CN105830842A

CN105830842A - 一种采用外源脱落酸处理提高库尔勒香梨抗寒性的方法

Info

Publication number: CN105830842A
Application number: CN201610197864.6A
Authority: CN
Inventors: 克热木·伊力; 王静; 王一静; 艾合买提·阿不都热依木
Original assignee: Xinjiang Agricultural University
Current assignee: Xinjiang Agricultural University
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2016-08-10

Abstract

本发明公开一种外源脱落酸处理提高库尔勒香梨抗寒性的方法，采用外源脱落酸处理，为给库尔勒地区香梨安全越冬、稳产和高产的相关研究与栽培实践提供理论依据，以树势健壮、结果正常的库尔勒香梨单株为试验材料，在其生长期对其叶面喷施浓度分别为 50、70、90 mg/L 的外源激素 ABA，之后每隔 20 天喷施 1 次，共喷施 3 次；在其休眠期采集枝条样品，在人工低温胁迫条件下测定其膜透性、丙二醛、脯氨酸、可溶性蛋白质、可溶性糖和淀粉含量等抗寒性指标，并采用隶属函数法对其抗寒性进行了综合评价，从而获得显著明显的提高库尔勒香梨抗寒性，具有广泛的应用性。

Description

一种采用外源脱落酸处理提高库尔勒香梨抗寒性的方法

技术领域

本发明涉及果蔬栽培应用技术领域，具体地说，本发明涉及一种提高库尔勒香梨抗寒性应用的技术领域。

背景技术

库尔勒香梨原产于新疆南疆巴音郭楞蒙古自治州和阿克苏等地，是新疆主要栽培的名、优、特色水果之一。新疆库尔勒市属暖温带大陆性干旱气候，冬季低温冻害是梨树生存的关键限制因子，香梨往往因遭冬季低温冻害而大幅减产。

有关研究结果表明，抗寒基因表达的启动因素就是植物激素，其对植物抗寒力起着调控作用。植物抗寒的开始是因为环境因素改变了植物体内激素间的相互平衡，导致植株体内各种代谢途径的变化和生长的停止[8]。由此可见，内源激素平衡的改变能引发植物的抗寒锻炼。

有关植物内源激素对植物抗寒性的影响已有较多的研究报道。植物激素如脱落酸（ABA）和赤霉素（GA3）的调控作用已被许多研究者公认。ABA 是植物生长抑制型激素，具有引起芽休眠、叶片脱落和抑制植物生长等生理作用，并对其他生长促进型激素产生拮抗作用。有研究者指出，在低温胁迫下，植物体内的内源ABA 水平与其抗寒性呈正相关。在植物抗寒力的诱导过程中，利用外源激素的诱导来提高内源激素水平，从而提高植物的抗寒力，这一结论已被许多实验所证实。

近年来，在有关外源激素应用于果树育种、果实无子化的研究报道中，以外源激素促进果树生长发育、开花结果，提高果实品质等方面的研究成果较多，如外源激素对草莓、樱桃、核桃、苹果、红枣等果树的生理功能、繁殖力和果实品质的影响，外源激素与杏抗寒性的关系，外源激素对葡萄糖代谢、果实品质的影响等方面均有报道。

为了完善激素对库尔勒香梨的调控技术理论体系，本试验对库尔勒香梨叶面喷施不同浓度的外源脱落酸（ABA），在其休眠期采集枝条样品，在人工低温胁迫条件下测定其有关的抗寒指标，分析了外源植物激素对库尔勒香梨抗寒性的影响情况，旨在为库尔勒地区香梨的安全越冬、稳产和高产的相关研究与栽培实践提供理论依据。

发明内容

针对现有技术中未见有效的提高库尔勒香梨抗寒性的技术现状报道，本发明旨在提供一种采用外源脱落酸处理提高库尔勒香梨抗寒性的方法。本发明通过采用外源脱落酸处理，为给库尔勒地区香梨安全越冬、稳产和高产的相关研究与栽培实践提供理论依据，以树势健壮、结果正常的库尔勒香梨单株为试验材料，在其生长期对其叶面喷施浓度分别为50、70、90 mg/L 的外源激素 ABA，之后每隔 20 天喷施 1 次，共喷施 3 次；在其休眠期采集枝条样品，在人工低温胁迫条件下测定其膜透性、丙二醛、脯氨酸、可溶性蛋白质、可溶性糖和淀粉含量等抗寒性指标，并采用隶属函数法对其抗寒性进行了综合评价，从而获得显著明显的提高库尔勒香梨抗寒性。

