 2 抗寒生理指标的主成分分析
对 76 个引种山杏家系叶片的 7 个生理指标
进行主成分分析，由表 3 可知，前 4 个主成分的贡
献率分别为 28． 974%、20． 089%、16． 952%、
12． 041%，累计贡献率为 78． 056%。
从表 4 可以看出，第 1 主成分主要反映 POD
酶活性、Pro 含量、可溶性蛋白含量，第 2 主成分
主要反映电导率、MDA 含量，第 3 主成分主要反
映 SOD酶活性，第 4 主成分主要反映可溶性糖含
量。
3. 3 基于隶属函数的抗寒生理指标综合评价
通过隶属函数对提取的主成分进行定量转
换，确定各主成分的隶属度值，以主成分的特征值
或贡献率所占比例为权重，对引种山杏家系抗寒
生理特性做出综合评定。
隶属度值 Ui = (Pi － Pimin)/(Pimax －
Pimin)(如果与评价结果呈正相关) ;或 Ui = 1 －
(Pi － Pimin)/(Pimax － Pimin) (如果与评价结
果呈负相关)。式中:Ui 代表第 i 个主成分的隶
属度值，Pi代表第 i 个主成分得分，Pimin、Pimax
分别代表第 i个主成分得分的最小值和最大值。
权重 Wi = Zi /ΣZi。式中:Wi 代表第 i 个主
成分的权重，Zi 代表第 i 个主成分的特征值或贡
献率，n代表提取的主成分个数。第 1 ～ 4 主成分
的权重分别为:0． 371、0． 257、0． 217、0． 154。
综合评价指数 E = ΣZi × Wi。E值的计算结
果见表 5。
由表 5 可知，76 个引种山杏家系的 E 值在
0． 249 ～ 0． 807 之间，依 E 值将其划分为 5 类:第
一类 E值大于 0． 58，抗寒性强，包括俄罗斯 10 个
家系，通榆 554 号，海原 171 号和彭阳 166 号;第
二类 E值在 0． 498 ～ 0． 568 之间，抗寒性较强，包
括通榆 558、566 和 565 号，北票 89、50、53 号，朝
阳 43 号，喀左 1、20、16 号，赤峰 28 号，海原 170
号和彭阳 121、163、119、164、104、144 号;第三类
E值在 0． 428 ～ 0． 484 之间，抗寒性一般，包括北
票 54、55、61、62、64、87 号，朝阳 26、30、48 号，喀
左 2、6、8、18、21、23 号，赤峰 24、32 号，彭阳 101、
102、118、161、167 号;第四类 E 值在 0． 381 ～
0． 422之间，抗寒性较差，包括会宁 194、210 号，北
票 72、93 号，朝阳 40 号，喀左 3 号，赤峰 34、37、39
号，海原 114 号，彭阳 105、148、152、165 号;第五
类 E值在 0． 249 ～ 0． 365 之间，抗寒性差，包括北
票 70 号，喀左 15、17 号，赤峰 25、31 号，彭阳 141、
142、202、204 号。
表 3 主成分的特征值及贡献率
主成分 特征值
贡献率
(%)
累积贡献率
(%)
1 2． 028 28． 974 28． 974
2 1． 406 20． 089 49． 063
3 1． 187 16． 952 66． 015
4 0． 843 12． 041 78． 056
表 4 主成分载荷矩阵
主成分 电导率 MDA POD SOD Pro 可溶性糖 可溶性蛋白
1 0． 16 － 0． 54 0． 88 － 0． 42 0． 60 0． 29 0． 57
2 0． 54 0． 65 － 0． 04 0． 34 － 0． 04 0． 53 0． 53
3 － 0． 51 0． 14 0． 13 0． 71 0． 61 0． 02 － 0． 07
4 0． 38 0． 11 0． 06 0． 12 0． 19 － 0． 77 0． 18
