鐘海霞,潘明啟,張付春,艾爾買克·才卡斯木,韓守安,
張 雯,謝 輝,陳 銳,梅 闖,伍新宇
(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝作物研究所/農(nóng)業(yè)部新疆地區(qū)果樹科學(xué)觀測試驗站,烏魯木齊 830091)
?
葡萄砧木枝條的抗寒性比較
鐘海霞,潘明啟,張付春,艾爾買克·才卡斯木,韓守安,
張 雯,謝 輝,陳 銳,梅 闖,伍新宇
(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝作物研究所/農(nóng)業(yè)部新疆地區(qū)果樹科學(xué)觀測試驗站,烏魯木齊830091)
摘要:【目的】探討葡萄砧木枝條的抗寒性,為新疆葡萄砧木的選擇、引進(jìn)及抗寒栽培提供理論依據(jù)。【方法】以8 種葡萄砧木為研究對象,對低溫脅迫下各砧木品種枝條的相對電導(dǎo)率、游離脯氨酸、丙二醛、可溶性糖、可溶性蛋白、超氧化物歧化酶、過氧化物酶和過氧化氫酶的活性進(jìn)行測定。應(yīng)用隸屬函數(shù)法對各項生理生化指標(biāo)進(jìn)行抗寒綜合評價?!窘Y(jié)果】隨溫度的降低,所有砧木品種枝條的相對電導(dǎo)率、脯氨酸、丙二醛和可溶性糖含量均逐漸增加,但增加幅度有所不同;可溶性蛋白、SOD和POD的含量均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢; CAT含量變化不規(guī)律。根據(jù)隸屬函數(shù)法綜合判斷得出葡萄砧木抗寒性強(qiáng)弱順序為:脫毒貝達(dá)>5C>110R>101-14>188-08>3 309C>5BB>SO4。根據(jù)恢復(fù)生長驗證得出各品種抗寒性強(qiáng)弱與各抗寒理化指標(biāo)進(jìn)行隸屬函數(shù)法得出的砧木抗寒性排序結(jié)果基本一致?!窘Y(jié)論】8種砧木中脫毒貝達(dá)抗寒性最強(qiáng),能抵御的最低溫度達(dá)-30℃以下;5C、110R、101-14、188-08、3 309C和5BB抗寒性較強(qiáng),能抵御的最低溫度為-20~-30℃;SO4抗寒性最弱,能抵御的最低溫度為-20℃。
關(guān)鍵詞:低溫脅迫;葡萄砧木;抗寒性
0引 言
【研究意義】新疆是國內(nèi)最大的葡萄產(chǎn)區(qū),栽培面積超過了全國的20%。北疆地區(qū)冬季嚴(yán)寒,易發(fā)生低溫凍害,影響了果農(nóng)的經(jīng)濟(jì)效益和葡萄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。利用葡萄抗寒砧木進(jìn)行嫁接栽培,一方面能減輕或避免葡萄凍害,另一方面可改善樹體營養(yǎng),具有廣闊的發(fā)展前景[1]。研究葡萄砧木的抗寒性,篩選出適宜新疆發(fā)展的抗寒砧木品種,對新疆葡萄抗寒砧木的引進(jìn)、推廣和新品種的選育具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】前人對葡萄抗寒性鑒定方面已有一些研究。牛錦鳳等[2]研究發(fā)現(xiàn)7 個鮮食葡萄品種中矢富羅莎、奧古斯特和京秀抗寒性較強(qiáng), 紅地球和美人指居中, 而乍娜和里扎馬特抗寒性最弱;王燕凌等[3]對3個鮮食葡萄抗寒研究表明隨溫度的降低,游離脯氨酸和可溶性糖的含量均逐漸升高,SOD和POD活性呈顯著上升的趨勢;魯金星等[4]研究認(rèn)為貝達(dá)抗寒性最強(qiáng),雙優(yōu)+貝達(dá)、雙紅+貝達(dá)、維代爾和赤霞珠抗寒性居中,梅鹿輒抗寒性最弱。隸屬函數(shù)法能對各項抗寒指標(biāo)綜合評價能分析出品種間的抗寒性差異,在蘋果和扁桃等果樹上已得到應(yīng)用[5-7]?!颈狙芯壳腥朦c】新疆葡萄需要選擇和利用抗寒砧木進(jìn)行抗寒栽培,而目前有關(guān)葡萄砧木的抗寒性研究報道較少。試驗對8 種葡萄砧木品種的一年生枝條的抗寒性理化指標(biāo)進(jìn)行測定,比較分析和綜合評價各品種抗寒性,結(jié)合可恢復(fù)生長試驗進(jìn)行各品種抗寒能力驗證。【擬解決的關(guān)鍵問題】對8個葡萄砧木品種的抗寒能力強(qiáng)弱進(jìn)行排序比較,找出各砧木能抵御的最低溫度,為新疆產(chǎn)區(qū)葡萄抗寒砧木選擇、引進(jìn)與抗寒栽培工作提供理論依據(jù)。
