内蒙古地区鲜食葡萄主栽品种抗寒性比较研究

内蒙古地区鲜食葡萄主栽品种抗寒性比较研究
刘俊;陈海军;赵镒;王利军;耿牡丹;侯杰;杨雪峰;石慧芹
【摘要】依托内蒙古包头市东河区沙尔沁镇包头润泽园农业科技专业合作社平台，以该地区6个鲜食葡萄主要栽培品种的（茉莉香、巨峰、维多利亚、夏黑无核、
京亚和玫瑰香）一年生休眠枝条为研究对象，测定了枝条超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）和脯氨酸（Pro）3项生理生化指标，并用隶属函数
的万法对其抗寒性进行了综合评价。

结果表明：6个供试品种的SOD、MDA和Pro合量在品种之间存在一定的差异性（P〈0.05），平均隶属度介于0.42～0.64。

根据隶属函数判断其抗寒性强弱顺序为：夏黑无核〉维多利亚=京亚〉茉莉香〉玫瑰香〉巨峰，其抗寒性处于中抗和低抗2个级别水平。

其中，夏黑无核、维多利
亚和京亚3个栽培品种属于中抗等级（3级），其余3个品种属于低抗等级水平（4级）。

【期刊名称】《北方农业学报》
【年(卷),期】2018(046)002
【总页数】5页(P107-111)
【关键词】内蒙古;鲜食葡萄;抗寒性;生理指标;隶属函数法;综合评价
【作者】刘俊;陈海军;赵镒;王利军;耿牡丹;侯杰;杨雪峰;石慧芹
【作者单位】[1]内蒙古自治区园艺研究院,内蒙古呼和浩特010010;;[2]内蒙古自治区生物技术研究院,内蒙古呼和浩特010010;;[3]包头市果树果品科学技术研究所,内蒙古包头014045;;[3]包头市果树果品科学技术研究所,内蒙古包头014045;;[1]内
蒙古自治区园艺研究院,内蒙古呼和浩特010010;;[2]内蒙古自治区生物技术研究院,
内蒙古呼和浩特010010;;[2]内蒙古自治区生物技术研究院,内蒙古呼和浩特010010;;[1]内蒙古自治区园艺研究院,内蒙古呼和浩特010010;
【正文语种】中文
【中图分类】S663.1
葡萄的适应性强、结果早、效益高，已成为果树界栽培最早与分布最广的经济树种之一，全世界葡萄产业产值已经跃居农产品中第5位[1-2]。

在我国随着果树产业的迅速发展，葡萄的发展速度最快，与苹果、香蕉、梨、柑橘和桃一起合称为六大水果[1]。

其中，优良品种是葡萄产业发展过程中的一项重要保障，其育种水平高低、新品种培育数量以及良种产业化能力共同推动了葡萄产业发展的走向及市场竞争力。

另外，市场上栽培的良种主要来源于国外进口，被国外市场占据绝对领先地位，培育具有自主知识产权的抗寒品种一直是北方葡萄育种科技工作者的目标，经过多年的不断探索与研究，选育工作已取得了可喜的成就[1-4]，推动了我国自主葡萄新品种的利用与推广。

特别是改革开放以来，葡萄产业发展十分迅速，目前我国各省市地区均有葡萄种植，葡萄高效栽培和深加工已成为各地区经济发展和农民增收的重要途径之一。

同时，随着栽培方式多元化与管理水平不断地提高，葡萄栽培方式发生了根本性的转变，不再是单纯的露地栽培，已发展成了设施促早栽培、延迟栽培、避雨栽培以及速成等栽培方式，明显提升了葡萄的产值，显著地提高了葡萄栽培的经济效益[4]。

内蒙古自治区独具自然气候条件，光照充足、昼夜温差大，在我国葡萄产业发展中具有独特的优势，所生产葡萄产量高、品质好。

近年来，根据国家提出的“积极发展现代农业、大力推进农业结构战略性调整，实施蔬菜、水果等园艺产品集约化、设施化生产”的要求，内蒙古葡萄产业积极响应国家农产品供给侧结构改革，通过
技术创新与新技术推广应用，积极推行了标准化、集约化与规模化生产，有力地提高了内蒙古自治区葡萄的市场竞争力，促进了农村生态环境改善与农民增产增效[4]。