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辽 宁 农 业 科 学 2015 年
表 5 引种山杏家系抗寒生理指标综合评价
种源地 家系 E 种源地 家系 E 种源地 家系 E 种源地 家系 E 种源地 家系 E
俄罗斯 514 0． 807 宁夏海源 170 0． 555 辽宁喀左 54 0． 481 辽宁北票 32 0． 438 辽宁北票 93 0． 389
俄罗斯 519 0． 805 宁夏彭阳 121 0． 537 辽宁北票 24 0． 478 内蒙古赤峰 118 0． 438 内蒙古赤峰 34 0． 385
俄罗斯 513 0． 777 宁夏彭阳 163 0． 534 内蒙古赤峰 161 0． 474 宁夏彭阳 26 0． 434 辽宁北票 72 0． 381
俄罗斯 515 0． 733 宁夏彭阳 43 0． 526 宁夏彭阳 8 0． 47 辽宁朝阳 62 0． 431 内蒙古赤峰 25 0． 365
俄罗斯 512 0． 719 辽宁朝阳 1 0． 524 辽宁喀左 64 0． 469 辽宁北票 101 0． 428 内蒙古赤峰 31 0． 348
俄罗斯 517 0． 667 辽宁喀左 28 0． 518 辽宁北票 87 0． 466 宁夏彭阳 40 0． 422 辽宁北票 70 0． 347
俄罗斯 500 0． 657 内蒙古赤峰 119 0． 518 辽宁北票 102 0． 463 辽宁朝阳 39 0． 419 宁夏彭阳 141 0． 344
俄罗斯 518 0． 656 宁夏彭阳 164 0． 515 宁夏彭阳 2 0． 459 内蒙古赤峰 194 0． 418 宁夏彭阳 204 0． 342
吉林通榆 554 0． 628 宁夏彭阳 104 0． 512 辽宁喀左 48 0． 456 甘肃会宁 165 0． 412 辽宁喀左 15 0． 324
宁夏海源 171 0． 62 宁夏彭阳 50 0． 507 辽宁朝阳 23 0． 449 宁夏彭阳 148 0． 411 宁夏彭阳 142 0． 315
宁夏彭阳 166 0． 62 辽宁北票 53 0． 505 辽宁喀左 18 0． 446 甘肃会宁 210 0． 41 宁夏彭阳 202 0． 258
俄罗斯 511 0． 599 辽宁北票 565 0． 499 辽宁喀左 30 0． 445 宁夏彭阳 105 0． 407 辽宁喀左 17 0． 249
俄罗斯 516 0． 583 吉林通榆 144 0． 498 辽宁朝阳 6 0． 444 内蒙古赤峰 37 0． 406
吉林通榆 558 0． 568 宁夏彭阳 20 0． 492 辽宁喀左 61 0． 444 辽宁喀左 3 0． 406
辽宁北票 89 0． 562 辽宁喀左 16 0． 491 辽宁北票 167 0． 444 宁夏彭阳 152 0． 392
吉林通榆 566 0． 56 辽宁喀左 21 0． 484 宁夏彭阳 55 0． 442 宁夏海源 114 0． 39
4 结论与讨论
引种山杏家系抗寒生理指标的相关分析表
明，不同指标间存在强弱程度不一的相关性，抗寒
性受多方面因素的综合影响，因此采用主成分—
隶属度函数法对抗寒生理特性进行了综合评价。
对引种山杏家系的 7 个生理指标进行主成分
分析，提取的 4 个主成分可代表 7 个指标的总信
息量的 78． 056%。采用加权隶属度函数法计算
各家系的综合隶属度 E 值，不同家系山杏家系的
E值在 0． 249 ～ 0． 807 之间。依据 E 值将 76 个家
系划分为 5 类，分别为:抗寒性强、抗寒性较强、抗
寒性一般，抗寒性较差和抗寒性差。俄罗斯种源
家系抗寒性最强，海原、通榆种源的抗寒性较强，
会宁的抗寒性较差。其他种源地不同家系抗寒性
差异较大。
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