1材料與方法
以3年生8種葡萄砧木101-14、110 R、188-08、3309C、5C、5BB、SO4和脫毒貝達(dá)(均從河北引進(jìn))的1年生枝條為試材,2013年11月5日埋土前,于新疆農(nóng)科院安寧渠綜合試驗場園藝所葡萄基地核心示范園采集,各品種分別選取15株,每株剪取3個1年生枝條,枝條直徑0.5~0.8 mm。
將1 年生枝條用蒸餾水沖洗干凈,每2~3節(jié)剪成一段,每個品種6份,每份30段,用塑料布包好,放入高低溫交變試驗箱中進(jìn)行處理,試驗設(shè)-2(對照)、-15、-20、-25、-30、-35℃ 6個溫度梯度處理,以 4℃/h 降溫速度,降溫至不同處理溫度后持續(xù)12 h,之后逐步升溫至0℃,取出后在0℃下放置8 h,室溫下再放置8 h,自封袋密封后置于-2℃冰箱待測。各指標(biāo)測定前,將枝條節(jié)間切成 3~5 mm的薄片混勻后進(jìn)行各指標(biāo)測定,3次重復(fù)。
用DDS-12A型電導(dǎo)儀測定電導(dǎo)率,計算相對電導(dǎo)率;用茚三酮比色法測定脯氨酸含量[8];用蒽酮顯色法測定可溶性糖含量;用G-250考馬斯亮藍(lán)法測定可溶性蛋白含量;用硫代巴比妥酸法測定丙二醛含量;用氮藍(lán)四唑 (NBT)法測定超氧化物歧化酶(SOD)活性;用愈創(chuàng)木酚法測定過氧化物酶(POD)活性;用紫外分光光度計法測定過氧化氫酶(CAT)活性[9]。
隸屬函數(shù)法[7]對各生理指標(biāo)進(jìn)行抗寒性綜合評價,與抗寒性呈正相關(guān)的指標(biāo)計算:Tij=(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin);與抗寒性呈負(fù)相關(guān)的指標(biāo)隸屬函數(shù)值計算:Tij=1-(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)。其中Tij表示i葡萄砧木品種j生理生化指標(biāo)的隸屬函數(shù)值;Xij表示i葡萄砧木品種j生理生化指標(biāo)的測定值;Xjmax和Xjmin分別為8種葡萄砧木品種6個溫度梯度中j生理生化指標(biāo)的最大值和最小值。對各項理化指標(biāo)隸屬函數(shù)值的算術(shù)平均值進(jìn)行比較,綜合評價排名次序即各葡萄砧木品種抗寒的強(qiáng)弱能力。數(shù)據(jù)處理及分析用Excel 2007和Spss 17.0軟件。
可恢復(fù)性生長試驗:2013年11月10日,將選取的1年生枝條用清水洗凈、酒精(75%)消毒后,扦插在20×20(cm)的花盆(蛭石與珍珠巖=1∶1)中,各品種扦插3盆,定期澆水或除濕,用塑料膜覆蓋做成拱形小棚,棚內(nèi)溫度維持在20~25℃,每 3 d觀察一次,待枝條發(fā)芽、展葉、開花后,記錄其萌芽率。
2結(jié)果與分析
果樹遭受低溫脅迫時,因質(zhì)膜的透性發(fā)生變化或喪失功能,胞內(nèi)電解質(zhì)開始大量外滲,導(dǎo)致組織浸泡液的電導(dǎo)率增大。通過測定外滲液的電導(dǎo)度增加值能反映出質(zhì)膜的受傷害程度。研究表明,隨處理溫度的降低,8個葡萄砧木品種的相對電導(dǎo)率均顯著升高,對細(xì)胞膜的傷害也明顯增大,說明相對電導(dǎo)率與葡萄砧木的抗寒性關(guān)系密切。各品種相對電導(dǎo)率在-2℃時最低,-35℃時均達(dá)到最高。-15℃時,8個砧木品種的相對電導(dǎo)率差別不大,-20℃時SO4枝條的相對電導(dǎo)率變化幅度最大,從45.53%上升至66.02%,增加了20.49%。188-08、3309C、5C和5BB枝條的相對電導(dǎo)率變化幅度居中;脫毒貝達(dá)、110 R 、101-14枝條的相對電導(dǎo)率變化幅度較小,分別上升了4.36%、2.58%、1.65%。說明-20℃的低溫對砧木枝條組織細(xì)胞膜的損傷較小,脫毒貝達(dá)、110R 、101-14 的枝條對低溫的忍耐力較強(qiáng)。188-08、3309C、5C和5BB在-20~-25℃時枝條的相對電導(dǎo)率有明顯的上升,-25℃之后變得平緩。溫度在-25℃時,8個品種的相對電導(dǎo)率均在50%以上。脫毒貝達(dá)、110R和101-14在-30~-35℃的相對電導(dǎo)率變化幅度顯著上升,分別增加了27.76%、17.59%、11.30%,其余品種呈平緩升高態(tài)勢,此時大部分組織已受凍害損傷,細(xì)胞甚至死亡,細(xì)胞膜透性功能喪失。圖1
