寒地杏种质自然越冬条件下枝条抗寒性鉴定方法优化及评价.pdf

农业与技术 种植科学寒地杏种质自然越冬条件下枝条抗寒性鉴定方法优化及评价崔龙王雪松谭瑞张艳波陈蕾(吉林省农业科学院/中国农业科技东北创新中心 吉林 长春 吉林省智威苗木有限公司 吉林 公主岭)摘 要:为了选育优良的抗寒杏种质 通过对杏一年生枝条相对电导率测定条件进行优化 及对田间抗寒性鉴定等级、冻害指数和相对电导率的比较分析 以期筛选出适用于快速鉴定杏种质抗寒性的测试方法 结果表明 应用相对电导率法 将杏一年生枝条浸提 初电导值趋于稳定 同一品种田间抗寒性鉴定等级、冻害指数和相对电导率的变化趋势较一致 皮尔斯相关系数都在 以上 呈正相关 因此 田间抗寒性鉴定方法适用于快速评价杏种质在田间自然越冬条件下抗寒力的强弱 筛选出抗寒性较强的杏种质 份 分别为辽杏、鸡西早熟甜仁、白玉扁、鸡西粉红杏、龙垦 号、辽杏 号、优一、龙王帽、小杏梅、苹果杏、桦甸 可用于培育抗寒杏品种亲本的选配关键词:杏 抗寒性 电导法 冻害指数中图分类号:文献标识码:/收稿日期:基金项目:吉林省重点研发计划项目“抗寒早熟优质杏新品种选育”(项目编号:)作者简介:崔龙()男 本科 助理研究员 研究方向:李、杏栽培技术 通讯作者陈蕾()副研究员 研究方向:李、杏遗传育种及设施樱桃栽培 杏为蔷薇科()李亚科杏属()植物 原产于我国 有 余年的栽培历史杏果实成熟期早 风味浓郁、酸甜适口 且富含胡萝卜素及矿质元素 具有防癌、抗癌功效 是重要的经济树种 杏树耐贫瘠、耐干旱 亦是我国三北防护林常用树种 在我国北方地区 冬季寒冷 由于杏树品种抗寒性的差异 树体及枝条容易受到不同程度的冻害 成为杏产业发展的主要限制因子果树的抗寒性是描述果树适应或抵御寒冷气候条件的能力 鉴定方法主要有电导法、田间鉴定法、恢复生长法等 另外 抗寒性与渗透调节物质、保护酶活性、组织含水量、膜脂相变和细胞膜透性之间存在相关性 通过对上述指标的测定 可以评价比较性品种的抗寒性 电导率法是低温胁迫下植物的膜脂从流动液态镶嵌相转变成晶体固态相 使膜发生收缩 使镶嵌于膜上的膜蛋白(酶)被固定 酶系统受到破坏 出现孔道或龟裂 丧失细胞膜的主动运输和选择通透的特性 膜内可溶性物质、电解质大量向膜外渗透 破坏了细胞内外的离子平衡 对龙眼、荔枝、梨和葡萄等抗寒性的研究表明 低温胁迫下细胞膜渗透性随温度的降低而增加 且细胞膜渗透性与植物 的 损 伤 程 度 呈 正 相 关 而 与 抗 寒 性 呈 负 相关 一般情况下 抗寒性强的植物组织在低温胁迫下电解质外渗较少 电导率变化较小 而抗寒性弱的植物组织在低温胁迫下电解质外渗较多 电导率变化较大 田间鉴定法是树体自然越冬条件下 萌芽期在田间观察树体一年生枝条横截面的木质部、韧皮部及髓部的冻害程度研究杏种质资源抗寒性的评价方法 对于筛选抗寒资源及育种具有重要意义 本研究通过对电导率法的测定条件进行优化 测定杏种质一年生枝条的电解质渗出率 并与田间鉴定结果进行相关性分析 旨在摸索简便、准确性较高的抗寒性鉴定方法 同时 对供试的杏资源进行抗寒性鉴定及分级 以期为促进杏种植结构优化和选育抗寒优良品种提供理论依据 材料与方法 试验地概况试验地设在吉林省农业科学院果树研究所内的国家果树种质(公主岭)寒地果树资源圃()该园地处于中温带半湿润地区大陆性季风气候 年均气温 无霜期 左右 年降水 种植科学 农业与技术 量 年日照时数 试验材料与方法 杏枝条电导率测定试验于 年 月底进行 供试品种为乾安大杏和桦甸杏 在树冠四周外围采取 个粗细均匀、生长健壮的一年生枝条作为试材 采后带回实验室在自来水流下冲洗 去除枝条表面灰尘 再用去离子水冲洗 遍 用吸水纸吸干水分 将枝条剪成 厚的薄片 注意要避开芽眼部位 