鲜食葡萄的抗寒种质筛选实验

　　葡萄是世界性重要果树树种[1],在生产中占有重要位置。我国葡萄产量和栽培面积列居世界第 5 位。

　　河北省是葡萄的主要产区，栽培历史悠久，现有葡萄面积 5 万多公顷，产量近百万吨，面积和产量居全国第2位。鲜食葡萄由于其味美多汁、营养丰富，具有良好的保健功能，深受消费者喜爱。发展鲜食葡萄生产已成为一种新型的农业产业，经济效益十分显着。

　　目前我国葡萄基地多集中分布于北方冬季严寒地带，近年来葡萄常遭受不同程度的低温伤害，损失严重。关于葡萄抗寒性的鉴定方法及抗寒生理的研究已有很多报道[2,3].本研究以 4 种鲜食葡萄优良品种为试材，对其 1a 生枝条进行不同的低温冷冻处理，测定其电导率并对枝条恢复性生长进行观察，旨在为鲜食葡萄的抗寒种质筛选和抗寒栽培提供科学依据。

　　1 材料与方法
　　
　　1.1 采样
　　
　　选取无病虫害的健壮葡萄植株，剪取中上部具有代表性的 1a 生枝条。先用自来水冲洗干净，再用无离子水冲洗 3~5 次，用塑料袋和洁净湿纱布包裹，于 0℃冰箱储存备用。品种分别为：爱博欣一号、红乳、巨峰、美人指。

　　仪器：Delta326 型电导仪、XS73 型电动吸引器、BD-255LTB 卧式低温冰柜、智能光照培养箱（25℃，80%的光照度）、万分之一电子天平、101-2AB 型电热鼓风干燥箱等。

　　1.2 研究方法
　　
　　1.2.1 低温冷冻处理及电导率测定将纱布包裹的枝条分别置于 0,-5,-10,-15,-20,-25,-30,-35℃8 个处理的低温冰箱中处理 24h,然后再以 5℃/h 的速度升温至 0℃后取出枝条，在室温下解冻 1h,用滤纸吸干水分，将冷冻后的枝条剪成 0.5cm 小段（不含芽部分），称取 3g 放于试管中，加入 30mL 无离子水，真空渗入 10min,静置 12h 左右。用 Delta326 型电导仪测定浸提液的电解质渗出率；然后将样品密封放入 98℃烘箱中加热 1h,静置12h 左右测定浸提液的电解质渗出率，其为细胞全部破坏后浸提液的电解质渗出率，以代表离体枝条细胞电解质总量。用自然条件下（0℃）的电解质渗出率为对照，其它测定步骤相同。计算公式如下：

　　相对电导率（%）=（R1/R2）×100其中 R1 为低温处理电解质外渗值，R2 为高温破坏后电解质外渗值伤害度（%）=（（R-Rck）（/100-Rck））×100R 为处理相对电导率，Rck 为对照相对电导率Lt50（半致死温度，℃）为 50%伤害度时的温度[4].

　　1.2.2 恢复性生长试验将冷冻后的枝条在 25℃的智能光照培养箱中水培，每天调查发芽枝数和累计发芽数，当发芽数恒定后，计算存活枝和芽的百分率，作为枝条恢复生长能力的指标。观察存活的枝条数及其生长情况，计算生根条数和最长根的长度以及叶片数和最长新梢的长度。

　　2 结果与分析
　　
　　2.1 低温处理各品种的电导率及半致死温度的比较**电导率表示植物在低温伤害下细胞质膜透性的变化，用相对电导率测定葡萄抗寒性，能较好地反映葡萄细胞质膜透性的变化、葡萄受伤害程度和逆境抗性的差异。此种方法是一种从细胞水平上研究逆境生理过程的有效手段之一[5].植物细胞电解质渗漏的多少常反映了低温下植物受伤害的严重程度，抗寒性强的植物或受害较轻者，不仅透性增大程度较慢，而且透性的变化可以逆转，易恢复正常。

　　电导法测定 4 个鲜食葡萄品种枝条的电导率，结果表明：在不同低温处理下，4 个品种的抗寒性存在一定差异。从图 1 看出：随温度的降低，枝条的伤害程度加重，葡萄品种枝条的相对电导率越来越大，呈增加的趋势，说明低温处理使细胞膜受损程度加重。研究发现这 4 种葡萄品种相对电导率随处理温度的降低呈现慢-快-慢的增加趋势。各品种增加的幅度有所差异，从而反映出不同品种间的抗寒性差异。爱博欣一号、巨峰的电导率增加比较缓慢平稳，幅度较小，而红乳和美人指的变化幅度较大；在-15℃时爱博欣一号、巨峰的电导率分别为40.1%和 41.0%,差异不显着，红乳、美人指分别为65.65%和68.08%,差异也不显着；爱博欣一号、巨峰从-15℃至-20℃电导率增长迅速，分别达到 56.0%和 57.28%,而红乳、美人指此时增长缓慢，但二者差异极显着。到-30℃时，爱博欣一号、红乳、美人指间差异极显着，红乳与巨峰差异不显着，所以爱博欣一号的抗寒性强于巨峰、红乳和美人指；红乳与巨峰抗寒性没有差异（表 1）。从图 1 中还可以看出 4个葡萄品种的变化幅度从小到大依次为爱博欣一号、巨峰、红乳、美人指。

