全 文 ：收稿日期：2011-10-10
基金项目： 国家林业公益性行业科研专项（201004034）；中央财政林业科技推广示范资金项目（[2010]02）
作者简介：刘明国（1964-），男，沈阳农业大学教授，博士，从事森林培育和经济林研究。
沈阳农业大学学报，2012－02，43(1)：44-47
Journal of Shenyang Agricultural University，2012－02，43(1)：44-47
5种山杏优良无性系花器官抗冻性比较
刘明国 1，于 洋 1，董胜君 1，吴月亮 1，丁士富 2
（1.沈阳农业大学 林学院,沈阳 110161；2.北票市林木良种繁育中心，辽宁 北票 122500）
摘要：以甜仁（16 号）、自交亲和（22 号）、丰产（28 号）、抗冻（41 号）和晚花（94 号）5 种山杏优良无性系花器官为研究对象，采用低
温胁迫处理的方法研究其抗冻性。 结果表明：山杏花器官的褐变率和相对电导率均随温度的降低而渐增，总体上呈 S 形曲线，生
理指标和形态指标相吻合。 利用 Logistic 方程对相对电导率随温度的变化曲线进行了拟合，求出 LT50 值，花瓣 LT50 为-3.903～
-4.664℃、雄蕊为-3.166～-3.660℃、雌蕊为-2.916～-3.254℃。 低温处理时间在温度接近 LT50时对相对电导率有显著影响，而过高
于或低于 LT50时影响不明显，所以以 LT50为主要指标对花器官的抗冻性进行判断，可知花瓣抗冻性>雄蕊抗冻性>雌蕊抗冻性。
因为雌蕊对低温敏感脆弱且是结果实的器官，所以采用雌蕊的抗冻性评价山杏无性系花期的抗冻能力。 基于相对电导率的山杏
无性系花器官抗冻能力为 41 号>94 号>28 号>22 号>16 号，与基于花器官褐变率的各无性系花器官抗冻能力排序基本一致。
关键词：抗冻性；褐变率；相对电导率；LT50；花器官；山杏
中图分类号：S662.2 文献标识码： A 文章编号： 1000-1700（2012）01-0044-04
Comparison with Freezing Resistance of Flower Organs Five
Prunus sibirica Fine Lones
LIU Ming-guo1, YU Yang1, DONG Sheng-jun1, WU Yue-liang1, DING Shi-fu2
(1. College of Forestry, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110161, China; 2. Beipiao Trees Variety Breeding Center, Beipiao Liaoning
122500, China)
Abstract： The flower organs of 5 Prunus sibirica fine clones, including Sweet almond(No.16),self-compatibility (No.22), high
yield (No.28),freezing resistance (No.41) and late flowering (No.94), were used as experimental material, and the research of
freezing resistance adopted the method of low -temperature stress tests. The browning percentage and the relative electrical
conductivity of flower organs of Prunus sibirica increased gradually as temperature decreased, which showed a S-shape curve, and
the change of physiological index conformed to the morphological index. To obtain LT50 values, Logistic equations between the
relative electrical conductivity and temperature were fitted. LT50 of petal was between -3.903℃ and -4.664℃,LT50 of androecium
was between -3.166℃ and -3.660℃ , LT50 of gynoecium was between -2.916℃ and -3.254℃ . When the temperature was near
lethal temperature, low temperature lasting time had significant influence on the relative electrical conductivity of flower organs.
Otherwise, the time had no significant effect on the relative electrical conductivity of flower organs.So LT50 is the major index for
judging the freezing resistance of the flower organs, petal > androecium > gynoecium. According to the freezing resistance of
gynoecium and the relative electrical conductivity, the freezing resistance of Prunus sibirica fine clones florescence was as follows,
No.41> No.94> No.28> No.22>No.16, which were in general accord in the order of the freezing resistance of the fine basing on
clones browning percentage.
