【抗寒性不同的枳和宫本柑桔苗生长期致死低温的探讨】 爱媛38号柑桔苗

　　摘 要：用本试验设计改装的控温冰箱对2年生的枳(Poncirus trifoliata Raf．)和宫本／枳砧(Citrus reticulataBlanco cv．miyamoto)营养袋盆栽苗进行低温处理，探讨枳和宫本生长期的致死低温。结果表明，棉絮包蔸保持土温的效果与低温处理时间呈极显著正相关。相关系数为r=0．9624。枳和宫本致死低温处理分别为-6℃60min和-6℃40 min左右，即该处理导致枳和宫本春叶冻死，电解质渗出率陡然成倍增加，丙二醛含量出现最大值，枳叶片中丙二醛含量比对照增加了14．81％，宫本叶片中丙二醛含量较对照增加17．58％。枳叶片中丙二醛含量从对照到各处理平均是宫本的2．1倍。
　　关键词：柑桔；低温胁迫：致死温度；电导率；丙二醛
　　中图分类号：S666
　　文献标识码：A
　　文章编号：1007―7847(2006)01―0082―05
　　柑桔是原产我国的一种亚热带果树，已成为 南方农村经济的支柱产业之一。然而，周期性的 冻害常给柑桔生产带来严重的损失，抗寒防冻是 柑桔生产和科研急待解决的课题。枳是柑桔的 主要砧木，冬季落叶，越冬时可抗―20℃左右低 温，是栽培柑桔中最抗寒的种类；宫本是推广的 特早熟温州蜜柑品种，冬季不落叶，越冬时能耐 ―8℃左右低温。是枳本身抗寒性强还是因其冬 季落叶而抗寒，或两种因素综合才是枳抗寒的真 正原因，值得深入探讨。目前研究柑桔抗寒能力 主要是测定经系列低温处理材料的电解质渗出 率，用Logistic方程的拐点作为被测试材的低温 半致死温度，系列低温处理则多为盐浴等方 式处理离体叶片或原生质体，这种离体材料对低 温胁迫的反应与整株植株存在较大差异，因植株 遭受低温胁迫时，根、茎、叶等器官之间发生物质 的运转和信号的转导。本试验以生长期的枳和 宫奉盆栽苗为试材，通过低温处理后叶片的受冻 表现，配合电解质渗出率和膜脂过氧化产物丙二 醛含量的测定，探讨两种材料在生长期的致死低 温，比较其抗寒性，为柑桔抗寒基因的筛选、克隆 和抗寒防冻措施的制定提供理论依据。
　　
　　1 材料与方法
　　
　　1．1 试验材料
　　选择苗木主干基部直径(0．524±0，047)(cm和 (0．505±0．022)cm的枳(Pon．cirustrifoliata Raf) 和宫本(Citrusreticulata Blancocv．mivamoto)(砧木 为枳)2年生苗(12emxl2cm规格的营养袋栽植) 作试材，于试验前移人空调室内，空调温度设定为 20℃，室内温度为18．5―26．5℃。
　　
　　1．2 低温处理
　　试材在空调室生长2周以后，每次3株用棉 絮包裹营养袋及根颈，用本试验改装的控温冰箱 进行低温处理，温度变化控制在设定值的±0，2 ℃。以成熟叶片是否冻死(处理后叶片卷曲、干 枯)配合电解质渗出率的测定，找到枳和宫本在 生长期能耐受的最低温度。
　　
　　1．3 叶片电导率和丙二醛含量的测定
　　对照和低温处理后的植株从基部往上每测 试项目取相同叶位的叶片，自来水洗净，蒸馏水 冲洗，去离子水冲洗，滤纸吸干后剪碎、混匀，准 确称取(0，5±0．002)g测定分析枳和宫本在低 温胁迫及冻死前后叶片电，解质渗出率和丙二醛 含量变化，外渗电导率的测定参考张志良的方 法，丙二醛含量参考刘祖祺等的方法。
　　
　　2 结果与分析
　　