　　用 Lt50（即半致死温度）也可以有效的评价植物抗寒性[6].表 1 表明：4 个葡萄品种的半致死温度分别是爱博欣一号-35℃、巨峰-29℃、红乳-25℃、美人指-15℃。4 个鲜食葡萄品种的半致死温度不同，它们的大小顺序是爱博欣一号（-35℃）<红乳（-30℃）<美人指（-29℃）<巨峰（-15℃）。所以半致死温度反映出各品种的抗寒性强弱依次是：爱博欣一号>巨峰>红乳>美人指。由此看出，葡萄欧美种的抗寒性强于欧亚种。

　　2.2 枝条恢复性生长与抗寒性
　　
　　枝条恢复生长法是最先采用的人工抗寒鉴定方法，是指植株或植物的某些器官进行人工冷冻后，在一定条件下让其恢复生长，通过鉴定其恢复生长的能力来鉴定其抗寒力的大小。它是建立在田间自然鉴定基础之上的一种鉴定方法。因此，其鉴定结果同样准确可靠，没有特异性，适合各种植物种类，且不需要特别复杂仪器设备，成为其他鉴定方法的对照方法[7],因而在抗寒研究中广泛应用。具体方法：经过低温处理枝条，在培养箱内水培，观察其发芽情况，确定致死临界温度。

　　树体在遭受冻害之后，枝条受冻害后能否存活是评价树木伤害程度的最直接的方法。而受到冻害后能否存活，主要是通过芽对冻害的敏感性反映出来的[8].因此，每个品种选取 4 个枝条，采用人工冷冻处理的方法对葡萄品种的枝条进行培养，根据恢复生长后枝的成活率，成活枝的发芽率计算不同葡萄品种的抗寒性。枝条存活及发芽生长情况见表 2.

　　由表 2 可以看出：在 0~-15℃低温处理时，3 个品种枝条的存活率均为 100%;美人指枝条存活率仅 25%;枝条萌芽率存在一定差异，爱博欣一号的萌芽率为 100%,红乳、巨峰品种的萌芽率均为75%,美人指的芽不萌发；-25℃处理时爱博欣一号枝条的存活率达 75%,红乳、巨峰为 50%;爱博欣一号萌芽率为 50%,红乳、巨峰为 25%;-30℃处理时，爱博欣一号枝条的存活率达 75%,萌芽率为 25%,而红乳、巨峰的枝条变褐死亡。-35℃处理时，爱博欣一号枝条的存活率仍有 25%. 说明爱博欣一号抗寒性极强，红乳、巨峰抗寒性居中，美人指抗寒性较差。爱博欣一号、红乳在-15℃处理新梢有一定生长，巨峰品种在-10℃处理新梢有生长，美人指在-5℃处理新梢有生长。
　　
　　3 讨论与结论
　　
　　早在 1970 年 Lyons 和 Raison 就提出了植物低温伤害来自“膜脂相变”的假说。植物在低温胁迫下，细胞膜的半透性受伤害胞内电解质的外渗量增加，且不同植物的细胞受害程度不同电解质外渗量变化不一样，所以电解质渗出率可用于反映组织的伤害程度和植物细胞的抗性大小，常用低温伤害前后的相对电导率来表示膜内电解质的渗透率。抗寒性强的品种电导率小，而抗寒性弱的品种电导率大，并且抗寒性较强者透性变化幅度越小，抗寒性弱者透性变化幅度较大[9-11].图 1 表明，随着处理温度的降低，伤害程度加重，葡萄品种枝条的相对电导率越来越大，呈增加的趋势，低温处理使细胞膜受损程度加重。所以根据不同的低温处理和它们的电导率的变化值，这 4 个葡萄品种的抗寒性强弱顺序依次为：爱博欣一号>巨峰>红乳>美人指。

　　宋绪忠等人对茶树抗寒性研究表明：植物低温条件下受伤害的程度受到低温持续时间、变温强度及低温温度本身的影响，用 Lt50（即半致死温度）可以有效的评价植物抗寒性，由此得出的评价结果较为稳定[12].并且许多研究也表明，在研究果树的抗寒性时用 Lt50（即半致死温度）也可以有效的评价植物抗寒性。Lt50（即半致死温度）高，说明植物的抗寒性差，而 Lt50（即半致死温度）低，说明植物的抗寒性强。4 个葡萄品种的半致死温度不同，它们的大小顺序是爱博欣一号（-35℃）<巨峰（-29℃）<红乳（-25℃）<美人指（-15℃），所以抗寒性强弱依次为：爱博欣一号>巨峰>红乳>美人指。

　　在枝条恢复性生长试验中，通过观察枝条的存活率、萌芽率、生根情况也可以有效的判断其抗寒性。

　　其测定结果和电导率法测定结果一致；即抗寒性强弱依次是：爱博欣一号>巨峰>红乳>美人指。

　　综合 3 个指标来看，4 个鲜食葡萄品种的抗寒性强弱为：爱博欣一号>巨峰>红乳>美人指葡萄。

　　参 考 文 献
　　
　　[1]严大义，才淑英。葡萄生产技术大全[M].北京：中国农业出版社，1997.
　　[2]伊华林，邹志远，邓继光，等。鄂柑 1 号抗寒力测定与Logistic 方程的应用[J]. 湖北农业科学，1996,（3）：46-47.
　　[3]高爱农，姜淑荣，赵锡温，等。苹果品种抗寒性测定研究[J].果树科学，2000,17（1）：17-21.