圖1不同低溫處理下葡萄砧木枝條相對電導(dǎo)率變化
Fig.1The effect of different low temperature treatment on relative elective conductivity of branches of grape rootstocks
果樹在正常條件下,游離脯氨酸含量很低,但遇到低溫逆境時,游離脯氨酸便會大量積累。脯氨酸是植物抗寒性的一項生化指標(biāo)。研究表明,葡萄砧木品種游離脯氨酸含量隨溫度的降低而呈持續(xù)上升的態(tài)勢。脫毒貝達(dá)、SO4和3309C在-25~-35℃枝條游離脯氨酸迅速增加且積累量大,3個品種增加幅度分別為43.77,69.24和46.48 μ/g。101-14、110R、188-08、5 C、5BB枝條游離脯氨酸在-2~-20℃迅速增加,增加幅度最大的為188-08,游離脯氨酸含量增加了50.77 μ/g。但這5個品種的游離脯氨酸含量在-25℃之后變化不大??傮w而言脫毒貝達(dá)、SO4和3309C這 3個品種脯氨酸含量較高,積累量較大,對低溫脅迫做出了積極響應(yīng)。圖2
圖2不同低溫處理下葡萄砧木枝條游離脯氨酸變化
Fig.2The effect of different low temperature treatment on freeproline content of branches of grape rootstocks
植物遭受逆境脅迫后常發(fā)生膜脂過氧化作用,其最終產(chǎn)物是丙二醛(MDA)。MDA可與蛋白質(zhì)和核酸反應(yīng),改變其構(gòu)型或使之發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),從而喪失功能。MDA的積累是鑒別逆境傷害的指標(biāo)之一。研究表明,8種葡萄品種的MDA含量均隨溫度的降低呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢。在-2~-35℃,脫毒貝達(dá)枝條MDA的含量一直處于較低水平,變化幅度不大;5C和3309C枝條的 MDA 含量居中;188-08枝條的 MDA含量大多處于較高水平,顯著大于其余品種,在-20℃時188-08的枝條MDA 含量比脫毒貝達(dá)高出了44%。綜合比較得出8個品種中188-08枝條細(xì)胞膜的損害度最高,膜透性最大。圖3
圖3不同低溫處理下葡萄砧木枝條MDA含量變化
Fig.3The effect of different low temperature treatment on MDA content of branches of grape rootstocks
作為細(xì)胞滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的可溶性糖在低溫逆境中會大量積累,它與植物抗寒性密切相關(guān)。即可溶性糖含量越高,則植物抗寒性越強(qiáng)。葡萄砧木枝條內(nèi)可溶性糖含量的變化因品種不同存在差異。隨著處理溫度的下降,砧木枝條中可溶性糖的含量逐漸增大。-25℃時8 個品種枝條中可溶性糖含量無顯著性差異(P>0.05)。-25~-30℃時,各品種枝條可溶性糖含量迅速升高,脫毒貝達(dá)枝條的可溶性糖含量增加幅度最大,達(dá)0.28%。脫毒貝達(dá)、SO4、5BB、5C、188-08和3 309 C 這6個品種枝條可溶性糖含量均在-35℃時達(dá)到最大值,品種間呈顯著性差異,其中增加幅度最大的為脫毒貝達(dá)。101-14和110R砧木枝條內(nèi)可溶性糖含量在-30℃時達(dá)到峰值,之后逐漸下降,且品種間無顯著性差異。圖4
圖4不同低溫處理下葡萄砧木枝條可溶性糖變化
Fig.4 The effect of different low temperature treatment on soluble sugar content of branches of grape rootstocks