Key words： freezing resistance; browning percentage; relative electric conductivity; LT50; flower organ; Prunus sibirica
山杏耐寒抗旱，是干旱半干旱寒冷地区的重要经济林种类，在我国广泛栽培。 然而由于早春气候波动大，
山杏花期常遇突然降温而受害，因此，在寒冷地区选择花期抗寒性能力强的品种极为重要。 有关山杏花期抗寒
性的研究，目前除了赵桂玲（2007）通过低温胁迫的方法对山杏花的电导率变化进行了研究,探讨了影响山杏花
器官抗冻性的主导因子之外[1]，山杏中未见更多抗冻性相关报道。 因此开展山杏花器官抗冻性研究具有重要意
义。 本试验以 5种山杏优良无性系花器官为研究对象，探讨了花器官的抗冻能力，旨在为选育花期抗冻性强的
优良无性系提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料
供试 5 个山杏优良无性系为甜仁（16 号）、自交亲和（22 号）、丰产（28 号）、抗冻（41 号）和晚花（94 号），于
第 1期
2011年 4月中旬采自辽宁省北票市林木良种繁育中心。
1.2 方法
每个无性系中随机选取样木 5株，在大蕾期采集花枝。 对于每株样木分别在东、南、西、北 4 个方向选择标
准枝，由枝条基部第 4 节起剪取 20～30cm 长的花枝,每花枝有 20～30 朵花，每个无性系取 50 个花枝，共约 8000
朵花带回室内进行室温光照培养。
1.2.1 温度梯度处理 取 5个山杏无性系花枝放入恒温培养箱进行人工低温处理， 处理温度分别为:0,-2,-4,-
6，-8℃。 每个处理 3个花枝，3次重复，以室温(14～18℃)为对照。 低温处理时，先以每小时降低 20℃的速率从室
温降至 2℃，再以每小时降低 2℃的速率分别降至所需温度，维持处理温度 0.5h后，以每小时升高 20℃速率升至
室温。 处理后的样品于室内静置 10h后进行褐变率统计和电导率的测定[1]。
1.2.2 时间梯度处理 将花枝放入恒温培养箱，处理温度为-2，-3，-4℃，降温方式同温度梯度处理。 当达到所
需的温度后，分别维持时间 2，4，6h，顺次取出样品,于室温静置 10h后进行观察和电导率测定[1]。
1.3 测定项目与方法
分别统计不同无性系在不同低温胁迫后花瓣、雄蕊、雌蕊的褐变率[2]。褐变率的判定指标为花瓣呈水渍半透
明状，严重者花瓣、花丝、雌蕊呈现浅褐色、褐色至黑色。 花瓣褐变率（%）=变褐色花瓣数/总花瓣数×100；雄蕊褐
变率（%）=变褐色雄蕊数/总花数×100；雌蕊褐变率（%）=变褐色雌蕊数/总花数×100。
低温胁迫后，将花瓣、雄蕊、雌蕊从花中剥离出，用 DDS-ⅡA 电导仪分别测定电导率 [3]，并计算相对电导率
值。 相对电导率（%）=(I1-I0)/(I2-I0）×100，式中：I1为煮沸前外渗电导值；I2为煮沸后外渗电导值；I0为蒸馏水的电
导值。
应用 SPSS 软件拟合相对电导率随温度变化的 Logistic 曲线，通过非线性回归求其参数及半致死温度 [4-5]。
通过对相对电导率进行方差分析和 LSD多重比较，判定花器官受冻害程度。
2 结果与分析
2.1 低温胁迫对 5种山杏优良无性系花器官褐变率的影响
由表 1可知，5个不同无性系的花瓣、雄蕊、雌蕊随着温度的降低，褐变率逐渐升高。 从褐变率数据可以看
出，各温度下花瓣的褐变情况低于雄蕊和雌蕊，雌蕊的褐变率最高。0℃和-2℃低温胁迫下，5种山杏无性系花器
官褐变率几乎均为 0，表明未受冻害。 -4℃和-6℃低温胁迫下，5 种山杏无性系花器官褐变率急剧增大，表明半
致死温度出现在此区间。 -8℃低温胁迫下，5种山杏无性系花器官褐变率几乎均为 100%，表明全部死亡。
表 1 不同低温胁迫对 5种山杏无性系花器官褐变率的影响
Table 1 Browning percentage of 5 Prunus sibirica clones flower organs under low-temperature stress
