賀軍軍 姚艷麗 戴小紅 程儒雄 羅萍 李維國

摘 要 通過對橡膠無性系湛試327-13生產(chǎn)性系比試驗(yàn)區(qū)和高級系比試驗(yàn)區(qū)苗期生長及抗寒性調(diào)查，并對葉片抗寒生理指標(biāo)進(jìn)行分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：湛試327-13生長速度與93-114相等，比GT1快；湛試327-13寒害級別比GT1輕0.32～1.25級，比93-114輕0.01～0.73級。在自然低溫條件下，湛試327-13葉片抗寒生理指標(biāo)中可溶性糖含量、淀粉含量、SOD活性及MDA含量均高于對照93-114，而可溶性蛋白質(zhì)含量和POD活性略低于93-114。綜上所述，湛試327-13的抗寒性和增粗與93-114相等，比GT1抗寒性好且增粗快。

關(guān)鍵詞 湛試327-13；幼苗生長；抗寒性；生理指標(biāo)

中圖分類號 S794.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

天然橡膠為四大工業(yè)原料之一，是重要的戰(zhàn)略性物資，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位[1]。橡膠樹原產(chǎn)于南美洲亞馬遜河流域，屬于熱帶雨林樹種，是喜高溫喜濕作物。自新中國成立以來，橡膠樹已成功在中國的海南、云南和廣東獲得大面積種植[1]。隨著中國的新品種選育及抗寒種植材料篩選，橡膠種植業(yè)已得到鞏固和提高，種植面積與產(chǎn)量位于世界的第4位和第6位[2]。

但在中國，尤其是2007～2008年嚴(yán)重寒害以來，近幾年的氣候變化異常，出現(xiàn)極端低溫，寒冷災(zāi)害加重，橡膠種植業(yè)受到嚴(yán)重阻礙，每年都會造成不同程度的經(jīng)濟(jì)損失[3-6]，嚴(yán)重影響橡膠生產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，而該影響以廣東墾區(qū)最為嚴(yán)重。因此，研究橡膠樹的抗寒性對穩(wěn)定中國尤其是廣東墾區(qū)的橡膠產(chǎn)業(yè)具有重要意義。

橡膠無性系湛試327-13是南亞熱帶作物研究所1973年人工授粉，其親本為93-114×PR107，前期部分研究材料證明湛試327-13是一個(gè)速生、抗寒性好、產(chǎn)量高的新品系，無不良副性狀；該品系雖然在前期進(jìn)行了前哨點(diǎn)的抗寒試驗(yàn)，但未在不同區(qū)域進(jìn)行生產(chǎn)性的多點(diǎn)試驗(yàn)[7]。2008年初寒害過后進(jìn)行的多點(diǎn)調(diào)查證明了該品系的抗寒性良好，但試驗(yàn)布置不夠規(guī)范，幼樹也未設(shè)置與93-114的對照[8]。因此，有必要進(jìn)一步通過規(guī)范設(shè)計(jì)對湛試327-13的生長及抗寒性進(jìn)行研究，并進(jìn)行綜合評價(jià)。

橡膠樹抗寒能力的評價(jià)仍然以自然低溫條件下的形態(tài)特征表現(xiàn)為主，根據(jù)橡膠樹寒害后的外部形態(tài)特征判斷受害程度[9-10]。但在低溫條件下，橡膠樹生理生化和基因表達(dá)方面都發(fā)生了一定規(guī)律的變化： （1）原生質(zhì)膜的變化及電導(dǎo)率[11-15]； （2）細(xì)胞生理與形態(tài)特征[16-19]； （3）產(chǎn)生的有害物質(zhì)MDA、H2O2、NO等[20-21]； （4）滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)脯氨酸、可溶性糖和蛋白質(zhì)等[22]； （5）保護(hù)酶SOD、POD、酯酶等[23-25]； （6）水分及物質(zhì)代謝[26-28]； （7）基因表達(dá)[29-33]。上述研究結(jié)果表明，通過對橡膠樹生理生化等方面的綜合研究，可以對橡膠樹的寒害變化和受害機(jī)理進(jìn)行深入研究。