低溫脅迫后,葡萄砧木枝條可溶性蛋白含量會有所增加,對砧木抗寒起到調(diào)節(jié)作用。研究表明,隨著處理溫度的降低,不同品種的葡萄砧木枝條的可溶性蛋白質(zhì)含量變化趨勢有所不同。8個砧木品種在-2~-15℃的可溶性蛋白質(zhì)含量迅速升高,之后上升較緩慢,達(dá)到峰值后呈緩慢下降趨勢。各品種枝條可溶性蛋白質(zhì)含量在-15℃時均低于其余溫度的值,且品種間無顯著差異??傮w比較,低溫脅迫下脫毒貝達(dá)、3309C、5BB的枝條可溶性蛋白含量均處于較高水平。圖5
圖5不同低溫處理下葡萄砧木枝條可溶性蛋白變化
Fig.5 The effect of different low temperature treatment on soluble protein content of branches of grape rootstocks
超氧化物歧化酶(SOD)的活力與植物抗逆性有密切的關(guān)系。研究表明,隨溫度的逐漸降低,葡萄品種SOD 含量變化均呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢,但各品種SOD活性到達(dá)峰值的溫度有所不同。SO4枝條的SOD活性在-25℃時達(dá)到峰值;101R、3309C、5C、5BB枝條的SOD活性均在-30℃左右時達(dá)到最大值,而脫毒貝達(dá)枝條SOD活性在-35℃時達(dá)到峰值。在-2~-30℃時各品種之間SOD 活性呈顯著性差異。在-30~-35℃時,脫毒貝達(dá)枝條SOD 的活性呈現(xiàn)降低趨勢,顯著低于其他幾個品種,說明脫毒貝達(dá)的酶系統(tǒng)遭受了嚴(yán)重破壞。圖6
圖6不同低溫處理下葡萄砧木枝條SOD含量變化
Fig.6 The effect of different low temperature treatment on SOD content of branches of grape rootstocks
8 個砧木品種的 POD活性隨溫度的逐漸降低明顯呈先升后降趨勢,均在-25℃時POD活性達(dá)到最大值,其中貝達(dá)的值最大,為17.62 μ/g;在 -2~-25℃低溫下,101-14、110R、188和SO4枝條的POD活性顯著低于其他品種;在-25~-30℃溫度條件下,脫毒貝達(dá)、SO4、188、101-14枝條的POD 活性的降幅比-2℃大。推測-25℃左右是8種葡萄砧木的耐受溫度,低于-25℃時,可采取一系列酶對葡萄砧木枝條細(xì)胞膜的保護(hù)措施。圖7
圖7不同低溫處理下葡萄砧木枝條POD含量變化
Fig.7 The effect of different low temperature treatment on POD content of branches of grape rootstocks
各砧木品種CAT活性隨溫度的降低各不相同,均呈現(xiàn)不規(guī)則變化。脫毒貝達(dá)、SO4、101-14、110R枝條品種的CAT 活性均呈現(xiàn)先緩慢下降后增加,隨后又下降的趨勢; 3309C和5C枝條的CAT 活性含量呈先升后降的趨勢,而188-08和5BB呈先降后升的趨勢。脫毒貝達(dá)、SO4、5BB、5C、110R枝條CAT 活性均在-35℃時達(dá)到峰值,其中110R枝條CAT 活性最高,為34.68 u/g。101-14、188-08、3309C在-30℃時CAT活性已經(jīng)達(dá)到了峰值,其中101-14枝條CAT 活性最高,為28.85 μ/g,這3個品種的CAT活性在 -30~-35℃均呈下降趨勢。 圖8
圖8不同低溫處理下葡萄砧木枝條CAT含量變化
Fig.8 The effect of different low temperature treatment on CAT content of branches of grape rootstocks
用隸屬函數(shù)法求得各項指標(biāo)的平均隸屬度,其平均隸屬度越大,抗寒性越強(qiáng),反之抗寒性越弱。脫毒貝達(dá)各指標(biāo)綜合的隸屬函數(shù)值最大,為0.565,其次是5C、110R、101-14、188-08、3309C和5BB,隸屬函數(shù)值最小的品種是SO4,為0.448??傮w而言,8種葡萄砧木品種的抗寒性強(qiáng)弱依次為:脫毒貝達(dá)>5C>110R>101-14>188-08> 3309C>5BB>SO4。表1
表1低溫脅迫下8種葡萄砧木抗寒指標(biāo)的隸屬度值
