【抗寒性不同的枳和宫本柑桔苗生长期致X低温的探讨】爱媛38号柑桔苗

【抗寒性不同的枳和宫本柑桔苗生长期致X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 cvmiyamoto)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=09624。枳和宫本致死低温处理分别为-660min和-640 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1481，宫本叶片中丙二醛含量较对照增加1758。枳叶片中丙二醛含量从对照到各处理平均是宫本的21倍。 关键词：柑桔；低温胁迫：致死温度；电导率；丙二醛 ：S666 ：A ：10077847(xx)01008205 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 11 试验材料 选择苗木主干基部直径(05240，047)(cm和 (05050022)cm的枳(Poncirustrifoliata Raf) 和宫本(Citrusreticulata Blancocvmivamoto)(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185265。 12 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。 13 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(0，50002)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 21 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196时，营养袋里的土温为 176营养袋经6处理20min后，土温降 低了71 ，处理80min后，土温仅25，降幅 达151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11，处理 80min后，土温为12，降幅56，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95。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=0958 7和r=0989 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=09624，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620min处理，地上部叶 片未受冻；棉絮包蔸640min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，23 d干枯。枳 26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，816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1030min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6318、7326和5532，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656、 1190，6处理4080rain，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、7429、 7868、5864(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。 24 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2050min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1905，宫本6处理2030 min 时，丙二醛含量比对照平均减少了2088，处理 40rain时比对照增加了1758，达到最大值，处 理50-80min，又比对照平均减少了1099，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21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xx年12月31日的观测 资料表明，地表温度为61时，20cm土层的 土温为64，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660min和640min 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640min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