本发明采用的主要技术方案：

采用外源脱落酸处理，为给库尔勒地区香梨安全越冬、稳产和高产的相关研究与栽培实践提供理论依据，以树势健壮、结果正常的库尔勒香梨单株为试验材料，在其生长期对其叶面喷施浓度分别为 50、70、90 mg/L 的外源激素 ABA，之后每隔 20 天喷施 1 次，共喷施 3 次；在其休眠期采集枝条样品，在人工低温胁迫条件下测定其膜透性、丙二醛、脯氨酸、可溶性蛋白质、可溶性糖和淀粉含量等抗寒性指标，并采用隶属函数法对其抗寒性进行了综合评价，从而获得显著明显的提高库尔勒香梨抗寒性。

本发明具体提供一种采用外源脱落酸处理提高库尔勒香梨抗寒性的方法，具体方法步骤如下：

（1）为给库尔勒地区香梨安全越冬、稳产和高产的相关研究与栽培实践提供理论依据，以树势健壮、结果正常的库尔勒香梨单株为试验材料，在其生长期第 1 次对其叶面喷施浓度分别为 50、70、90 mg/L 的外源激素 ABA，之后每隔 20 天喷施 1 次，共喷施 3次；在其休眠期采集枝条样品，在人工低温胁迫条件下测定其膜透性、丙二醛、脯氨酸、可溶性蛋白质、可溶性糖和淀粉含量等抗寒性指标，并采用隶属函数法对其抗寒性进行了综合评价。

（2）以50 mg/L的ABA喷施1次的枝条其各生理指标值的平均隶属度＞0.6，其抗寒级别可划为Ⅱ级；以 70 mg/L 的 ABA 喷施 1 次和 2 次及以50 mg/L 的 ABA 喷施 2 次与 3 次的枝条，其各生理指标值的平均隶属度均大于 0.4，这几个处理的枝条均为中抗寒型，其抗寒级别均可划为Ⅲ级；以 90 mg/L的 ABA 喷施 1 次和 2 次的枝条，其各生理指标值的平均隶属度均大于 0.3，这两个处理的枝条均为低抗寒型，其抗寒级别均可划为Ⅳ级；以 70 和 90 mg/L 的 ABA 喷施 3 次的平均隶属度均小于 0.3，这两种处理的枝条均为不抗寒型，其抗寒级别均可划为Ⅴ级，以 50 mg/L 的 ABA 叶面喷施 1 次，库尔勒香梨便能抵抗－24 ℃的低温。

通过实施本发明具体的发明内容，可以达到以下有益效果:

采用本发明提供的外源脱落酸处理提高库尔勒香梨抗寒性的方法，A1 处理即以50mg/L 的ABA 处理1 次的枝条其各抗寒指标的平均隶属度为0.662 ＞0.60，因此，A1 处理枝条的抗寒类型可划分为Ⅱ级；而以50 mg/L 的 ABA 叶面喷施2 次和3 次的枝条、以70mg/L 的ABA 叶面喷施1 次和2 次的枝条，其平均隶属度均大于0.4，因此这几个处理的枝条均为中抗型，其抗寒级别均可划为Ⅲ级；以90 mg/L 的ABA 叶面喷施1、2 次的枝条其平均隶属度均大于0.3，这两个处理的枝条均为低抗型，其抗寒级别均可划为Ⅳ级；以70 mg/L的ABA 叶面喷施3 次、以90 mg/L 的ABA 叶面喷施3 次的枝条其各抗寒指标的平均隶属度均小于0.3，因此这两种处理的枝条均为不抗型，其抗寒级别均可划为Ⅴ级。