Table 1 Subordination value of cold resistance indicator of eight grape rootstock under cold stress
品種Varieties脯氨酸Proline可溶性糖Solublesugar可溶性蛋白Solubleprotein電導(dǎo)率Electricconductivity丙二醛MDA超氧化物歧化酶SOD過氧化物酶POD過氧化氫酶CAT平均隸屬度AverageofSF抗寒位次RateofColdresistance101-140.7070.4630.6780.6400.4600.5030.3110.4390.5254110R0.5930.4160.6250.5780.5140.5610.5630.5240.5473188-080.5170.4390.6670.5870.4770.5970.3720.4600.51453309C0.3910.4210.6800.4930.4870.6450.3750.4370.49165C0.7080.3550.6790.5920.6700.5530.3750.5690.56325BB0.5690.3250.5080.6240.5120.5020.4350.3970.4847SO40.3980.3540.5020.4380.7400.3820.4590.3080.4488貝達(dá)0.5720.3940.6880.6130.6470.5840.4720.5520.5651
注: 表中抗寒位次數(shù)字小表示抗寒性強(qiáng)
Note: The smaller number of rate of cold resistance represents the stronger cold resistance
通過對低溫脅迫后8個葡萄砧木品種的休眠枝條進(jìn)行可恢復(fù)生長試驗,得出各品種枝條在-2~-15℃低溫脅迫后的萌芽率為60%~100%,均處于較高水平。在-20℃時,各品種萌芽率差異顯著,其中脫毒貝達(dá)萌芽率最高,達(dá)68.2%,比萌芽率最低的SO4高出了62.9%;-25℃時,除脫毒貝達(dá)、110R和101-14有部分萌芽外,其余品種均無萌芽,說明5C、188-08、3309C、5BB和SO4的抗寒性較弱;-30℃時,脫毒貝達(dá)和110R仍有萌芽現(xiàn)象,其中脫毒貝達(dá)的萌芽率達(dá)12.8%,比110R的萌芽率高出7.2%,表明110R的抗寒性弱于脫毒貝達(dá);-35℃時,8個砧木品種均無萌芽現(xiàn)象,說明此時砧木受低溫凍害嚴(yán)重??傮w看來,脫毒貝達(dá)砧木抗寒性最強(qiáng), 能抵御的最低溫度達(dá)-30℃以下,其次是110R和101-14,能抵御的最低溫度分別為-30和-25℃,5C、188-08、3309C、5BB和SO4抗寒性較弱,能抵御的最低溫度分別為-20℃。根據(jù)恢復(fù)生長驗證得出各品種抗寒性強(qiáng)弱順序為:脫毒貝達(dá)>110R>101-14>5BB>188-08>5C>3309C>SO4,這與通過各抗寒理化指標(biāo)綜合評價得出的砧木抗寒性排序結(jié)果基本一致。表2
表2低溫脅迫下8種葡萄砧木枝條恢復(fù)生長萌芽率
Table 2 Eight types of grape rootstock under low temperature stress andthe shoot germination rateof recovery(%)
品種Types低溫處理Lowtemperaturetreatment-2℃-15℃-20℃-25℃-30℃-35℃101-14889066.79.500脫毒貝達(dá)10093.268.226.312.805BB10010061.50003309C86.76038.5000110R10066.765195.60SO485805.30005C86.790.950000188-0891.792.354.2000
3討 論