无性系
Lone
16 号No.16
22 号 No.22
28 号 No.28
41 号 No.41
94 号 No.94
花瓣褐变率/%
Browning percentage of petal
雄蕊褐变率/%
Browning percentage of androecium
雌蕊褐变率/%
Browning percentage of gynoecium
0℃
0
0
0
0
0
-2℃
5.5
0
0
0
0
-4℃
65.2
27.4
28.5
25.0
35.3
-6℃
97.9
90.5
88.4
65.7
72.2
-8℃
100
98.7
98.4
91.5
100
0℃
0
0
0
0
0
-2℃
0
0
0
0
0
-4℃
72.5
41.3
39.4
35.5
38.6
-6℃
95.3
90.2
88.5
80.3
82.8
-8℃
100
100
100
95.8
100
0℃
0
0
0
0
0
-2℃
6.5
0
0
0
0
-4℃
81.5
55.6
50.8
49.5
51.2
-6℃
100
95.0
90.0
81.5
83.2
-8℃
100
100
100
100
100
从受冻害后花器官外观状态可以看出，0℃和-2℃低温胁迫下，无性系花器官的花色、花态均正常；-4℃低
温胁迫下，各无性系花瓣组织结冰变硬呈现黄褐色、花丝淡褐色、雌蕊浅褐色；-6℃低温胁迫下除 16 号和 22 号
花瓣呈水渍半透明受冻害较重外，其余花瓣呈现褐色、花丝浅褐色、雌蕊深褐色；-8℃低温胁迫后花瓣呈现水渍
半透明褐色、花丝褐色、雌蕊黑色。在整个降温过程中，除少数散粉花药颜色变暗外，大多数花药为黄色，表明花
药从外表看没受冻害影响。
2.2 低温胁迫对5种山杏优良无性系花器官相对电导率的影响
由图 1、图 2 和图 3 可知，山杏花器官的相对电导率在 0～-8℃时随温度的降低而逐渐增加，呈 S 形曲线变
化，与花器官褐变率变化规律相符合。 从曲线变化趋势来看，0℃处理与对照间没有太大差异，说明 0℃时山杏花
刘明国等：5种山杏优良无性系花器官抗冻性比较 45· ·
第 43卷沈 阳 农 业 大 学 学 报
图 1 低温胁迫对花瓣相对电导率
的影响
Figure 1 Effects of low
temperature on relative electric
conductivity of petal
图 2 低温胁迫对雄蕊相对电导率
的影响
Figure 2 Effects of low
temperature on relative electric
conductivity of androecium
图 3 低温胁迫对雌蕊相对电导率
的影响
Figure 3 Effects of low
temperature on relative electric
conductivity of gynoecium
器官状态正常，细胞膜完好，无细胞膜伤害性电解质渗出。 -2℃低温胁迫后，花瓣、雄蕊、雌蕊等花器官的相对电
导率都略有增大，这与形态指标褐变率不同，说明-2℃低温胁迫后山杏花器官在生理上先于形态上已受低温胁
迫的影响，细胞膜内有少量电解质外渗。 方差分析和多重比较结果表明，当花瓣在 0℃以上、雄蕊和雌蕊在-2℃以
上时，花器官的相对电导率差异不显著，说明花器官没有会受到低温伤害，其状态与室温条件下的花器官相同。
-2～-6℃低温胁迫后山杏花器官的雄蕊和雌蕊以及-4～-6℃低温胁迫后山杏花瓣的相对电导率曲线的斜率
最大，说明电解质渗出率显著增加，受害温度在此区间。 同时-6～-8℃低温胁迫后的相对电导率虽然有所增加，
但增幅逐渐减小，说明花瓣、雄蕊和雌蕊的细胞膜的半透性已大部分丧失，方差分析和多重比较结果表明，花瓣
在-2～-8℃低温胁迫后，雄蕊和雌蕊在-4～-8℃低温胁迫后，花器官的相对电导率差异显著，说明花器官随着温
度的降低，受冻害程度增加。