混合均匀后称取 放入 刻度试管中 加 去离子水 置于 的恒温震荡培养箱中浸提、和 测定待测液的初电导值()筛选电解质渗出相对稳定的浸提时间 用筛选出的最佳浸提时间对供试品种进行煮沸 使组织失活(封口水浴)冷却至室温后测定其终电导值 ()采用 型电导仪测定电导值 试验中用到的实验仪器:程序控温低温恒温槽 南京先欧仪器制造有限公司 电导率仪 上海精密科学仪器有限公司 恒温振荡器 太仓市科教器材厂 电子天平 美国双杰兄弟有限公司 数显恒温水浴锅 江苏金坛晶玻仪器厂 杏抗寒性级别、冻害指数和电导率的相关性分析供试品种分别为荷包杏、通榆大杏、油杏、麦黄杏、九台晚杏、大黄杏、四条腿、丹麦黄杏和红梅杏 测定 个品种一年生枝条的相对电导率、田间抗寒性指数和冻害级别 分析三者的相关性 杏资源抗寒性的田间鉴定 年 月 日 田间调查杏一年生枝条抗寒性 供试材料为 份杏资源 辽杏、鸡西早熟甜仁、白玉扁、鸡西粉红杏、龙垦 号、辽杏 号、优一、龙王帽、小杏梅、苹果杏、桦甸、荷包杏、辽杏 号、桦甸、辽杏 号、垂枝杏、龙垦 号、李子杏、大白杏、红梅杏、北镇白、李光杏、桦甸杏、大黄杏、通榆大杏、油杏、眉杏、双山杏、九台晚杏、金黄杏、同发杏、湾沟 号、乾安大杏、伊通红杏、大白杏、湾沟 号、麦黄杏、丹麦黄杏、四条腿、国仁 选取 株树龄相同、长势较一致的树作为供试树 在树冠外围采取 个粗细均匀、生长健壮的一年生枝条作为试材 将每条等分成 段 在每段上部/处田间肉眼观察木质部、韧皮部及髓部的冻害程度 根据冻害程度参照 杏种质资源描述规范和数据标准 将冻害症状进行分级鉴定 数据处理及分析测定和田间观察到的数据采用 软件数据处理 软件进行统计分析 具体分级标准参照 杏种质资源描述规范和数据标准 相对电导率及冻害指数计算公式:相对电导率(初电导蒸馏水电导)/(终电导蒸馏水电导)冻害指数()(冻害级株数冻害级值)/(调查总株数冻害最高级值)结果与分析 抗寒性鉴定期间温度监测情况图 抗寒性鉴定期间最高温和最低温 年 月初 年 月末 持续监测试验园的温度 以期掌握温度变化及最低温出现的时间由图 可知 低于气温在 月中旬出现 监测期间 个最低气温出现在 月 日、月 日和 月 日 温度分别为、和 月全天气温低于 有 低于 共有 东北地区低温主要集中在 月和 月上旬 经过此段时间的低温 杏一年生枝条进入深度休眠 获得了最大抗寒力 此时其抗寒力差异主要由遗传差异引起 此时鉴定可以较精确地确定不同品种资源由遗传引起的抗寒力差异 通过对温度监测的结果 得出采样时间为 月末枝条已经获得最大抗寒力 浸提时间对杏一年生枝条初电导值的影响图 浸提时间对杏一年生枝条初电导值的影响 农业与技术 种植科学在电导率测定中 枝条浸提的时间直接影响电导值 通过对 个杏品种一年生枝条不同浸提时间的初电导值测定 得出初电导值呈现出随摇动浸提时间增加而先升高后降低的趋势 见图 乾安大杏在浸提摇动 时出现初电导值高峰 与 处理差异显著 但随着浸提时间的增加 初电导值增幅减小 与 处理差异不显著 桦甸杏表现为摇动浸提 时初电导值高峰 初电导值变化趋势与乾安大杏相似 通过 个杏品种一年生枝条初电导值的测定得出 摇动浸提 测定值表现较为稳定 且摇动时间与初电导值皮尔逊相关系数为 表明二者呈正相关 因此 结合试验时间和成本 选择摇动浸提时间以 为宜 杏一年生枝条田间抗寒性级别、冻害指数和电导率的相关性 对 个杏品种进行田间冻害等级调查 品种间抗寒性存在差异 发生 级冻害的有 个品种 发生 级冻害的品种有 个 发生 级冻害的品种有 个对 个杏品种相对电导率测定表明 不同品种田间受冻害程度及一年生枝相对电导率存在差异 但变化趋势与田间冻害平均等级一致 皮尔森相关系数为 二者呈正相关 各品种一年生枝相对电导率与田间冻害指数趋势一致 