近年来，内蒙古充分利用我国丰富的葡萄资源，加强优良品种的引选育和种苗标准化生产体系建设，坚持葡萄品种“自育为主、引种为辅”的指导思想，加大国外葡萄优良品种及砧木的引进与筛选，选育出了适宜内蒙古葡萄生产的优良品种和抗性砧木。

特别需要指出的是，内蒙古以大陆性季风气候为主，冬季寒冷少雪，经常发生冻害，需要采取埋土防寒措施保护葡萄安全越冬。

防寒劳作十分繁重，随着劳动力成本的上升，防寒趋向于简化，越冬后经常出现冻害症状，对葡萄生产的稳定发展造成很大影响，生产上选择抗寒品种的需求越来越迫切[5-6]。

因此，选育抗寒优质丰产的葡萄新品种对我区高原寒冷气候条件下葡萄栽培生产具有重要的实践指导意义。

1 材料和方法
1.1 试验区自然概况
试验地设置在包头市东河区沙尔沁镇包头润泽园农业科技农民专业合作社，其位于包头市东南部，大青山南麓、黄河北岸的土默川西隅。

地理坐标为E110°25′02″，N40°30′02″，地处中温带，年平均气温6.4℃，年平均降雨量310 mm，年蒸发量2 342 mm。

夏季气候凉爽宜人，冬季大风寒冷。

该区域通过近几年的培育打造，葡萄种植名声大起，已建成了内蒙古自治区最大的无公害果品基地和最大的设施栽培生产基地，特别是莎木佳的葡萄已成功注册了商标，其“佳园”葡萄正成为畅销的绿色食品。

1.2 供试材料采集与处理
根据当地多年的实践栽培经验与市场需求，本试验选取了该地区鲜食葡萄6个大面积主栽品种进行抗寒性比较分析，分别为茉莉香、巨峰、维多利亚、夏黑无核、京亚和玫瑰香品种，旨为今后葡萄越冬栽培提供基础理论依据。

在具体实际采样过程中，为了减少系统误差，本试验仅采集当年刚长出来新鲜嫩梢枝条作为供试材料。

所采集的样品置于备好的塑封袋中，封口后做好标记，带回实验室后放于冰柜冷冻后待测。

1.3 测定指标与方法
本试验共测定了3个抗寒性指标，分别为超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）、丙二醛（Malonic Dialdehyde，MDA）和脯氨酸（Proline，Pro），其相应指标测定方法分别为氮蓝四唑（NBT）法、硫代巴比妥酸（TBA）显色法和茚三酮比色法，具体测定方法与过程见文献［7］。

1.4 数据处理与分析
1.4.1 数据标准化由于试验所测试指标的量纲不同，需要对数据进行标准化处理，具体过程参照唐启义等的方法[8]。

式中：Xi为性状原始数据，Di为标准差，M为性状原始数据平均数。

1.4.2 隶属函数计算采用隶属函数法，综合各项指标进行葡萄品种或株系的抗寒性评价。

其中：Uij表示i种类j指标的抗寒隶属函数值；Xij表示i种类j指标的测定值；Xjmin表示所有种类j指标的最小值；Xjmax表示所有种类j指标的最大值；i表示某个供试品种；j表示某一项指标。

SL（Subordinative Level）为平均隶属度，根据计算出的隶属函数值，用其3项指标的平均数获得。

根据张剑侠等对葡萄抗寒性分级标准[9-10]，按照平均隶属度大小将葡萄的抗寒性分为5级[10]：0.80～1.00为高抗（High Resistance，HR），1 级；0.70～0.70 为抗（Resistance，R），2 级；0.50～0.69 为中抗
（Middle Resistance，MR），3 级；0.30 ～0.49 为低抗（Lower Resistance，LR），4 级；0～0.29 为不抗（Susceptible，S），5级。