具体实施方式

下面，举实施例说明本发明，但是，本发明并不限于下述的实施例。

试验地设在库尔勒市阿瓦提乡兰干村。选择管理较好的 16 年生的库尔勒香梨果园中树冠大小和树势相对一致的 30 棵香梨树作为试验材料。试验所用的外源脱落酸（ABA），由西安国安生物科技有限公司生产，纯度≥ 90%。试验于展叶期进行，共设如下 9个处理：

2013 年 5 月 6 日第 1 次叶面喷施 ABA，处理浓度分别设为 50、70、90 mg/L，依次记为 A 1 、A 2 、A 3 ；隔 20 天后第 2 次喷施相同浓度的 ABA，分别记为 B 1 、B 2 、B3 ；再隔 20 天后第 3 次喷施相同浓度的 ABA，分别记为 C 1 、C 2 、C 3 。对照处理记为CK，每个处理重复 3 次。其他管理条件一致。

本发明中选用的所有原辅材料，以及选用的菌种培养方法都为本领域熟知选用的，本发明中涉及到的%都为重量百分比，除非特别指出除外。

实施例一：外源脱落酸处理提高库尔勒香梨抗寒性的方法

（1）为给库尔勒地区香梨安全越冬、稳产和高产的相关研究与栽培实践提供理论依据，以树势健壮、结果正常的库尔勒香梨单株为试验材料，在其生长期第 1 次对其叶面喷施浓度分别为 50、70、90 mg/L 的外源激素 ABA，之后每隔 20 天喷施 1 次，共喷施 3 次；在其休眠期采集枝条样品，在人工低温胁迫条件下测定其膜透性、丙二醛、脯氨酸、可溶性蛋白质、可溶性糖和淀粉含量等抗寒性指标，并采用隶属函数法对其抗寒性进行了综合评价。

实施例二：人工低温胁迫的试验处理

2013 年 12 月 30 日取样，各样品均为树冠外围生长健壮、粗细均匀一致的 1 年生枝条。将取回的 1 年生枝条先用清水洗净，再用蒸馏水冲洗，擦拭晾干后，将每个处理的枝条样品各分成 5 个组，用洁净湿纱布包裹试样，放入低温冷冻箱中进行人工低温胁迫处理。胁迫处理温度分别设为－20℃、－22℃、－24℃、－26℃，对照处理温度设为４℃，每个处理冷冻 12h 以上。冷冻结束后，在 4℃下解冻 30min，然后对其各抗寒生理指标进行测定。

测定指标与测定方法

膜透性的测定采用电导法，丙二醛（MDA）含量的测定采用硫代巴比妥酸（TBA）法，游离脯氨酸含量的测定采用酸性茚三酮染色法，可溶性蛋白质含量的测定采用考马斯亮蓝 G-250 染色法，可溶性糖和淀粉含量的测定采用蒽酮法。

实施例三：抗寒性的综合评价

采用隶属函数法综合各项指标值进行抗寒性评价[27] ，其计算公式：

为：

U _ij （正相关）＝（X _ij － X _jmin ）/（X_jmax －X_jmin ）；

U_ij （负相关）= 1 －（X _ij － X _jmin ）/（X _jmax －X _jmin ）。

以上两式中：U _ij 表示第 i 样品第 j 指标的抗寒隶属函数值，X _ij 表示第 i样品第 j 指标的测定值，X _jmin表示所有样品第 j 指标的最小值，X_jmax 表示所有样品第j 指标的最大值，i 表示某个品种，j 表示某项指标。按照平均隶属度可将抗寒性分为 5级：

平均隶属度在 0.70-1.00 间的为高抗（HighResistance，HR），定为Ⅰ级；0.60-0.69 为抗（Resistance，R），定为Ⅱ级；0.40-0.59为中抗（Mid-dle Resistance，MR），定为Ⅲ级；0.30-0.39 为低抗（Lower Resistance，LR），定为Ⅳ级；0-0.29 为不抗（Susceptible，S），定为Ⅴ级。

1.数据处理

采用 Excel 软件及 DPS7.05 统计分析软件进行数据分析。

2.外源激素 ABA 处理对库尔勒香梨枝条各抗寒指标的影响

2.1.外源激素 ABA 处理对库尔勒香梨枝条膜透性的影响

不同浓度不同喷施次数的 ABA 处理后，在人工低温条件下，总体而言，各处理库尔勒香梨枝条的相对电导率均随着温度的降低而升高，但上升的幅度并不均匀。各 ABA 处理的香梨枝条在不同胁迫温度下其相对电导率之间差异显著，都达到了极显著水平（P ＜0.01）（详见表 1）。

