桃不同品種抗寒性的比較研究

桃不同品種抗寒性的比較研究

低溫是限制桃花生長(zhǎng)發(fā)育的主要環(huán)境因素之一。在中國北方的桃種區(qū)，冬季絕對(duì)低溫低，導(dǎo)致桃花凍害，給當(dāng)?shù)靥覙I(yè)造成嚴(yán)重?fù)p失。選擇抗寒桃品種是解決凍傷問題的最有效方法之一?？购允翘业囊粋€(gè)重要性狀，其評(píng)價(jià)方法已有不少報(bào)道，枝條電導(dǎo)法是比較常用的評(píng)價(jià)方法。通過測(cè)定不同溫度處理下枝條的相對(duì)電導(dǎo)率（REC），擬合Logistic方程求解低溫半致死溫度（LT本研究通過測(cè)定12個(gè)桃品種在低溫梯度處理?xiàng)l件下的相對(duì)電導(dǎo)率、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)（可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸）、丙二醛質(zhì)量摩爾濃度和束縛水/自由水的變化，采用隸屬函數(shù)法對(duì)其抗寒性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以期為桃抗寒種質(zhì)創(chuàng)新以及品種的適宜種植區(qū)域劃分提供科學(xué)依據(jù)。1材料和方法1.1‘春雪’桃品種與栽植試驗(yàn)所用12個(gè)桃品種分別為‘承德1號(hào)’‘承德2號(hào)’‘金奧’‘秋燕’‘秋戀’‘03-22-034’‘02-13-140’‘03-49-079’‘晚蜜’‘慶豐’‘春雪’‘大久?！?，定植于河北省農(nóng)林科學(xué)院昌黎果樹研究所桃資源圃，露地栽培。圃內(nèi)土壤為沙壤土，土壤肥力中等，各桃品種以毛桃為砧木，采用2主枝開心形，株行距2m×5m，樹齡11年，管理水平一致，選取1年生休眠枝條為試驗(yàn)材料。1.2冷暴力機(jī)處理2019年1月12日，于樹冠外圍中部隨機(jī)剪取長(zhǎng)勢(shì)相近、粗度一致的1年生枝條，取枝條樣品中部枝段，用自來水洗凈，去離子水沖洗3次，濾紙吸干表面水分，兩端剪口封蠟。之后每品種隨機(jī)選取15根枝條為一組，共計(jì)8組，裝入聚乙烯自封袋中，分別置于GDJS-500L型高低溫濕熱交變?cè)囼?yàn)箱（蘇州市奧貝思環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備有限公司）中進(jìn)行低溫處理，設(shè)置0(CK）、-10、-15、-20、-25、-30、-35和-40℃8個(gè)低溫處理，每處理均以4℃/h降溫速率降溫至目的溫度后保持12h，之后以同樣速率升溫至0℃，保持2h，后放入0℃冰箱中備用。各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定前，需將冷凍枝條于室溫（20℃）下放置8h。每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)處理5根枝條。1.3指標(biāo)和方法的測(cè)量1.3.1相對(duì)電導(dǎo)率的測(cè)量相對(duì)電導(dǎo)率采用電導(dǎo)法測(cè)定1.3.2枝條發(fā)芽率枝條萌芽率采用恢復(fù)生長(zhǎng)法調(diào)查1.3.3其他生理指標(biāo)的測(cè)定參照李合生1.4數(shù)據(jù)處理方法試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用MicrosolftExcel2007進(jìn)行處理，利用SPSS20.0進(jìn)行相關(guān)性分析（雙變量）和差異顯著性分析（單因素ANOVA）。參照唐士勇如果指標(biāo)與抗寒性呈負(fù)相關(guān)，指標(biāo)隸屬度計(jì)算公式為：式中：U2結(jié)果與分析2.1不同桃品種對(duì)低溫脅迫的響應(yīng)不同低溫處理對(duì)桃枝條相對(duì)電導(dǎo)率的影響見圖1。隨著溫度的降低，各品種枝條相對(duì)電導(dǎo)率均呈逐漸上升的趨勢(shì)，整體變化呈“S”形曲線，但上升的速率存在差異。說明不同桃品種對(duì)低溫脅迫響應(yīng)一致，枝條相對(duì)電導(dǎo)率變化趨勢(shì)出現(xiàn)明顯拐點(diǎn)時(shí)所處的溫度各不相同。利用Logistic方程結(jié)合相對(duì)電導(dǎo)率計(jì)算不同桃品種的LT2.2不同溫度對(duì)發(fā)芽率的影響不同低溫處理對(duì)桃枝條發(fā)芽率的影響見表2，各品種的發(fā)芽率隨溫度的降低呈下降趨勢(shì)。