前期处理采用Excel 2010进行整理与作图，然后用SAS9.0软件对数据进行相关
检验和统计分析。

2 结果与分析
2.1 SOD含量比较分析
SOD是一种新型酶制剂，具有特殊的生理活性，广泛地分布于动植物体内，其含
量的大小反映植物对外界环境抗性能力（或适应能力）的强弱，也是预示植物体发生衰老或死亡的直观指标之一。

图1 不同供试栽培品种SOD含量变化
从图1中可以看出，SOD含量玫瑰香显著高于其他品种（P＜0.05），仅维多利
亚与京亚、巨峰与夏黑无核品种间无显著差异（P＞0.05），其他品种之间差异均显著（P＜0.05）。

SOD含量在品种间表现为玫瑰香＞京亚＞维多利亚＞茉莉香
＞夏黑无核＞巨峰，其含量变化范围为325.10～856.80 U/g（鲜重）。

2.2 MDA含量比较分析
MDA是细胞膜脂过氧化作用的产物之一，能够指示植物细胞膜脂氧化程度，也间接反映植物衰老和抗性生理过程。

在植物抗性生理研究中为指示指标之一。

图2 不同供试栽培品种MDA含量变化
从图2中可以看出，MDA含量仅在维多利亚与夏黑无核、维多利亚与玫瑰香间无显著差异（P＞0.05），其他品种之间差异均显著（P＜0.05）。

MDA含量在品种间表现为京亚＞巨峰＞玫瑰香＞维多利亚＞夏黑无核＞茉莉香，其含量变化范围为7.14～19.34 nmol/g（鲜重），变化区间中最大值为最小值的2倍多。

2.3 Pro含量比较分析
Pro是以游离状态广泛存在于植物体中，在逆境胁迫条件下，植物体内Pro大量
积累，在一定程度上反映了植物的抗逆性。

本项试验研究结果表明，供试品种的Pro含量随着品种的不同存在明显的差异（图3）。

从图3中可以看出，仅维多利亚与京亚间无显著差异（P＞0.05），其他品种之间差异均显著（P＜0.05）。

Pro 含量在品种间表现为维多利亚＞京亚＞茉莉香＞巨峰＞玫瑰香＞夏黑无核，其含量变化范围为1.41～33.21 μg/g（鲜重），变化区间中最大值为最小值的近24倍，可见抗逆性差异明显不同。

图3 不同供试栽培品种Pro含量变化
2.4 鲜食葡萄品种的抗寒性综合评价
从表1中可以看出，供试鲜食葡萄品种抗寒指标的综合评价结果表明，其平均隶
属度分布在0.42～0.64，对低温冻害分别属于中抗和低抗2个级别水平，其抗寒
性强弱顺序为：夏黑无核＞维多利亚=京亚＞茉莉香＞玫瑰香＞巨峰，其抗寒性处于中抗和低抗2个级别水平。

其中，夏黑无核、维多利亚和京亚3个栽培品种属
于中抗等级（3级），其余3个品种属于低抗等级水平（4级）。

表1 鲜食葡萄主要栽培品种抗寒性综合评价注：FW表示为鲜重。

序号1 2 3 4 5
6品种茉莉香巨峰维多利亚夏黑无核京亚玫瑰香SOD（U/g ，FW）460.32 306.78 556.32 325.10 569.66 853.78 MDA（nmol/g ，FW）7.14 14.80 12.49 12.34 19.34 12.98 Pro（μg/g ，FW）27.85 17.04 33.21 1.41 31.04 10.82隶
属函数均值0.47，LR 0.42，LR 0.56，MR 0.64，MR 0.56，MR 0.44，LR
3 讨论与结论
葡萄抗寒性指葡萄对寒害（或低温）的抵御能力，它是葡萄在低温环境长期适应过程中通过自身的遗传变异和自然选择获得的一种抗寒能力[5]。