表 1可知，当胁迫温度为 4℃时，各处理的相对电导率均比 CK 低。当胁迫温度降至－20℃时，各处理香梨枝条的相对电导率增加缓慢，均在22%以下。当胁迫温度在－22 ℃时，其相对电导率上升明显。继续降温至－26℃时，除 C 2 处理外，其他各处理的相对电导率均比 CK 小。在降温胁迫处理过程中，各处理的相对电导率均有不同程度的增加，其中降温至－26℃时，C 2 处理的增加幅度最大，为 60.34%。不同浓度和喷施次数的 ABA 处理下，胁迫温度越低对香梨枝条电导率的影响越大，说明低温使细胞膜受损，使得大量电解质外渗。

2.2 外源激素 ABA 处理对库尔勒香梨枝条内丙二醛（MDA）含量的影响

外源激素 ABA 处理对不同胁迫温度下库尔勒香梨枝条内 MDA 含量的影响情况如表2。

由表 2可知，MDA 含量随着胁迫温度的降低呈先上升后下降的变化趋势。在 4 和－26℃的低温胁迫下，各处理的 MDA 含量间差异极显著（P ＜ 0.01）；在－20℃和－24℃下，各处理的 MDA 含量间差异显著（P ＜ 0.05）；而在－22℃的低温胁迫下，各处理的 MDA 含量间差异不显著。总体来看，当胁迫温度为－24℃时，各处理的 MDA 含量均达到最高值；而 B1 和 C 1 处理的除外，其 MDA 含量在－22℃时便均达到了最高值。各处理的含量最高值比 4 ℃时的均增加了 28% 以上，增幅最大的是 CK，为 106.18%；C 2 的次之，为102.04%；增幅最小的是 A 3 处理，为 28.17%。这一结果说明了外源激素 ABA 处理能有效抑制低温条件下香梨枝条内 MDA 含量的增加。

2.3 外源激素 ABA 处理对库尔勒香梨枝条内游离脯氨酸含量的影响

外源激素 ABA 处理对不同胁迫温度下库尔勒香梨枝条内游离脯氨酸含量的影响情况如表 3。

由表 3 可知，随着胁迫温度的降低，各处理的库尔勒香梨枝条其脯氨酸含量都有不同程度的增加。当胁迫温度为 4℃时，各处理的脯氨酸含量相对较低，各浓度处理间差异显著（P ＜ 0.05）。当胁迫温度为－20℃～－26℃时，各处理与 CK 间的差异均极显著（P ＜0.01）。人工降温至－20 ℃时，脯氨酸含量迅速升高，说明－20℃的低温开始对香梨造成胁迫。脯氨酸含量最大值出现在－26℃时的 A 1 处理，为 24.55 μg/g，比 4 ℃处理的上升了142.18%。这一结果说明，在低温胁迫时香梨枝条可以通过调整脯氨酸的变化以适应低温带来的伤害。

2.4 外源激素 ABA 处理对库尔勒香梨枝条内可溶性蛋白质含量的影响

外源激素 ABA 处理对不同胁迫温度下库尔勒香梨枝条内可溶性蛋白质含量的影响情况如表4。

由表 4 可知，随着温度的降低，各处理的可溶性蛋白质含量均持续增加，且均在－26℃时达到最高值，而 CK 的整体含量最低。各处理在各胁迫温度下的含量差异性均达到了极显著水平（P ＜0.01）。总体变化趋势显示，胁迫温度在 4℃到－20℃之间时，各处理的蛋白质含量均显著增加，说明植物在遭受低温胁迫时体内可溶性蛋白质含量会有所增加，以此调节低温带来的伤害。当胁迫温度为－26℃时，各处理的可溶性蛋白质含量均比 CK 高出 9.86% 以上，其中 C 3 处理的达到最高，比 CK 高出 25.22%。在－26℃的温度条件下，C 3 处理的可溶性蛋白质含量比 4℃时的升高了 421.54%，而比 CK 升高了 248.67%。