當(dāng)溫度為-10℃時(shí)，‘春雪’‘金奧’‘03-22-034’‘03-49-079’‘02-13-140’發(fā)芽率首先出現(xiàn)下降；當(dāng)溫度降低到-20℃時(shí)，各品種的發(fā)芽率急劇下降，其中‘秋戀’‘春雪’‘金奧’與其他品種相比，枝條發(fā)芽率差異顯著；當(dāng)溫度低于-30℃，各品種發(fā)芽率均為0。-20℃時(shí)各桃品種的發(fā)芽率大小順序?yàn)椤飸佟?gt;‘晚蜜’>‘秋燕’>‘大久?！?gt;‘03-49-079’>‘承德2號(hào)’>‘承德1號(hào)’>‘慶豐’>‘02-13-140’>‘03-22-034’>‘春雪’>‘金奧’，與根據(jù)LT2.3束縛水/自由水比值不同低溫處理對(duì)桃枝條束縛水/自由水比值的影響見圖2。隨著處理溫度的降低，各品種枝條束縛水/自由水比值均呈“先升高后降低”的變化趨勢(shì)，但各品種束縛水/自由水比值達(dá)到峰值所對(duì)應(yīng)的溫度不同。‘金奧’‘春雪’‘03-22-034’‘03-49-079’‘慶豐’束縛水/自由水比值達(dá)到峰值時(shí)的溫度為-15℃，‘承德2號(hào)’‘晚蜜’‘秋戀’‘秋燕’束縛水/自由水比值達(dá)到峰值時(shí)的溫度為-30℃，其他品種束縛水/自由水比值在-20℃達(dá)到峰值。在整個(gè)降溫過程中，‘秋戀’‘承德2號(hào)’束縛水/自由水比值增加較多，分別較對(duì)照增加了130.18%和123.70%，‘金奧’‘大久保’束縛水/自由水比值增加較少，分別較對(duì)照增加了63.20%和66.92%。將各品種束縛水/自由水比值與LT2.4溫度場(chǎng)中丙二醛質(zhì)量摩爾濃度的變化不同低溫處理對(duì)桃枝條丙二醛質(zhì)量摩爾濃度的影響見圖3。隨著處理溫度的降低，各品種枝條丙二醛質(zhì)量摩爾濃度均呈“先升高后降低”的變化趨勢(shì)，但各品種的丙二醛質(zhì)量摩爾濃度達(dá)到峰值所對(duì)應(yīng)的溫度不同。‘春雪’‘金奧’和‘03-22-034’的丙二醛質(zhì)量摩爾濃度達(dá)到峰值時(shí)的溫度為-20℃，‘晚蜜’的丙二醛質(zhì)量摩爾濃度達(dá)到峰值時(shí)的溫度為-35℃，其他品種的丙二醛質(zhì)量摩爾濃度分別在-25℃和-30℃達(dá)到峰值。在整個(gè)降溫過程中，‘金奧’‘春雪’‘03-22-034’的丙二醛質(zhì)量摩爾濃度較高，‘晚蜜’‘秋戀’‘秋燕’的丙二醛質(zhì)量摩爾濃度較低；‘秋戀’‘晚蜜’‘秋燕’的丙二醛質(zhì)量摩爾濃度增加較少，分別較對(duì)照增加了33.39%、45.27%和48.12%，‘承德1號(hào)’‘承德2號(hào)’‘慶豐’‘02-13-140’的丙二醛質(zhì)量摩爾濃度增加較多，均較對(duì)照增加了80.00%以上。將各品種丙二醛質(zhì)量摩爾濃度與LT2.5可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同低溫處理對(duì)桃枝條可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響見圖4。隨處理溫度的降低，各品種枝條可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈“升-降-升-降”的變化趨勢(shì)。分別在-15℃和-30℃達(dá)到質(zhì)量分?jǐn)?shù)高峰，且第2個(gè)峰值大于第1個(gè)峰值。在整個(gè)降溫過程中，‘秋戀’‘晚蜜’可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加較多，分別較對(duì)照增加了310.94%和228.90%，‘春雪’增加較少，較對(duì)照增加了64.80%。將各品種可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)與LT2.6溫度增加對(duì)可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響不同低溫處理對(duì)桃枝條可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響見圖5。隨處理溫度的降低，除‘02-13-140’‘03-49-079’外，各品種枝條可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)均呈“先升高后降低”的變化趨勢(shì)，但各品種達(dá)到峰值所對(duì)應(yīng)的溫度不同。在-25℃時(shí)，‘承德2號(hào)’‘03-22-034’‘02-13-140’‘金奧’‘春雪’‘大久?！