全 文 ：植物生理学通讯 第 45卷 第 10期，2009年 10月 1023
收稿 2009-07-14 修定 　2009-09-07
资助 贵州省科技厅农业科技攻关项目(黔科合 N Y 字[2 00 5 ]
3 0 0 5 )、贵州省优秀科技教育人才省长专项资金(黔省
专合字(2007) 103号)和贵州省动植物育种专项 (黔农育
专字[2008] 028 号)。
* 通讯作者(E-mai l : cyq1 96 2 @msn.com; T el : 0 8 5 1 -
3 7 6 2 6 4 4 )。
火龙果抗寒性检测初探
邓仁菊, 范建新, 王彬, 蔡永强 *
贵州省果树科学研究所, 贵阳 550006
Preliminary Study on Determination of Chilling-resistance in Pitaya (Hylocereus
spp.)
DENG Ren-Ju, FAN Jian-Xin, WANG Bin, CAI Yong-Qiang*
Guizhou Fruit Institute, Guiyang 550006, China
提要: 以电导法检测低温胁迫、低温持续时间以及渗透时间对不同火龙果幼苗及二年生成熟火龙果抗寒性的影响。结果表
明, 用蒸馏水渗透 6 h的火龙果, 其电解质渗出率基本上达到稳定。温度越低, 低温时间越长, 电解质渗出率受到的影响越
大。在0 ℃低温下持续处理20 d后, 不同品系的火龙果幼苗全部死亡。室内低温处理火龙果的抗寒性与低温后田间调查、
生长恢复的结果基本上一致。
关键词: 电导法; 抗寒性; 低温胁迫; 火龙果
低温冷害或冻害是影响火龙果产业发展的主
要限制因素。据报道, 5 ℃以下的低温将可能导
致火龙果冻害, 其幼芽、嫩枝, 甚至包括部分成熟
枝条也能被冻伤或冻死, 但目前仍无有关仙人掌科
植物, 包括火龙果的抗寒性研究文献。尽管前人已
采用电导法在苹果(高爱农等 2000)、梨(李俊才等
2007)、柑橘(罗正荣等 1992)、葡萄(王文举等
2007)、杏(黄永红等 2005)、李(刘威生等 1999)、
桃(刘天明等1998)和香蕉(刘长全2006)等果树的抗
寒性方面作了研究, 但这些研究大多是取离体叶片
或枝条直接进行电导率测定, 且低温处理时间较短
(高志红等2005; 缴丽莉等2006; 赵蕾等2009; 张文
娟等 2009), 而对植株幼苗或成年结果树进行持续
低温处理, 再鉴定其抗寒性的研究相当少见。为
此, 本文根据预处理实验结果, 结合 2008年 1~2月
持续低温(极端低温0.8 ℃)对我所火龙果试验园的
冻害情况以及当地近20年来的气象资料, 以不同种
的火龙果幼苗和成年火龙果树为材料, 通过持续低
温处理后初步测定其抗寒性, 为揭示火龙果潜在的
抗寒能力及其他有关研究提供参考。
材料与方法
实验材料取自本所的火龙果试验园区。2008
年12月, 选用栽培管理措施基本相同和生长势基本
相近的红皮红肉(Hylocereus polyrhizus Britton &
Rose)、红皮白肉(Hylocereus undatus Britton &
Rose)和红皮粉肉(Hylocereus monacanthus Britton &
Rose) (江一卢 2005)火龙果幼苗各750盆(1株 ·盆 -1)
和2年生盆栽成年红肉和白肉火龙果树各9盆(3株 ·
盆 -1)作实验材料。
低温处理时, 将材料分成 3份, 取 2份分别放
入冷库中进行 2和 0 ℃的低温处理, 另 1份置于室
内作对照。低温处理的人工降温速度为 4 ℃·h-1, 光
照时间为8:00~18:00, 10 h, 湿度为75%~85%, 低温
持续时间为 1个月。当温度降至目的温度后, 分别
于 0、5、10、15、20、25 和 30 d取样分析。
当低温处理的样品到达一定时间( 0、5、
10、15、20、25和 30 d)后, 再以 4 ℃·h-1的升
温速率升至室温, 取其枝条置于室温下 4 h后测定,
每个分析重复 3次。先用蒸馏水将枝条冲洗干净,
小心去掉刺座, 纱布擦干后, 再切成 0.5 mm左右的
薄片, 混合均匀, 称取 3.0 g置于洁净的广口三角瓶
中, 加入 30 mL蒸馏水, 在室温下分别渗透 2、3、
信息与资料 Imformation and Data
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4、5和 6 h后, 摇匀, 用 DDS-11A型电导仪测得