低溫脅迫下樹體的相對電導(dǎo)率增加,細(xì)胞代謝失調(diào),嚴(yán)重時導(dǎo)致細(xì)胞死亡。試驗結(jié)果表明隨處理溫度的降低,8種葡萄砧木枝條的相對電導(dǎo)率呈明顯增加趨勢,這與張連杰等[10]研究結(jié)果一致。果樹在低溫逆境中,體內(nèi)會積累大量的游離脯氨酸,但脯氨酸的積累與葡萄抗寒性的關(guān)系尚不明確。脯氨酸能保護(hù)滲透活性物質(zhì),但其調(diào)節(jié)作用微小[11]。研究得出脯氨酸含量隨處理溫度的逐漸降低呈現(xiàn)了持續(xù)升高的趨勢,這與付曉偉等[12]研究結(jié)果一致。MDA是膜脂過氧化作用的最終產(chǎn)物,其含量可判別細(xì)胞膜系統(tǒng)遭受損害的程度。低溫脅迫中MDA含量越高,膜系統(tǒng)損害越嚴(yán)重[2]。研究發(fā)現(xiàn)隨著溫度的降低,MDA的含量呈現(xiàn)不斷上升趨勢,與謝麗芳等[13]研究結(jié)果一致。
可溶性糖是低溫脅迫下植物體內(nèi)產(chǎn)生的保護(hù)物質(zhì),可提高細(xì)胞體內(nèi)的滲透濃度,降低水勢,減緩細(xì)胞質(zhì)過度脫水,提高其抗寒性,抗寒性強(qiáng)的品種可溶性糖含量增多,濃度較高,反之亦然[14]。研究結(jié)果表明低溫脅迫下,脫毒貝達(dá)可溶性糖含量較高,抗寒性較強(qiáng);5C和188-08可溶性糖含量較低,抗寒性較弱,這與曹建東等[14]研究結(jié)果一致??扇苄缘鞍拙哂休^強(qiáng)的親水能力,可減少低溫對組織的損害。而試驗中8種葡萄砧木的可溶性蛋白含量隨溫度的降低呈先升后降趨勢,增加幅度的大小可反映其抗寒性強(qiáng)弱??傮w來看,3309C、5BB等枝條可溶性蛋白含量較高,而抗寒性強(qiáng)的貝達(dá)砧木的可溶性蛋白并未高于其余品種,這可能與品種間的差異有關(guān)。
SOD 、POD和CAT是低溫逆境下樹體的保護(hù)酶,它們3個酶協(xié)同作用能防御活性氧或其他過氧化物自由基對細(xì)胞膜系統(tǒng)的傷害。酶促保護(hù)系統(tǒng)性能增強(qiáng)可提高組織的抗寒性。試驗8 種葡萄砧木枝條 SOD 和POD含量隨著脅迫溫度的降低而呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,對低溫脅迫產(chǎn)生了積極的響應(yīng),但各品種CAT 含量的變化不規(guī)律,這與魯金星等[4]研究結(jié)果不一致,可能與試驗材料與環(huán)境條件不同有關(guān)。
不同品種的抗寒性存在一定的差異,具體比較葡萄砧木抗寒性的強(qiáng)弱,需對各項理化指標(biāo)進(jìn)行綜合評價。研究將人工模擬外界低溫脅迫與實驗室理化鑒定相結(jié)合,應(yīng)用隸屬函數(shù)法對 8種葡萄砧木的抗寒性進(jìn)行綜合評價,得出脫毒貝達(dá)的抗寒性最強(qiáng),5C、110R、101-14、188-08、 3309C和5BB的抗寒性較強(qiáng), SO4的抗寒性最弱。這與白茹等[15]研究得出貝達(dá)的抗寒性最強(qiáng),SO4和5BB次之,5C抗寒性最弱的結(jié)果不盡相同,這可能與試驗環(huán)境及方法不同等原因有關(guān)?;謴?fù)生長試驗得出脫毒貝達(dá)砧木抗寒性最強(qiáng),能抵御的最低溫度達(dá)-30℃以下,其次是110R和101-14,能抵御的最低溫度分別為-30和-25℃,5C、188-08、3309C、5BB和SO4抗寒性較弱,能抵御的最低溫度分別為-20℃。根據(jù)恢復(fù)生長驗證得出各品種抗寒性強(qiáng)弱順序為:脫毒貝達(dá)>110R>101-14>5BB>188-08>5C>3309C>SO4,這與各抗寒理化指標(biāo)綜合評價得出的砧木抗寒性排序結(jié)果基本一致。脫毒貝達(dá)雖抗寒性最強(qiáng),但實際生產(chǎn)中,在新疆乃至西北地區(qū)易發(fā)生黃化問題,而5C、110R、101-14、3 309C、5BB和SO4等抗寒能力雖不及脫毒貝達(dá),但在新疆適應(yīng)性強(qiáng),生長良好,不易發(fā)生黃化,對新疆抗寒葡萄砧木的栽培和引種具有指導(dǎo)作用。
4結(jié) 論
8 種葡萄砧木中,脫毒貝達(dá)抗寒性最強(qiáng);5C、101-14、188-08、110R、3 309C、5BB抗寒性較強(qiáng);SO4抗寒性最弱。其中脫毒貝達(dá)能抵御的最低溫度達(dá)-30℃以下,其余品種能抵御的最低溫度在-20~-30℃。
參考文獻(xiàn)(References)
[1]房玉林,孫偉,張振文,等.葡萄砧木的研究和利用概況[J]. 中外葡萄與葡萄酒,2010,(7): 74-80.