皮尔森相关系数为 二者呈正相关 见图 图 杏一年生枝条田间抗寒性、电导率和冻害指数 杏种质田间冻害等级划分通过对 份杏种质进行田间冻害指数调查发现抗寒性较强的种质有 份 分别为辽杏、鸡西早熟甜仁、白玉扁、鸡西粉红杏、龙垦 号、辽杏 号、优一、龙王帽、小杏梅、苹果杏和桦甸 冻害指数 表现为髓褐色 次生木质部、髓射线与皮层交界处的初生木质部冻害较重 具体品种见表 表 杏种质一年生枝条田间冻害分级冻害分级冻害指数种质名称冻害症状强乾安大杏 伊通红杏 大白杏 湾沟 号 麦黄杏 丹麦黄杏 四条腿 国仁髓褐色 次生木质部、髓射线与皮层交界处的初生木质部冻害较重 讨论与结论果树抗寒性鉴定是一个复杂的过程 需要综合考虑多个方面的因素 在众多抗寒性的测试方法中 最为传统、应用广泛的是田间抗寒性鉴定法 生长状况测试法和冻害指数调查法主要应用于适应种植区域判定、极端气候造成的重大冷冻灾害调查时的测试评价方法 人工模拟寒冻天气鉴定果树抗寒冷性的应用越来越多 应用较多的是离体枝条、花器官冷冻法 但由于果树树体高大 对全株冷冻法的应用较少 电解质渗出率法和生物电阻抗图谱法的应用范围均较宽广 无论是在全株冷冻法或离体器官冷冻法研究植物抗寒性时都可使用 可用于不同的植物组织或器官 如芽、叶、茎和根 在实际操作过程中可以结合田间鉴定法和室内鉴定法 通过观察和检测果树的外部性状、细胞形态结构、生理代谢指标以及基因表达等多方面的信息来综合评估其抗寒性 这些方法不仅为果树抗寒生理的深入研究提供了依据 也为抗寒品种的选育和鉴定提供了实用的手段本文通过对杏一年生枝条相对电导率测定条件进行优化 得出浸提 初电导值趋于稳定 对田间抗寒性鉴定等级、冻害指数和相对电导率进行比较分析 同一品种 个指标趋势较一致 皮尔斯相关系数都在 以上 呈正相关 因此 本文认为 田间抗 种植科学 农业与技术 寒性鉴定方法适用于快速评价杏种质在田间自然越冬条件下抗寒力的强弱 同时 通过对资源圃保存的 份杏种质进行田间抗寒性鉴定 筛选出抗寒性较强的杏种质 份 分别为辽杏、鸡西早熟甜仁、白玉扁、鸡西粉红杏、龙垦 号、辽杏 号、优一、龙王帽、小杏梅、苹果杏和桦甸 为抗寒杏品种培育、亲本选择提供理论支持 进而优化寒冷地区杏品种的种植结构 提高杏树的种植效益参考文献 王文举 张亚红 牛绵凤 等.电导率测定鲜食葡萄的抗寒性.果树学报 ():.王泽华 秦伟 马依努尔姑吐地.不同生境新疆野苹果休眠枝条抗寒性鉴定.新疆农业大学学报 ():.梅立新 蒋宝 赵政阳 等.几种方法测定苹果矮化砧木枝条抗寒性指标的测定.西北农学报 ():.曾丽蓉 郑鑫 张婷 等.电导法协同 方程进行 种苹果砧木抗寒性的比较.江苏农业科学 ():.刘宁 刘威生.杏种质资源描述规范和数据标准.北京:中国农业出版社.刘政海 董志刚 李晓梅 等.基于恢复生长法分析酿酒葡萄品种的抗寒性.果树资源学报 ():.刘星辉 佘文琴 张惠斌.龙眼、荔枝叶片膜脂脂肪酸与耐寒性的研究.福建农业大学学报 ():.余文琴 刘星辉.荔枝叶片膜透性和束缚水/自由水与耐寒性的关系.福建农业大学学报 ():.李荣富 王丽雪 梁艳荣 等.葡萄抗寒性研究进展.内蒙古农业科技 ():.李玉梅 陈艳秋 李莉.梨品种枝条膜透性和水分状态与抗寒性的关系.北方果树 ():.徐呈祥.植物抗寒性鉴定与测试方法研究进展.广东农业科学 ():.杨豫 张晓煜 陈仁伟 等.贺兰山东麓 个酿酒葡萄品种枝条抗寒性鉴定.干旱区资源与环境 ():.赵秀梅 牛茹萱 张帆 等.个桃品种在兰州地区的抗寒性鉴定.甘肃农业科技 ():.田景花 王红霞 高仪 等.核桃属植物休眠期的抗寒性鉴定.园艺学报 ():.金明丽.苹果砧木实生后代抗寒性鉴定.保定:河北农业大学.(责任编辑 贾灿)