本研究在湛試327-13無性系前期研究的基礎(chǔ)上，在廣東、廣西不同生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行區(qū)域試種，并規(guī)范設(shè)計(jì)對照；對其幼樹的生長情況和抗寒性進(jìn)行跟蹤調(diào)查；在2010～2011年冬春低溫條件下，對試驗(yàn)區(qū)葉片的抗寒生理指標(biāo)進(jìn)行分析測試；可為該無性系的種植適應(yīng)性、品種審定及大面積推廣提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試品系湛試327-13、GT1（對照1）和93-114（對照2）的芽條分別取自中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院湛江實(shí)驗(yàn)站橡膠增殖圃，砧木為GT1膠園種子所培育的苗木。2009年分別在廣西農(nóng)墾火光農(nóng)場、廣東省卅嶺農(nóng)場和三葉農(nóng)場等建立了湛試327-13生產(chǎn)性系比試驗(yàn)區(qū)，2010年在廣東省紅十月農(nóng)場建立了湛試327-13高級系比試驗(yàn)區(qū)。膠園撫管按照生產(chǎn)常規(guī)管理。

1.2 方法

1.2.1 數(shù)據(jù)和樣品采集 橡膠樹莖圍：在距地面1 m處用皮尺測量橡膠樹圍莖。

橡膠樹寒害調(diào)查：參照華南熱帶農(nóng)業(yè)大學(xué)主編的《橡膠栽培學(xué)》（第3版）[1]。

根據(jù)天氣溫度變化，在2011年11月10日、12月3日和12月26日對標(biāo)記的固定橡膠幼樹進(jìn)行葉片采集，所經(jīng)受最低溫度分別是15、9和7 ℃，空氣濕度分別為71%、57%和73%，采集的葉片為穩(wěn)定葉，放封口袋中用冰盒保存到試驗(yàn)室，置于零下40 ℃低溫保存。

1.2.2 測試指標(biāo)及方法 MDA含量采用硫代巴比妥酸（TBA）法測定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定；淀粉含量采用碘顯色法測定；可溶性蛋白質(zhì)采用考馬斯亮藍(lán)G250測定；SOD活性測定采用氮藍(lán)四唑法測定；POD活性采用愈創(chuàng)木酚法測定。

1.3 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)均取3次重復(fù)的平均值，采用Microsoft Excel 2003和SAS統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用Duncans進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 橡膠樹幼樹生長調(diào)查

由表1可知，通過對生產(chǎn)系比試驗(yàn)區(qū)苗木調(diào)查結(jié)果顯示，2010～2011年度，湛試327-13莖圍平均增粗5.31 cm，GT1平均增粗3.61 cm，93-114平均增粗5.11 cm；2011～2012年度，湛試327-13莖圍平均增粗8.01 cm，GT1平均增粗5.37 cm，93-114平均增粗6.01 cm。說明湛試327-13苗期生長速度于GT1和93-114。而高級系比試驗(yàn)區(qū)調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)：湛試327-13年度平均增粗比93-114慢0.067 cm（按3 a計(jì)算）（表2）。

2.2 橡膠樹幼樹寒害情況

2010～2011年冬春低溫寒害調(diào)查結(jié)果顯示：湛試327-13平均寒害級別比GT1輕0.32～1.25級，4～6級所占比例少4.44%～13.34%；比93-114輕0.64～0.73級，4～6級所占比例少6.3%～16.11%（表3）。高級系比試驗(yàn)區(qū)湛試327-13在2010～2011年度冬春寒害中比93-114輕0.01級（表4）。

2.3 自然低溫條件下橡膠樹幼樹生理生化指標(biāo)變化

2.3.1 可溶性糖含量的變化 由圖1可知，隨著溫度的降低，可溶性糖含量表現(xiàn)為先降后升的變化趨勢，下降幅度高于上升幅度。不同溫度條件下，湛試327-13可溶性糖含量高于93-114。15 ℃條件下，湛試327-13可溶性糖含量較對照93-114高30%，差異顯著；9和7 ℃低溫條件下，湛試327-13分別比對照高7%和9%，差異不顯著。