　　2．1 盆栽苗棉絮包蔸对根际土壤温度的影响
　　自然条件下，柑桔越冬时气温虽然低，但根 际土壤的温度较高，因此根系不耐低温，本实验 发现，对柑桔苗进行低温处理时，由于营养袋较 小，每袋的土壤量较少，处理后土温低，而且低温 处理时间稍长，袋中土壤温度降幅大(表1)。
　　空调室内气温19．6℃时，营养袋里的土温为 17．6℃营养袋经―6℃处理20min后，土温降 低了7．1 ℃，处理80min后，土温仅2．5℃，降幅 达15．1℃．土温这么低，降幅如此大，对于生长 季节的柑桔根系可能造成严重伤害。针对这种情 况，用剪成约50emx50cm大小的旧棉絮把营养 袋及小苗根颈部位包裹起来，再用棉线捆牢。经 过这样包裹的小苗在低温处理后土温降幅大大减 小，－6℃处理20min后，土温降低1．1℃，处理 80min后，土温为12℃，降幅5．6℃，而且随着低 温处理时间延长，保温的效果越明显，－6℃处理 20min时比不包蔸的土温高6℃，处理80min后 高出了9．5℃。棉絮包蔸与不包蔸，两者的土壤 温度与低温处理时间均呈极显著的负相关，相关 系数分别为r=0．958 7和r=0．989 2，同时，棉 絮包蔸提高土壤温度的效果与低温处理时间呈极 显著正相关，相关系数为r=0．9624，即棉絮包蔸 明显地减缓了降温的速度。
　　以空调室材料为对照，研究了低温处理对根 系的影响。棉絮包蔸－6℃20min处理，地上部叶 片未受冻；棉絮包蔸－6℃40min处理，地上部叶 片冻死，两者的根系与对照表现一致，颜色较浅有 生活力。而不用棉絮包蔸－6℃ 80min处理，地上 部叶片冻死，根系变褐色、干缩，无生活力。
　　综上所述，对盆栽苗进行零下低温处理时，用 棉絮包蔸可有效地保持根际土壤温度，避免根系 受冻，与田间柑桔越冬时气温低土温高的自然状 况比较接近，使抗寒研究更符合实际情况。
　　
　　2.2 枳和宫本致死低温的测定
　　为了探讨枳和宫本生长期所能耐受的致死低 温，两种材料的盆栽苗用棉絮包蔸，用不同低温处 理30min，观察春叶受冻情况，处理刚结束材料 从冰箱回到空调室，受冻的叶片为水渍状、透明， 颜色加深变成墨绿色，质感变薄，叶片上的细小白 点消失，数小时后逐渐卷曲，2―3 d干枯。枳― 2～－6℃处理30min均未表现冻害症状，－8～ －16℃处理30rain全部叶片均出现冻害症状；宫 本―2℃和―4℃处理30rain叶片未受冻，－6℃ 处理30rain少量叶片出现冻害，－8～－16℃处 理30min全部叶片受冻(表2)。
　　进一步对两种材料进行－7℃ 30min处理， 结果两种材料的叶片全部受冻。鉴于上述结果， 对两种试材进行―6℃不同时间的处理(表3)，发 现枳―6℃处理10―30min时叶片未受冻，处理 40min及50min则多数叶片出现冻害；宫本―6 ℃处理10-20rain无冻害，处理30min少量叶片 受冻，处理40-50min全都叶斤受冻。因而，根 据叶片受冻的形态表现，枳和宫本生长期耐受低 温的临界致死处理分别为―6t 50min和―6℃ 40 rain。
　　
　　2.3 叶片电导率的变化与致死低温的关系
　　枳在―6℃处理50min及其以前，叶片电解 质渗出率低的在10％以下，高的为25.05％，但― 6℃处理60、70、80rain时叶片电解质渗出率陡然 增加，分别为63．18％、73．26％和55．32％，分别 成倍增加。宫本也存在类似的变化趋势，―6℃处 理20、30min时，叶片电解质渗出率仅6．56％、 11．90％，―6℃处理40―80rain，电解质渗出率 急剧上升，其处理40、50、60、70、80min时的电解 质渗出率分别达58，64％、64，74％、74．29％、 78．68％、58．64％(图1)。