2.5 外源激素 ABA 处理对库尔勒香梨枝条内可溶性糖含量的影响

随着人工胁迫温度的下降，各处理枝条的可溶性糖含量总体呈先上升后降低的变化趋势（详见表 5）。

由表 5可知，在 4℃到－22℃之间，各处理的可溶性糖含量的增加幅度均较小。在－24℃的温度条件下，各处理的可溶性糖含量均迅速增加，其中A 1 和 A 2 处理的增加幅度最大，分别比同样温度条件下的 CK 高出 7.06% 和 15.53%，比 4℃低温处理的增加了40.35% 以上。当胁迫温度为－26℃时，各处理的可溶性糖含量均有所下降，这可能因为低温胁迫使可溶性糖用于增加原生质的浓度，减小细胞内的失水和结冰，以提高枝条组织细胞的抗寒性。各温度处理间的差异显著性见表 5。

2.6 外源激素 ABA 处理对库尔勒香梨枝条内淀粉含量的影响

外源激素 ABA 处理对不同胁迫温度下库尔勒香梨枝条内淀粉含量的影响情况见表6。

从表 6 中可以看出，经外源激素 ABA 处理后，随着胁迫温度的降低，各处理枝条内的淀粉含量均逐渐降低。各处理在同一温度下的差异性极显著（P ＜ 0.01）。当胁迫温度在 4℃至－24℃范围内，各处理的淀粉含量均逐渐降低，且降低速度均较缓慢；在－24℃之后，各处理的淀粉含量均有不同程度的降低，其中 A 1 处理的淀粉含量最低，为 10.58 mg/g，比同样温度条件下的 CK 低27.67%；且 A 1 处理的降幅也最大，比 4℃时降低了 45.11%。这说明，当胁迫温度在－ 24℃之后，淀粉转化成其他小分子物质，以此调节细胞内的渗透平衡，淀粉含量与低温胁迫呈负５６相关。

3.各抗寒指标的综合评价

为了综合评价各处理库尔勒香梨的抗寒性，采用隶属函数法，通过计算各处理香梨枝条各抗寒指标的隶属函数值来分析比较其抗寒类型，除了C 2和C 3处理枝条的平均隶属度均小于0.3，两者均属抗寒Ⅴ级；其他处理枝条的平均隶属度均大于0.3，并且A 1处理的平均隶属度最大，大大地高于其他8个处理，属于抗寒Ⅱ级。

Claims

1.一种采用外源脱落酸处理提高库尔勒香梨抗寒性的方法，其特征在于，具体方法步骤如下：

（1）以树势健壮、结果正常的库尔勒香梨单株为试验材料，在其生长期第 1 次对其叶面喷施浓度分别为 50、70、90 mg/L 的外源激素 ABA，之后每隔 20 天喷施 1 次，共喷施3次；在其休眠期采集枝条样品，在人工低温胁迫条件下测定其膜透性、丙二醛、脯氨酸、可溶性蛋白质、可溶性糖和淀粉含量等抗寒性指标，并采用隶属函数法对其抗寒性进行了综合评价；

（2）以50 mg/L的ABA喷施1次的枝条其各生理指标值的平均隶属度＞0.6，其抗寒级别可划为Ⅱ级；以 70 mg/L 的 ABA 喷施 1 次和 2 次及以50 mg/L 的 ABA 喷施 2 次与 3次的枝条，其各生理指标值的平均隶属度均大于 0.4，这几个处理的枝条均为中抗寒型，其抗寒级别均可划为Ⅲ级；以 90 mg/L的 ABA 喷施 1 次和 2 次的枝条，其各生理指标值的平均隶属度均大于 0.3，这两个处理的枝条均为低抗寒型，其抗寒级别均可划为Ⅳ级；以70 和 90 mg/L 的 ABA 喷施 3 次的平均隶属度均小于 0.3，这两种处理的枝条均为不抗寒型，其抗寒级别均可划为Ⅴ级，以 50 mg/L 的 ABA 叶面喷施 1 次，库尔勒香梨便能抵抗－24 ℃的低温。