2.3.2 可溶性蛋白質(zhì)含量的變化 由圖2可以看出，橡膠幼樹不同品種（系）不同溫度條件下，可溶性蛋白質(zhì)含量的變化趨勢不同。隨著溫度降低，湛試327-13可溶性蛋白質(zhì)含量變化幅度較小，差異不顯著。對照93-114可溶性蛋白質(zhì)含量隨著溫度的降低而升高，低溫7 ℃較15、9 ℃分別提高了43.6%和21.3%。15和9 ℃條件下，2品種（系）可溶性蛋白質(zhì)含量差異不顯著，7 ℃條件下，對照93-114可溶性蛋白質(zhì)含量較湛試327-13高34.5%。

2.3.3 淀粉含量的變化 由圖3可知，湛試327-13和對照93-114中淀粉含量隨著溫度的降低，表現(xiàn)為先升后降的變化趨勢。同一溫度條件下，湛試327-13淀粉含量分別較對照93-114高18.6%、51.8%和171.5%。方差分析結(jié)果表明，除15 ℃條件下差異不顯著外，在9和7 ℃條件下，湛試327-13淀粉含量與對照93-114差異極顯著。

2.3.4 MDA含量的變化 由圖4可以看出，橡膠幼樹MDA含量隨著溫度的降低而升高。同一溫度條件下，湛試327-13中MDA含量高于對照93-114，15、9和7 ℃分別比對照高15.8%、43.8%和0.7%。

2.3.5 SOD活性的變化 由圖5可以看出，隨著溫度的降低，SOD活性表現(xiàn)為先升后降的變化趨勢。在15 ℃條件下，湛試327-13與對照93-114的SOD活性基本一致，差異不顯著。在9 ℃條件下，湛試327-13的SOD活性較對照提高了14.9%，差異顯著。在7 ℃條件下，湛試327-13較對照提高了7.6%。整體來看，對照93-114的SOD活性較穩(wěn)定，波動幅度較小。

2.3.6 POD活性的變化 由圖6可知，隨著溫度的降低，橡膠幼樹中POD活性的變化趨勢與SOD活性的變化趨勢一致，均表現(xiàn)為先升后降的變化趨勢，但其變化幅度不同。在15 ℃條件下，湛試327-13的POD活性較對照低42.8%；溫度降至9 ℃，湛試327-13的POD活性迅速提高，與對照93-114的POD活性基本一致。溫度再降至7 ℃，湛試327-13的POD活性的下降幅度大于對照93-114，較對照降低了14.1%。

3 討論與結(jié)論

1～3齡幼樹期湛試327-13的生長速度比GT1快，與93-114相等。湛試327-13具有較強(qiáng)的抗寒能力，其寒害級別比GT1輕0.32～1.25級，比93-114輕0.01～0.73級。試驗(yàn)結(jié)果與李土榮等[7-8]報(bào)道的結(jié)果基本一致。

生理生化指標(biāo)的鑒定是根據(jù)低溫脅迫下，植物為了適應(yīng)低溫而產(chǎn)生一系列復(fù)雜的生理生化反應(yīng)，抗寒能力不同的植物表現(xiàn)出不同的生理生化指標(biāo)的變化，但植物的生理過程是復(fù)雜的，并且各種生理生化變化之間相互作用、相互影響，單一指標(biāo)不能反映植物的真正抗寒能力，因此許多研究者用生理生化指標(biāo)綜合評價(jià)植物的抗寒性，取得了一定的成果[20-22，24]。對湛試327-13生產(chǎn)性系比試驗(yàn)區(qū)在2010～2011年冬春前后（最低溫度分別是15、9和7 ℃）葉片抗寒生理指標(biāo)進(jìn)行的分析測試，評價(jià)了該品系在自然條件下的抗寒性：隨著溫度的降低，湛試327-13葉片可溶性蛋白保持穩(wěn)定、93-114逐步升高；湛試327-13和93-114淀粉含量表現(xiàn)為先升高后下降；可溶性糖含量湛試327-13和93-114表現(xiàn)出先下降后升高的趨勢；葉片MDA含量隨著溫度的降低而升高，最低溫度在7 ℃時(shí)，湛試327-13和93-114的MDA含量分別比15 ℃時(shí)增加了11.1%、107.9%、102.3%和139.9%，湛試327-13的MDA含量增加的幅度最小，說明其細(xì)胞膜受損害程度較?。?品種（系）POD和SOD活性表現(xiàn)出一致的變化趨勢。