FANG Yu-lin, SUN Wei, ZHANG Zhen-wen, et al. (2010). General situation of research and utilization of grape rootstock [J].Sino-OverseasGrapevine&Wine,(7): 74-80. (in Chinese)
[2] 牛錦鳳,王振平,李國,等. 幾種方法測定鮮食葡萄枝條抗寒性的比較[J]. 果樹學(xué)報,2006,23(1):31-34.
NIU Jin-feng, WANG Zhen-ping, LI Guo, et al. (2006). Comparison Of Different Methods For Examination Of Grape Hardiness [J].JournalofFruitScience, 23(1):31-34. (in Chinese)
[3] 王燕凌,廖康,劉君,等. 越冬前低溫鍛煉期間不同品種葡萄枝條中滲透性物質(zhì)和保護(hù)酶活性的變化[J]. 果樹學(xué)報,2006,23(3):375-378.
WANG Yan-ling, LIAO Kang, LIU Jun, et al. (2006). Changes of contents of osmosis substances and antioxidant enzyme activity in grape vines during cold exercise period before over-wintering [J].JournalofFruitScience, 23(3):375-378. (in Chinese)
[4] 魯金星,姜寒玉,李唯. 低溫脅迫對砧木及釀酒葡萄枝條抗寒性的影響[J]. 果樹學(xué)報 ,2012,29(6):1 040-1 046.
LU Jin-xing, JIANG Han-yu, LI Wei. (2012). Effects of low temperature stress on the cold resistance of rootstock and branch of wine grapes [J].JournalofFruitScience, 29(6):1,040-1,046. (in Chinese)
[5] 李軼冰 , 楊順強(qiáng) , 任廣鑫 , 等 . 低溫處理下不同禾本科牧草的生理變化及其抗寒性比較[J]. 生態(tài)學(xué)報 ,2009, 29(3):1 341-1 347.
LI Yi-bing, YANG Shun-qiang, REN Guang-xin, et al. (2009). Changes analysis in physiological properties of several germanous grass species and cold resistance comparison on under cold stress [J].ActaEcologicaSinica, 29(3):1,341 -1,347. (in Chinese)
[6] 高愛農(nóng) , 沙守峰 , 劉志 , 等 . 蘋果品種抗寒性測定方法的研究[J]. 果樹科學(xué) ,2000,17(1):17-21.
GAO Ai-nong, SHA Shou-feng, LIU Zhi, et al. (2000). Study on the hardiness of apple cultivars [J].JournalofFruitScience, 17(1):17- 21. (in Chinese)
[7] 李斌,劉立強(qiáng),羅淑萍,等. 扁桃花芽的抗寒性測定與綜合評價[J]. 經(jīng)濟(jì)林研究, 2012,30(3):16-21.
LI Bin, LIU Li-qiang, LUO Shu-ping, et al. (2012). Determination and comprehensive evaluation on cold resistance of flower bud in almond [J].NonwoodForestResearch, 30(3):16-21. (in Chinese)
[8] 許宏,王孝娣,鄒英寧,等. 葡萄砧木及釀酒品種抗寒性比較[J]. 中外葡萄與葡萄酒,2003,(6):20-23.
XU Hong, WANG Xiao-di, ZOU Ying-ning, et al. (2003). Study on the cold resistance of grape rootstocks and wine grape cultivars [J].Sino-OverseasGrapevine&Wine, (6):20-23. (in Chinese)
[9] 鄒琦. 植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)[M] .北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2000:131-135.
ZOU Qi. (2000).Plantphysiologyexperimentinstruction[M]. Beijing:China Agriculture Press:131-135. (in Chinese)
[10] 張連杰,李鵬程,郭佳鑫,等. 低溫處理對4個葡萄砧木品種抗寒生理指標(biāo)的影響[J]. 中外葡萄與葡萄酒,2014,(1):26-29.
ZHANG Lian-jie, LI Peng-cheng, GUO Jia-xin, et al. (2014). Cryogenic treatment on cold resistance indexes of four grape rootstocks [J].Sino-OverseasGrapevine&Wine,(1): 26-29. (in Chinese)
[11] Sánchez, F. J., Andrés, E. F. D., Tenorio, J. L., & Ayerbe, L. (2004). Growth of epicotyls, turgor maintenance and osmotic adjustment in pea plants (Pisumsativuml.) subjected to water stress.FieldCropsResearch, 86(3):81-90.
[12] 付曉偉,張倩,劉崇懷,等. 評價葡萄根系抗寒性指標(biāo)的確定[J]. 果樹學(xué)報, 2014,31(1):52-59.