2.3 半致死临界温度 LT50
由表 2可知，各拟合方程的 R2范围在 0.941～0.998之间，说明利用 logistic方程拟合效果较好。 5 种优良无
性系花瓣的 LT50为-3.903～-4.664℃，雄蕊的 LT50为-3.166～-3.660℃，雌蕊的 LT50为-2.916～-3.254℃。 可见，花
瓣的 LT50<雄蕊的 LT50<雌蕊的 LT50。
表 2 山杏花器官相对电导率随温度变化的 logistic 模拟方程及 LT50值
Table 2 Logistic equations between the relative electrical conductivity and temperature, LT50 of
Prunus sibirica floral organs
无性系号
Lone number
16 号 No.16
22 号 No.22
28 号 No.28
41 号 No.41
94 号 No.94
花器官
Flower organ
花瓣 Petal
雄蕊 Androecium
雌蕊 Gynoecium
花瓣 Petal
雄蕊 Androecium
雌蕊 Gynoecium
花瓣 Petal
雄蕊 Androecium
雌蕊 Gynoecium
花瓣 Petal
雄蕊 Androecium
雌蕊 Gynoecium
花瓣 Petal
雄蕊 Androecium
雌蕊 Gynoecium
公式
Formula
86.459/1+9.471e-0.576t
105.092/1+2.193e-0.248t
82.771/1+4.042e0.479t
77.334/1+6.704e-0.463t
109.189/1+2.612e-0.302t
63.155/1+5.551e-0.554t
75.407/1+11.512e-0.58t
98.533/1+1.946e-0.206t
65.634/1+3.679e-0.419t
86.619/1+9.513e-0.483t
112.2/1+2.848e-0.286t
108.832/1+2.315e-0.258t
88.189/1+9.191e-0.512t
103.95/1+2.999e-0.316t
104.021/1+3.053e-0.35t
R2
0.996
0.974
0.982
0.998
0.979
0.965
0.998
0.970
0.978
0.990
0.961
0.949
0.986
0.965
0.990
LT50/℃
-3.903
-3.166
-2.916
-4.110
-3.179
-3.094
-4.213
-3.232
-3.109
-4.664
-3.660
-3.254
-4.332
-3.476
-3.189
2.4 山杏优良无性系花器官抗冻性
由表 3可知，花瓣、雄蕊、雌蕊等花器官的相对电导率随低温胁迫时间的延长而增大，说明低温胁迫时间越
46· ·
第 1期
长花器官受害程度越深。 花瓣在-2℃和-3℃低温胁迫下，不同时间处理的相对电导率之间无显著差异，但在
-4℃低温胁迫 2，4，6h间存在 0.05水平上的显著差异。 雄蕊和雌蕊在-2℃和-4℃低温胁迫下，不同时间处理的
相对电导率之间无显著差异，但在-3℃低温胁迫 2h 和 4h 间存在 0.05 水平上的显著差异。 综合考虑花器官半
致死临界温度，即花瓣的 LT50在-3.903～-4.664℃、雄蕊 LT50在-3.166～-3.660℃、雌蕊 LT50在-2.916～-3.254℃，
可以判断出，在接近临界致死温度的低温胁迫下，低温胁迫时间对相对电导率有显著影响，而过高于或低于半
致死温度时，低温胁迫时间影响不明显。
3 结论与讨论
细胞质膜是控制物质进出植物组织的屏障，生活细胞的物质交换能否正常进行，主要决定于细胞质膜透性
的正常维持[6]。由于低温胁迫，使细胞膜透性增加，电解质外渗率加大，不利于植物细胞物质交换[7]。通过测定植