綜上所述，湛試327-13在自然低溫條件下，細(xì)胞保護(hù)性物質(zhì)保持維持穩(wěn)定狀態(tài)，并在較強(qiáng)酶系統(tǒng)的保護(hù)下，能及時(shí)清除破壞性物質(zhì)，從而維持正常代謝，降低低溫寒害造成的傷害。MDA是膜脂過氧化的最終產(chǎn)物，對質(zhì)膜有毒害作用，其含量可反映植物遭受逆境傷害的程度。隨著溫度的降低，湛試327-13 MDA含量增加的幅度最小，說明其具有較強(qiáng)的抗寒性。這與李明謙[24]和莫廷輝等[9]對橡膠樹新品種抗寒性進(jìn)行生理鑒定結(jié)果相似。在低溫脅迫條件下，一方面湛試327-13通過代謝增加可溶性糖和可溶性蛋白含量，保護(hù)細(xì)胞免受或減弱傷害；另一方面，通過增強(qiáng)POD、SOD和CAT酶的活性，及時(shí)清除超氧自由基和過氧化氫等有毒物質(zhì)，從而降低對細(xì)胞膜的損傷。

參考文獻(xiàn)

[1] 華南熱帶農(nóng)業(yè)大學(xué). 橡膠栽培學(xué)[M]. 北京：農(nóng)業(yè)出版社， 2000： 6-11.

[2] 莫業(yè)勇. 天然橡膠生產(chǎn)國的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、 發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)[J]. 世界熱帶農(nóng)業(yè)信息， 2010（1）： 1-4.

[3] 李土榮， 張健珍， 吳青松，等. 廣東墾區(qū)08年橡膠樹中幼樹寒害的調(diào)查與建議[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2008， 35（12）： 25-27.

[4] 王樹明， 胡卓勇， 李 芹. 2010/2011年冬春滇東南河口、 文山植膠區(qū)橡膠樹寒害調(diào)查報(bào)告[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科技， 2012， 35（2）： 1-8， 15.

[5] 高新生， 李維國， 黃華孫，等. 海南中西部橡膠主栽品種寒害適應(yīng)性調(diào)查[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2008， 35（11）： 14-16.

[6] 肖桂秀. 云南省熱區(qū)1999/2000年冬橡膠樹寒（凍）害調(diào)研報(bào)告[J]. 云南熱作科技， 2001， 24（增刊）： 31-34.

[7] 李土榮， 張健珍， 程儒雄，等. 抗寒高產(chǎn)橡膠樹新品系湛試327-13的選育[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào)， 2008， 29（5）： 577-582.

[8] 李土榮， 龐振才， 張建珍. 2007/2008年冬春寒害中橡膠樹新品系湛試327-13的抗寒性[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào)， 2009， 30（11）： 1 553-1 557.

[9] 莫廷輝， 黃俊生， 張影波. 橡膠樹不同品種抗寒性綜合鑒定[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào)， 2009， 30（5）： 637-643.

[10] 胡冬瓊， 黎耀平，吳惠蘭. 亞馬遜野生橡膠種質(zhì)資源的抗寒性鑒定[J]. 作物品種資源， 1995， 14（2）： 23-25.

[11] 何 景， 林梅磐， 楊漢金. 巴西橡膠樹抗寒指標(biāo)探討[J]. 廈門大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 1981， 20（1）： 125-133.

[12] 楊漢金， 林梅磐. 巴西橡膠樹生物膜的冷害[J]. 福建熱作科技， 1991， 17（2）： 1-5.