扇苄缘鞍踪|(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到峰值，其余品種可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)在-30℃達(dá)到峰值。在整個(gè)降溫過程中，‘晚蜜’‘秋燕’‘秋戀’可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加較多，分別較對(duì)照增加了73.48%、79.27%和85.91%，‘03-22-034’‘金奧’可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加較少，分別較對(duì)照增加了41.52%和43.08%。將各品種可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)與LT2.7脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化不同低溫處理對(duì)桃枝條脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響見圖6。隨處理溫度的降低，各品種枝條脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)總體呈“升-降-升-降”的變化趨勢(shì)。在-15℃時(shí)，‘承德1號(hào)’‘03-22-034’‘秋燕’‘晚蜜’‘慶豐’‘春雪’‘大久?！彼豳|(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到第1個(gè)峰值，而其他品種脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在-20℃時(shí)達(dá)到第1個(gè)峰值，之后各品種脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)出現(xiàn)小幅度的下降，在-30℃時(shí)，除‘03-22-034’外，各品種脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)均達(dá)到第2個(gè)峰值，且第2個(gè)峰值高于第1個(gè)峰值。在整個(gè)降溫過程中，‘金奧’‘春雪’脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，增加較少，分別較對(duì)照增加了67.82%和41.25%，‘秋戀’‘晚蜜’脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，增加較多，分別較對(duì)照增加了101.69%和108.82%。將各品種脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)與LT2.8不同組中桃的抗寒性通過以上分析可以看出，各品種-30℃時(shí)的6個(gè)生理指標(biāo)和-20℃的枝條萌芽率均與LT2.9度大、抗寒力強(qiáng)為了全面、客觀地反映不同桃品種的抗寒能力，運(yùn)用隸屬函數(shù)法，以7個(gè)抗寒指標(biāo)隸屬度的平均值對(duì)12個(gè)桃品種枝條抗寒性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，平均隸屬度越大，抗寒性越強(qiáng)，反之抗寒性越弱。結(jié)果如表4所示，12個(gè)桃品種的平均隸屬度為0.11～0.98，‘金奧’的平均隸屬度最小，‘秋戀’的平均隸屬度最大，根據(jù)平均隸屬度的大小可得12個(gè)桃品種枝條抗寒性強(qiáng)弱順序?yàn)椋骸飸佟?gt;‘晚蜜’>‘秋燕’>‘03-49-079’>‘承德2號(hào)’>‘承德1號(hào)’>‘大久保’>‘慶豐’>‘02-13-140’>‘03-22-034’>‘春雪’>‘金奧’。此排序結(jié)果與LT3束縛水冰液對(duì)植物抗寒性的影響基于電解質(zhì)外滲量測(cè)定開發(fā)的電導(dǎo)法是植物上應(yīng)用比較廣泛的抗寒性鑒定方法恢復(fù)生長(zhǎng)法是評(píng)價(jià)植物抗寒性的最直觀和可靠的方法，由于桃枝條難以生根、形成愈傷組織，枝條遭受低溫傷害的程度，主要通過芽對(duì)低溫的敏感性反映出來，通過統(tǒng)計(jì)枝條的發(fā)芽率，可以直接確定枝條抗寒性強(qiáng)弱，所得結(jié)果與LT丙二醛是膜脂過氧化分解的最終產(chǎn)物，其質(zhì)量摩爾濃度可以反映植物遭受凍害的程度在低溫條件下，植物體通過提高可溶性糖、可