初电导率(C1)。再将三角瓶用保鲜透气膜封口, 放
入沸水浴中煮沸 30 min, 冷却至室温, 静置 6 h, 测
得终电导率(C2), 按公式(C1/C2)×100计算出相对电
导率 R (%)。
生长恢复实验时, 将不同低温胁迫下的火龙果
幼苗, 置于室温条件下恢复生长, 每 10 d定期浇水
1次, 30 d后观察其成活情况并调查新萌芽数, 60 d
后统计其成活率和萌芽率。按成活率(%) = (幼苗
成活数 /幼苗总数)×100%和发芽率(%) = (幼苗新
萌芽数 /幼苗总数)×100%计算。
根据初电导率C1和终电导率C2, 求出电解质渗
出率。所有的数据用SPSS 12.0进行统计分析, LSD
法检验不同处理之间的差异是否显著。
结果与讨论
1 不同渗透时间对火龙果枝条电解质渗出率的影响
低温胁迫后, 渗透时间是鉴定植物抗寒性中不
可忽视的重要条件之一。只有当电解质充分泄漏,
电解质渗出率才能真实地反映细胞受害程度, 从而
获得更为准确的鉴定结果(刘建辉等 1995; 高爱农
等 2007; 牛锦凤等 2005)。从表 1可以看出, 渗透
时间对火龙果枝条的电解质渗出率具有较为显著的
影响。以 0 ℃低温下胁迫 25 d火龙果的电解质渗
出率为例, 在渗透时间 2~5 h内, 所有火龙果枝条
的电解质渗出率均随时间的延长而呈逐渐增加的趋
势; 在渗透时间 5~6 h内, 电解质渗出率趋于稳定,
表 1 不同渗透时间对火龙果枝条电解质渗出率的影响
电解质渗透率 / %
渗透时间 /h
红肉幼苗 粉肉幼苗 白肉幼苗 红肉结果树 白肉结果树
2 64.6±1.8aA 66.5±3.4aA 63.7±1.1aA 55.5±2.7aB 64.5±2.0aA
3 68.3±2.8bA 70.1±2.2bA 66.2±2.8bA 58.7±3.1bB 67.6±1.0bA
4 71.8±3.0cA 72.3±4.0bA 67.3±1.9bA 61.4±3.2bB 68.9±1.5bA
5 74.5±3.9cA 74.1±3.0bA 69.5±1.0cB 64.7±4.2cC 70.2±1.9bB
6 74.9±4.2cA 74.1±3.0bA 69.7±1.2cB 65.1±3.2cC 70.5±1.4bB
　　每一列中不同小写字母表示不同渗透时间之间差异显著, 大写字母代表不同火龙果之间差异显著。下表同此。
表 2 不同低温对火龙果枝条电解质渗出率的影响
电解质渗透率 / %
温度 /℃
红肉幼苗 粉肉幼苗 白肉幼苗 红肉结果树 白肉结果树
14±2.5 (对照) 46.7±2.2aA 47.1±0.7aA 45.6±3.6aA 45.3±2.6aA 42.8±2.0aA
2±0.5 57.7±1.8bA 55.0±2.3bA 56.1±3.2bA 47.3±2.3aB 45.2±3.7aB
0±0.5 61.2±2.6cA 58.1±4.1bB 58.2±1.9bB 49.7±3.2bC 48.1±0.9bC
二者之间没有显著差别(P>0.05)。这表明渗透时
间 6 h的火龙果受害细胞的电解质已充分泄漏, 且
电解质渗出率基本上达到稳定状态。
2 不同低温对火龙果枝条电解质渗出率的影响
由表2可知, 不同火龙果枝条的电解质渗出率
随着低温胁迫的加剧而逐渐增加。以不同低温下
胁迫 5 d, 渗透 6 h火龙果的电解质渗出率为例。2
℃低温下胁迫 5 d的红肉幼苗、粉肉幼苗、白肉
幼苗、红肉结果树和白肉结果树的电解质渗出率
分别增加了 23.6%、16.8%、23.0%、4.4% 和
5.6%; 0℃低温下胁迫 5 d的红肉幼苗、粉肉幼
苗、白肉幼苗、红肉结果树和白肉结果树的电解
质渗出率分别增加了 31.0%、23.4%、27.6%、
9.7%和 12.6%。由此表明, 2℃低温胁迫下电解质
渗出率增加幅度比 0℃的小, 成年结果树枝条的
电解质渗出率增加幅度比幼苗的小, 这可能与低
温对细胞膜的伤害程度和植物本身的抗寒性大小
有关。
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3 低温持续时间对火龙果枝条电解质渗出率的影响
从图1可以看出, 不同火龙果枝条的电解质渗
出率随低温处理时间的延长呈先上升后下降再上升
的趋势。但与初始电解值相比, 总体上呈增加的趋
势, 且温度和处理时间不同, 其电解质渗出率增加
的幅度也不一致。当温度从室温降至目的低温5 d