　　从图1看出，随着低温处理时间的延长，叶片 电解质渗出率呈S型变化，叶片未受冻处理阶 段，低温胁迫虽导致电解质渗出率比对照增加厂， 但均在25％以下，当叶片表现冻害症状以后其电 解质渗出率陡然成倍增加，均在50％以上。
　　
　　2．4 叶片中丙二醛含量变化与致死低温的关系
　　―6℃处理的枳和宫本幼苗叶片中丙二醛含 量(图2)比对照略有减少，枳在―6℃处理60rain， 宫本在―6℃处理40min出现峰值，随后减少并随 低温处理时间的延长而稳定在较低的水平。枳－6 ℃处理20～50min时叶片中丙二醛含量比对照平 均减少13.23％，处理60 rain时较对照增加了 14，81％，达到最大值，处理70-80min时比对照 平均减少19．05％，宫本―6℃处理20―30 min 时，丙二醛含量比对照平均减少了20．88％，处理 40rain时比对照增加了17．58％，达到最大值，处 理50-80min，又比对照平均减少了10．99％，而 且枳的丙二醛含量从对照到各处理时期均明显高 于宫本，平均是宫本的2．1倍。
　　
　　3 讨论
　　
　　人工模拟低温处理时根系受冻将直接影响低 温胁迫处理结果的准确性，因为柑桔越冬时根系 分布土层(20-40em)的土壤温度高于气温，长沙 市马坡岭地面观测站2004年12月31日的观测 资料表明，地表温度为―6．1℃时，20cm土层的 土温为6．4℃，因而柑桔根系的耐寒能力比地上 部枝、叶弱，本试验用棉絮把营养袋及小苗根颈部 位包裹起来，―6℃低温处理80rain后营养袋中 土壤温度保持在12℃以上，使低温胁迫处理较好 地符合实际情况。
　　电解渗出率反映了细胞膜受损伤的状况，其 值较小则细胞膜损伤较轻，能够恢复；其值较大 时；膜损伤严重，电解质大量外渗，细胞的损伤不 可逆转，导致细胞死亡，叶片表现冻害。低温胁迫 导致丙二醛含量增加，丙二醛含量高说明膜脂 受伤害严重。本研究中枳和宫本在生长期短期骤 冷处理，叶片电解质渗出率及丙二醛含量的变化 趋势相似，分别在―6℃60min和―6℃40min 处理发生急剧变化，均与叶片是否冻害的形态表 现相吻合。因此，枳和宫本2年生苗生长期致死 低温为-6℃ 60rain处理和―6℃40min处理， 也说明枳越冬时抗寒能力强的原因不仅仅是冬季 落叶，其生长期的抗寒性比宫本强，表明枳本身具 有比宫本抗寒的基因类型。因而，在柑桔植物中 筛选抗寒基因进行抗寒转基因研究时，枳应是很 好的抗寒基因资源。
　　有研究指出低温胁迫导致丙二醛的积累，柑 桔的抗寒性与丙二醛含量呈负相关。在本试 验中丙二醛含量不是随着低温处理时间的延长而 发生积累，且枳叶片的丙二醛含量从对照到各低 温处理均高于宫本，平均是宫本的2．1倍，与两种 材料的抗寒性强弱成反比，其原因可能是整株试 材与离体试材对低温胁迫的响应机制不同所致， 或者丙二醛含量与不同材料的抗寒力强弱无关， 只与材料受低温胁迫时细胞膜的过氧化有关，枳 叶片细胞膜耐受自由基破坏的能力可能强于宫 本，这种推测有待于进一步的研究来证实。 本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文