FU Xiao-wei, ZHANG Qian, LIU Chong-huai, et al. (2014). Index for the evaluation of grape root cold resistance [J].JournalofFruitScience, 31(1):52-59. (in Chinese)
[13] 謝麗芳. 葡萄砧木抗寒性鑒定及抗寒機(jī)理的研究[D]. 呼和浩特:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士論文,2007.
XIE Li-fang. (2007).Studiesoncoldresistanceidentificationandmechanismofgrapevinerootstocks[D]. Master Dissertation. Inner Mongolia University, Hohhot . (in Chinese)
[14] 曹建東,陳佰鴻,王利軍,等. 葡萄抗寒性生理指標(biāo)篩選及其評價[J]. 西北植物學(xué)報,2010,30(11):2 232-2 239.
CAO Jian-dong, CHEN Bai-hong, WANG Li-jun, et al. (2010). Cold resistance indexes identification and comprehensive evaluation of grape varieties [J].ActaBot.Boreal, 30(11): 2,232-2,239. (in Chinese)
[15] 白茹,高登濤,劉懷鋒,等. 引入石河子地區(qū)的葡萄砧木抗寒性研究[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,52(2):210-216.
Fund project:Supported by Special Fund for the Technical System of Modern Agricultural Industry (CARS-30-ZP-03); Financial Forestry Science and Technology Special Fund Project of Xinjiang Uygur Autonomous Region "Study on the cold resistance of grape special stock and its utilization technology"
BAI Ru, GAO Deng-tao, LIU Huai-feng, et al. (2015). Study on cold resistance of grapexine rootstocks introduced in shihezi area [J].XinjiangAgriculturalSciences,52(2):210-216. (in Chinese)
Comparison of Cold Resistance of Grape Rootstock Branches
ZHONG Hai-xia, PAN Ming-qi, ZHANG Fu-chun, ERMEK Cai Kasimu, HAN Shou-an,
ZHANG Wen, XIE Hui, CHEN Rui, MEI Chuang, WU Xin-yu
(ResearchInstituteofHorticulturalCrops,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences/ScientificObservingandExperimentalStationofPomology(Xinjiang),MinistryofAgriculture,Urumqi830091,China)
Abstract:【Objective】 In order to provide a theoretical basis of cold resistance for choice, introduction and cultivation of cold resistance of Xinjiang grape rootstock, this paper aims to discuss the cold resistance of grape rootstock branches.【Method】Taking the 8 varieties of grape rootstock as research subjects, and relative electrolyte conductivity, free proline, MDA, soluble sugar, soluble protein content, the activities of SOD, POD and CAT were investigated on varieties of grape rootstock branches in different low temperature stress. And subordinate function method was applied to the physiological and biochemical indexes of cold resistance comprehensive evaluation.【Result】The relative electrolyte conductivity, free proline, MDA and soluble sugar of all grape rootstock varieties gradually increased in lowering of the temperature, but the increasing value was different. The content of soluble protein, SOD and POD increased first and then declined, and CAT content was showing irregular change. According to the comprehensive evaluation with subordinate function, the order of regarding the cold resistance strength of grape rootstock varieties was detoxification beta > 5C > 110R > 101-14 > 188-08 > 3309C > 5BB > SO4. According to restore growth's eduction and the cold hardiness strength of each type method of membership grade function, the physical and chemical indexes root stock of hardiness sort results were basically identical.【Conclusion】 The strongest cold resistance of rootstock was detoxification beta, which could resist the lowest temperature below -30℃, the cold resistance of 5C, 110R, 101-14, 188-08, 3309C and 5BB were much stronger which could resist the lowest temperature -20- -30℃, and SO4 cold resistance was the weakest which could resist the lowest temperature -20℃.
Key words:low temperature stress; grape rootstock; cold resistance; comparison
通訊作者:潘明啟(1962-),男,副研究員,研究方向為葡萄栽培與質(zhì)量控制,(E-mail)panmq3399@sohu.com
作者簡介:鐘海霞(1988-),女,助理研究員,碩士,研究方向為葡萄栽培與生理,(E-mail)zhonghaixia1@sina.cn
基金項目:現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項資金(CARS-30-ZP-03);自治區(qū)財政林業(yè)科技專項資金項目“葡萄專用砧木抗寒性及利用技術(shù)研究”
收稿日期:2015-06-08
中圖分類號:S663.1
文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
文章編號:1001-4330(2016)02-0261-09
doi:10.6048/j.issn.1001-4330.2016.02.010