时, 不同火龙果枝条的电解质渗出率显著升高, 且
幼苗的增加幅度均显著大于成年结果树(P<0.05),
这可能与植物受到瞬间低温刺激后的应激反应有关
(李轶冰等 2009)。随着低温胁迫时间延长, 其电解
质渗出率又逐渐下降, 表明火龙果植株在不同低温
处理下接受抗寒性锻炼, 但不同火龙果接受抗寒锻
炼的时间有别。0和 2 ℃低温下胁迫 10 d后的红
肉结果树和白肉结果树的电解质渗出率又逐渐增
大。而胁迫 15 d后, 2 ℃处理的红肉幼苗、粉肉
幼苗和白肉幼苗的电解质渗出率又逐渐升高; 胁迫
20 d后, 0 ℃处理的红肉幼苗、粉肉幼苗和白肉幼
苗的电解质渗出率也逐渐增加, 且不同火龙果的电
解质渗出率差异缩小; 当持续时间继续延长至
25~30 d, 火龙果的电解质渗出率又显著升高。由
此可见, 低温持续时间也是影响火龙果电解质渗出
率的重要因子之一。
4 低温胁迫对火龙果幼苗成活和枝条发芽的影响
从表3可以看出, 火龙果幼苗的死亡程度随着
低温强度增加和持续时间延长而加重, 但在 0和 2
℃低温胁迫下持续 5 d的成活率均为 100%。总的
来讲, 同一低温处理不同时间, 幼苗的成活率高低
均表现为白肉幼苗>粉肉幼苗>红肉幼苗; 不同低温
处理同样时间则表现为温度越高, 幼苗成活率也越
高。在 0 ℃低温下持续 15 d的红肉幼苗全部死亡;
持续至 20 d的粉肉幼苗和白肉幼苗全部死亡。在
2 ℃低温下持续至 25 d的红肉幼苗全部死亡, 粉肉
幼苗仅存活 7.8%; 持续至 30 d, 粉肉幼苗全部死
亡, 白肉幼苗仍存活 32.3%, 这表明白肉幼苗在低
温下的抗寒性均高于红肉幼苗和粉肉幼苗。而未
经低温处理的火龙果幼苗成活率均为 100%。另
外, 从表 3还可以看出, 火龙果的新萌芽率随低温
强度增加和处理时间延长呈显著下降的趋势, 并与
其幼苗成活率呈明显的正相关。在整个试验期间,
0 ℃低温胁迫下的火龙果发芽率均低于 2 ℃的, 但
二者又显著低于未经低温处理的火龙果发芽率。
由此表明, 低温胁迫及其持续时间对火龙果幼苗的
成活率和发芽率均具有较为显著的影响, 温度越低,
持续时间越长, 幼苗的成活率和新芽萌发率也越
低。但无论是 0 ℃还是 2 ℃低温, 无论处理时间
为 5、10、15、20、25还是 30 d, 当以 4 ℃·h-1
的频率升至室温再将火龙果苗搬出冷库时, 其外部
形态特征与田间正常生长的苗没有明显区别, 当在
室温恢复生长 10~15 d后, 细胞受到伤害的火龙果
幼苗开始不同程度的泛黄, 直接导致其死亡或因抵
抗力下降出现病斑, 渐而腐烂。结合图 1和表 3还
可以看出, 采用低温处理后的火龙果, 结合冻后田
图 1 低温持续时间对火龙果电解质渗出率的影响
植物生理学通讯 第 45卷 第 10期，2009年 10月1026
表 3 不同低温处理时间对火龙果幼苗成活率和发芽率的影响
红肉幼苗 粉肉幼苗 白肉幼苗
低温 0℃ 2℃ 0℃ 2℃ 0℃ 2℃
时间 /d
成活率 发芽率 成活率 发芽率 成活率 发芽率 成活率 发芽率 成活率 发芽率 成活率 发芽率
/% /% /% /% /% /% /% /% /% /% /% /%
5 100.0 75.7 100.0 89.6 100.0 78.6 100.0 84.5 100.0 78.6 100.0 81.7
1 0 42.9 21.4 88.9 71.4 50.0 35.7 100.0 81.7 78.6 71.4 100.0 77.1
1 5 0 0 55.4 44.3 28.6 0 65.7 39.2 21.4 21.4 100.0 77.1
2 0 0 0 12.9 7.8 0 0 42.9 19.6 0 0 62.3 50.0
2 5 0 0 0 0 0 0 7.8 0 0 0 49.7 21.4
3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 32.3 0
间调查和恢复生长, 综合评价其抗寒性与其在生产
上表现的实际抗寒性基本相符, 但不同树龄和不同
品系火龙果之间, 其抗寒性也存在一定的差异。由
于植物的抗寒性受多种生物和非生物因素的影响,
因此电解质渗出率仅仅作为反映火龙果抗寒性强弱
的重要指标之一。今后应对其抗性机制(如细胞结
构和组织形态变化、生理代谢变化、膜系统与膜
质过氧化、遗传物质变化等)进行深入研究。
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