[13] 胡德友，蔡秀玲，吳長亶. 橡膠樹在零上低溫過程中細(xì)胞質(zhì)膜透性變化的研究[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào)， 1984， 5（2）： 9-17.

[14] 蔡秀玲. 電導(dǎo)法測定橡膠無性系耐寒力的研究[J]. 福建熱作科技， 1987， 13（3）： 8-12.

[15] 陳建白. 葉柄電導(dǎo)法鑒定橡膠無性系抗寒力的初步研究[J]. 云南熱作科技， 1999， 23（4）： 4-5.

[16] 何 景， 楊漢金，林梅磐. 巴西橡膠樹零上低溫傷害的細(xì)胞生理及形態(tài)特征[J]. 廈門大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 1982， 21（1）：84-91， 112-113.

[17] 林梅馨，楊漢金. 寒冷對熱帶作物細(xì)胞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào)， 1986， 2（7）： 35-45.

[18] 林梅馨，楊漢金. 零上低溫橡膠樹細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的改變[J]. 廈門大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 1988， 27（3）： 344-348.

[19] 何 景， 林 鵬， 楊漢金. 三葉橡膠抗寒性的生態(tài)生理指標(biāo)[J]. 植物學(xué)報(bào)， 1980， 1（22）： 41-48.

[20] Luo P， He J J， Yao Y L， et al. Differential responses of two rubber tree clones to chilling stress[J]. African Journal of Biotechnology， 2012， 70（11）： 13 466-13 471.

[21] 賀軍軍， 姚艷麗， 羅 萍，等. 低溫脅迫對橡膠幼苗葉片生理特性的影響[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2013， 33（1）： 1-4.

[22] 陳根輝， 黃華孫，安澤偉. 橡膠樹不同品種幼苗抗寒生理指標(biāo)研究初報(bào)[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科技， 2008， 31（2）： 1-3.

[23] 楊漢金，林梅馨. 零上低溫對巴西橡膠樹無性系兩種酶的影響[J]. 廈門大學(xué)學(xué)報(bào)， 1991， 3（30）： 317-321.

[24] 李明謙. 橡膠樹新品種云研77-4云研77-2的抗寒性生理鑒定[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科技， 2005， 28（2）： 4-6.

[25] 劉世紅， 田耀華， 魏麗萍，等. 西雙版納30個(gè)橡膠樹品種的低溫半致死溫度及低溫對抗氧化系統(tǒng)的影響[J]. 植物生理學(xué)報(bào)，2011， 47（5）： 505-511.

[26] 劉金河. 巴西橡膠樹越冬期的水分代謝初步研究[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào)， 1983， 2（4）： 27-33.

[27] 王以柔， 劉鴻先，郭俊彥. 零上低溫對三葉橡膠樹物質(zhì)代謝的影響[J]. 植物學(xué)報(bào)， 1978， 1（20）： 44-53.

[28] 吳以德， 何 景. 三葉橡膠樹束縛水指標(biāo)與抗寒性關(guān)系[J]. 植物生理學(xué)報(bào)， 1980， 2（6）： 107-114.

[29] 安澤偉， 陳根輝，程 漢，等. 橡膠樹冷應(yīng)答轉(zhuǎn)錄組cDNA-AFLP分析[J]. 林業(yè)科學(xué)， 2010， 46（3）： 62-67.

[30] 程 漢， 蔡海濱， 黃華孫. 巴西橡膠樹低溫誘導(dǎo)全長cDNA文庫建設(shè)[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào)， 2008， 29（4）： 410-414.

[31] 劉向紅， 鄧 治，李德軍. 巴西橡膠樹傷害誘導(dǎo)蛋白基因的克隆及表達(dá)分析[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào)， 2012， 28（16）： 47-52.

[32] 張燕燕. 利用cDNA陣列篩選橡膠樹抗寒相關(guān)基因的研究[D]. ?？冢?海南大學(xué)， 2010.

[33] 王祥軍， 李維國，高新生. 巴西橡膠樹響應(yīng)低溫逆境的生理特征及其調(diào)控機(jī)制[J]. 植物生理學(xué)報(bào)， 2012， 48（4）： 318-324.