不同品种的抗寒性
具有明显差别，不同器官的耐寒性也明显不同。

一些研究表明，枝条抗寒性最强，芽次之，地下部分（根系）的抗寒性远远低于地上部分[5，11]，这也是本试验选
取枝条为供试材料的重要依据。

SOD源于生命体中一种活性物质，对低温环境胁迫敏感，抗性强的葡萄品种比抗
性弱的品种酶活性高，在植物逆境胁迫或衰老过程中，平衡或降解细胞内活性氧代谢的活性物质积累。

这些活性氧积累一定量时往往会造成植物细胞膜系统损伤，甚至可能会导致植物死亡，可见SOD一直扮演着天然清除剂的重要角色[12]。

本研
究结果表明，若从SOD含量角度分析，玫瑰香、维多利亚和京亚的抗寒性较强。

MDA为细胞膜脂过氧化过程中的产物之一，能加剧植物膜系统的损伤。

MDA含
量能够代表膜脂过氧化的过程，也可间接地反映出植物组织的抗氧化能力。

因此，在植物抗性生理的相关研究中，它常被作为指示指标之一，与植物抗寒性呈负相关，即抗寒性的品种枝条等器官积累较少的MDA含量，进一步说明抗寒性强的品种膜脂过氧化程度较轻，可通过测定MDA含量变化来反映葡萄品种的抗寒性强弱[10]。

该研究中，仅从MDA角度分析，京亚品种的MDA含量高，其抗寒性较弱；茉莉香的含量低，其抗寒性相对较强。

Pro在生物体内是植物蛋白质的组分之一，不仅是理想的渗透调节物质，还可作为膜和酶的保护物质及自由基清除剂，对植物逆境胁迫起保护作用[7，11]，植物在
逆境条件下其体内的脯氨酸含量显著增加[10]，脯氨酸含量可作为植物抗寒育种的生理指标之一。

另外，脯氨酸能够稳定植物组织内的代谢过程，也能降低凝固点，亲水性极强，具有防止细胞脱水的作用。

在低温环境胁迫下，植物组织中脯氨酸也随之增加，可提高其抗寒性[5]。

脯氨酸含量高低与植物抗寒性相关，低温胁迫下，游离脯氨酸增加，脯氨酸变化与温度变化呈负相关[10]。

该研究中，供试品种中抗寒性强的维多利亚、京亚和茉莉香品种的Pro含量较高，这种变化趋势与王淑杰
等的研究结果相一致[5，10，13-14]。

此外，抗寒性是植物长期适应低温胁迫过程而逐步形成的一种形态和生理生化特征，由于植物抗寒生理过程是多基因控制的数量性状，这给抗寒性鉴定带来了一定困难，采用单一的生理生化指标鉴定很难反映其抗寒本质[10，15-17]。

如果能够综合几
项主要的生理生化指标进行抗寒性评价，将会使评价结果更为接近植物的真实抗性[10]。

在本试验研究中，仅仅从单一指标（如MDA或Pro含量）来判定供试材料的抗寒性（或抗寒性强弱），往往会出现相互矛盾的现象，这可能在于Pro不一定通过同一途径来抵抗低温冻害[10-11，14]。

目前，模糊隶属函数法作为一种有效的综合评价方法，在一些植物的抗寒性研究上已得到应用[10-12，15-17]。

因此，本研究针对供试品种抗寒指标亦采用隶属函数法来进行综合评价，其结果与实际生产观测非常相符，该方法切实可行。

6个供试品种的抗寒性强弱顺序为：夏黑无核＞维多利亚=京亚＞茉莉香＞玫瑰香＞巨峰，属于中抗和低抗2个级别水平。

其中，夏黑无核、维多利亚和京亚3个栽培品种属于中抗等级，茉莉香、玫瑰香和巨峰属于低抗等级水平。

本抗寒性综合评价结果可以作为这些鲜食葡萄品种引种的参考依据，即引种时，应优先选择高抗品种夏黑无核、维多利亚和京亚3个抗寒品种，以提高引种的成功率；在品种选育方面，也可作为抗寒鲜食品种育种的杂交亲本。

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