寒富苹果腋花芽抗寒机理研究

摘要　采用电导法和恢复生长法对寒富苹果腋花芽的抗寒机理进行了初步研究。结果表明，低温胁迫下，寒富苹果腋花芽的活力、超氧化物歧化酶(COD)和过氧化物酶(POD)活性高于同温度处理的顶花芽，游离脯氨酸含量、相对电导率低于同温度处理的顶花芽。

关键词　苹果　品种　寒富　顶花芽　腋花芽　抗寒机理

寒富是沈阳农业大学选育的优质抗寒苹果新品种，已成为我国自育品种中栽植面积较大的品种，主要栽培于优质大苹果的次适宜区和部分非适宜区，其花芽抗寒性极强，在上述栽培区冻害严重的年份，顶花芽大量冻死的情况下腋花芽仍能正常结果，实现丰产、稳产。近年来，关于寒富苹果花芽抗寒性研究集中于春季花芽冻害的调查分析，而对其抗寒机理缺乏深入系统的研究。本试验通过人工低温处理寒富苹果休眠期花芽，并结合恢复生长，研究了低温胁迫下花芽生理生化变化，探索寒富苹果腋花芽抗寒机理，以期为寒富苹果的栽培管理及苹果抗寒新品种的选育提供理论依据。

1　材料与方法

1.1材料

试验于2009年1-3月进行，试材取自沈阳农业大学果树基地5年生寒富苹果树，供试花芽均采自休眠期1年生枝条，恢复生长试验采用1年生封顶枝。

1.2方法

1.2.1材料处理

2009年1月中旬分别取寒富苹果顶花芽、腋花芽，顶花芽取自1年生封顶枝，腋花芽取自1年生枝中上部位，用刀片将花芽从基部切下，带回实验室。用湿的干净纱布擦拭芽表面，一部分材料用于低温处理，另一部分作对照，置4℃冰箱里保存，用于其他生理指标测定。

取树冠外围健壮中庸枝条的1年生封顶枝用于恢复生长试验，长15—20Cm，粗0.8～1Cm。清洁后保湿，放入4℃冰箱保存备用。

1.2.2低温处理

将花芽、叶芽和1年生封顶枝分别在-19、22、-25、-28、-31、-34、-37℃下进行冷冻处理，将分装好的材料放入低温冰箱，降温速度3℃／小时，降到设定温度后维持48小时，再升温到0℃，升温速率同降温速率，以4℃冰箱保存作为对照。花芽每50个为1个重复，封顶枝每10个为1个重复，每处理设3次重复。

1.2.3指标测定方法

顶花芽、腋花芽相对电导率采用王飞等的方法测定；花芽活力采用TTC法；超氧化物歧化酶活性采用邹琦的方法测定；过氧化物酶活性采用愈创木酚氧化法测定；游离脯氨酸采用磺基水杨酸法测定。所有数据通过DPS统计软件分析。

1.2.4恢复试验

1年生封顶枝低温处理结束后，放入光照培养箱中水插培养。培养条件为：温度25℃左右，湿度为50％～70％，光照2000k，光照时间12小时／天，每2天换1次水，每次剪除少许基部，露出新茬。培养25天后，统计发芽个数，计算发芽率。

2　结果与分析

2.1低温对寒富苹果花芽活力的影响

TTC还原量能表示脱氢酶活性，并作为植物细胞活力的指标。低温处理前腋花芽消光值为0.911，顶花芽仅为0.638。寒富苹果顶花芽和腋花芽活力随处理温度的降低而明显下降，除37℃处理外，腋花芽活力明显高于同温度处理的顶花芽。-34℃处理，顶花芽消光值为0.221，基本失活，而腋花芽为0.310，仍能存活。-37℃时二者趋势相同，表明此时顶花芽和腋花芽全部失活(图1)。

2.2低温对寒富苹果花芽相对电导率的影响

寒富苹果顶花芽和腋花芽相对电导率均随温度降低而提高。-19～-31℃下，顶花芽和腋花芽的相对电导率升高趋势较平缓，-31～-34℃顶花芽和腋花芽相对电导率急剧增加。-19～-34℃顶花芽相对电导率略高于同期腋花芽，用LogistiC方程求出拐点温度(半致死温度)，其中顶花芽为-32.5℃，腋花芽为-36.7℃(图2)。

2.3低温对寒富苹果花芽游离脯氨酸含量的影响

未低温处理前寒富苹果顶花芽和腋花芽的脯氨酸含量基本相同，随着处理温度的降低，寒富苹果顶花芽和腋花芽的脯氨酸含量都在增加，-19～-25℃顶花芽和腋花芽的脯氨酸含量增长缓慢，-28～-31℃急剧增加，-31℃后变化不明显。所有降温处理中，顶花芽脯氨酸含量明显高于同一个处理温度的腋花芽，且随着处理温度的降低脯氨酸含量差值在不断加大(图3)。

2.4低温对寒富苹果花芽保护性酶活性的影响

寒富苹果顶花芽和腋花芽未经低温处理时，保护酶过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性都保持较低水平，随着处理温度的降低这2种酶的活性均呈现先升高后降低的趋势，超氧化物歧化酶活性在处理温度-31℃时达到峰值，过氧化物酶活性在处理温度34℃时达到峰值，之后迅速降低。所有降温处理中，寒富苹果腋花芽过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性明显高于同温度处理的顶花芽(图4和图5)。

2.5低温处理后的寒富苹果恢复生长情况

恢复生长试验中，对照枝条第1个芽露绿(图版3a)所需要的培养时间为7天左右，而受冻花芽的萌动时间会随着冻害程度的加深而延长，甚至不能萌动(表1)。处理25天后统计萌芽率发现，萌芽率随处理温度的降低而降低。在-19℃处理枝条能够全部萌发，且一般都能开花(图版3b)。在-19～-31℃处理枝条萌芽率虽有降低但较平缓，在31℃萌芽率仍能达到55％。在低于-31℃的处理萌芽率急剧下降，萌芽率在37℃时降至最低，但仍有个别花芽能够萌发(图版3C)。另发现31℃和-34℃虽然有大量顶花芽不能萌发，然而其叶芽仍能萌发，且枝条的中上部还可形成1～2个腋花芽，并且萌发(图版3d)。

对寒富受冻花芽及枝条的解剖(图版3e、f、-g、h)，发现苹果花芽的受冻是由花芽基部的维管束变褐所致。对枝条而言，髓部和上部组织最先受冻。

3　小结与讨论

寒富苹果腋花芽较顶花芽有更强的抗寒性。本试验表明，在低温条件下，寒富苹果腋花芽的生活力强于顶花芽；随着处理温度的降低，寒富苹果腋花芽活性氧和自由基的清除剂保护酶如过氧化物酶和超氧化物歧化酶升高；寒富苹果顶花芽和腋花芽的半致死温度分别为-32.5℃和-36.7℃。

正常条件下植物体内游离脯氨酸的含量很低，但遇到干旱、低温、盐碱等逆境时，游离脯氨酸便会大量积累，并且积累指数与品种的抗逆性有关。一些研究认为，抗寒力强的品种，在经受低温时，脯氨酸增加的数量多。一般认为，植物或器官的抗寒性与游离脯氨酸含量呈正相关。本试验中抗寒性较强的寒富苹果腋花芽在低温胁迫下，脯氨酸含量低于顶花芽，脯氨酸积累程度也没有顶花芽多。这表明花芽游离脯氨酸含量不是寒富苹果花芽逆境下的保护物质，而是细胞受到伤害后的产物。