物组织受冻后的电导率值来评价抗寒力是一种比较快速而有效的方法。花是将来发育成果实的器官，因此花器
官的抗冻性强弱同坐果率密切相关， 研究花器官的抗冻性对于山杏等以收获果实或种子为目的的树种具有重
要意义。 研究结果表明，山杏花器官的褐变率和相对电导率均随温度的降低而渐增，变化趋势总体上呈 S 形曲
线，生理指标和形态指标变化规律相吻合。但同导致相对电导率提高的温度相比，导致褐变的温度更低一些，这
可能是由于花器官受到低温伤害时,先表现膜受伤害,然后表现出外观症状。本研究探讨了低温胁迫温度梯度和
时间梯度对山杏无性系花器官冻害的综合作用，结果表明，只有在接近半致死温度的低温条件下，低温处理时
间才对相对电导率有显著影响，时间越长，受冻害程度越深，而过高于或低于 LT50值时，虽然相对电导率随着
处理时间的延长有一定增大，但影响不显著。 所以以半致死临界温度为主、以相对电导率对低温胁迫时间的响
应为辅作为山杏无性系花器官抗冻性评价标准，得到山杏花器官抗冻性情况为：花瓣>雄蕊>雌蕊，与吉国强等
（2007年）的研究结果一致[8]。由于雌蕊是发育成果实的器官，也是抗冻性最弱的花器，因此采用雌蕊的抗冻性作
为花抗冻性的评价指标[9]，基于相对电导率的山杏优良无性系花期抗冻性为：41号>94号>28 号>22号>16号，与
基于花器官褐变率的研究结果基本一致。 这些研究结果为花期抗冻优良无性系的筛选及进一步的杂交育种工
作提供了重要依据。
参考文献：
[1] 赵桂玲,刘明国,郭 蕊.低温胁迫山杏花电导率和 LT50值的研究[J].辽宁林业科技,2007(1):6-8.
[2] 杨建民,孟庆瑞,彭伟秀,等.冰核细菌对杏花器官抗寒性的影响[J].园艺学报,2002,29(1):20-24.
[3] 张宪政,陈凤玉,王荣富,等.植物生理学实验技术[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,1989:329-333.
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[5] 朱根海,刘祖棋,朱培仁.应用 logistic 方程确定植物组织低温半致死温度的研究[J].南京农业大学学报,1986(3):11-16.
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[9] 陈学森,沈洪波,张艳敏.杏及大樱桃花器官冻害调查[J].园艺学报,2001,28(4):373.
[责任编辑 马迎杰]
刘明国等：5种山杏优良无性系花器官抗冻性比较
表 3 不同低温胁迫时间后山杏花器官相对电导率变化
Table 3 Change of relative electric conductivity of Prunus sibirica flower organ between different
treatment times /%
处理时间/h
Treatment time
2
4
6
花瓣 Petal
-2℃
17.210a
22.290a
28.256a
-3℃
31.954a
35.389a
38.162a
-4℃
38.585a
54.552b
67.582c
-2℃
31.956a
36.307a
41.713a
-3℃
42.725a
52.713b
57.329b
-4℃
66.699a
69.872a
73.857a
-2℃
27.145a
32.819a
37.147a
-3℃
33.588a
46.021b
51.611b
-4℃
50.53a
54.712a
60.334a
雄蕊 Androecium 雌蕊 Gynoecium
注：同列不同小写字母代表差异显著。
Note:Different lowercase letters in one column indicate significant difference.
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