樱桃不同砧木抗寒性比较资料
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樱桃不同砧木抗寒性比较
05级生科2班周有文指导教师:呼丽萍
摘要:为了掌握樱桃不同砧木抗寒性的差异,采用人工低温胁迫法,在-16℃的条件下对6种樱桃砧木1 年生休眠枝条胁迫12h,测定其相对电导率等8项生理指标。
结果显示6个测试砧木的相对电导率为47.45%~81.85%,可溶性糖含量为2.297mg/g~8.451mg/g,游离脯氨酸含量为 2.387μg/g~4.847μg/g,丙二醛的含量为15.621μg/g~29.938μg/g,超氧化物歧化酶酶活为12.677U/g~171.478U/g,过氧化氢酶酶活为4.987mgH2O2/g~12.693mgH2O2/g,过氧化物酶的酶活为0.127△O.D./mg/min ~0.586△O.D./mg/min,经方差分析表明:6种砧木的8项测定指标差异均达极显著水平,以马扎德(Mazzard)抗寒性最好,北京砧木、莱阳矮樱桃、毛樱桃次之,四川砧木和考特(colt)较差。
关键词:樱桃;砧木;生理指标;抗寒性
Comparison on the Cold Resistance of Different Cherry Rootstocks
Zhou Youwen
(School of Life Science and Chemistry, TianShui Normol Unversity, Tianshui, Gansu ,741001) Abstract:The use of artificial methods of indoor low-temperature stress, six kinds of 1-year-old dormant shoots of cherry rootstocks were treated under the low temperature -16 ℃for 12h, and determinated its relative conductivity of eight indicators, etc. The relative conductivity was 81.85%~47.45%, soluble sugar content was 2.297mg/g~8.451mg/g, free proline content was 2.387μg/g~4.847μg/g, malondialdehyde content was 15.621μg/g~29.938μg/g, superoxide dismutase (SOD) activity was 12.677U/g~171.478U/g, catalase (CAT) activity was 4.987mgH2O2/g~12.693mgH2O2/g, peroxidase (POD) activity was 0.127△O.D./mg/min~0.586△O.D./mg/min, indicators above reach significant levels by the analysis of variance. The results showed that: amongst the six kinds of stock, Mazzard has the best cold tolerance ability, followed by Beijing rootstock, Laiyang dwarf cherries, Prunus tomentosa, and Sichuan and Court rootstock (colt)were the worst.
Key words: cherry rootstocks; physiological indicators; cold resistance
抗寒性是植物对低温寒冷环境长期适应中通过本身的遗传变异和自然选择获得的一种抗寒能力。
果树对零下低温主要来自两个方面的适应性变化,一是细胞膜体系稳定性的提高,二是脱水能力加强和避免细胞内结冰。
多年来,前人从不同侧面对果树抗寒性进行了深入研究,取得了很大进展[1]。
宋洪伟等[2]对114个苹果品种资源的抗寒性进行了研究,发现田间枝条的自然冻害主要不是发生在极端低温出现的1月份,而是在气温回升的2月份以后,各品种随休眠的解除和气温的逐渐升高,抗寒性逐渐降低。
刘威生等[3]发现36个李品种的抗寒性表现出丰富的多样性,且多数李品种对低温的适应能力较强,起源地的生态条件与品种的抗寒性密切相关。
同样,杏品种资源[4]、葡萄野生种质资源[5]等树种的抗寒性也有人研究。
因此,对果树种质资源抗寒性的研究可以为优良品种的区域化栽培和抗寒育种提供理论依据。
果树的抗寒性是指果树作物对寒害的抵御能力,是果树的重要生物学特性[6]。
这一性状不仅影响果树的区划和分布,同时对于人们指导农业生产,合理的引种、育种及栽培管理,减少自然灾害造成的损失等方面具有重要意义。
目前,甜樱桃的栽培也面临这样的问题。
甜樱桃又称大樱桃,富含糖和铁质,色泽艳丽,风味优美是北方落叶果树中成熟最早的树种,近年来随着栽培效益的提高,其栽培面积日益扩大。
由于樱桃喜温,不耐寒[7],容易发生冻害,因此选育适宜的抗寒砧木显得尤为重要。
为此,本文对6种大樱桃砧木的抗寒性进行比较及对抗寒性生理指标进行筛选。
1材料与方法
1.1试验材料
试验材料取自天水师范学院植物园的6种砧木,分别为莱阳矮樱桃、马扎德、考特(colt)、北京砧木、毛樱桃、四川砧木。
1.2试验处理与方法
试验共设6个处理,即每品种为一个处理,重复3次。
方法:于砧木萌芽前
(3月上旬)将6种砧木的枝条分成相等的4份,其中一份置室外(10℃)为对照.,其余3份作为重复。
将枝条剪成40cm左右的长度,枝条末端进行蜡封。
处理温度从4℃~ -16℃,降温速度为4℃/h,达到后-16℃维持12h,然后逐步升温,升温速度亦为4℃/h,至4℃时进行测定各项生理指标。
1.3测定的指标与方法
1.3.1质膜透性测定
称取5 g冷冻处理后直径为0.5 cm的一段枝条,放入锥形瓶中,加入50mL 蒸馏水,25℃下浸泡12 h,中间不断摇动。
12 h 后摇匀,用DDS-307A型电导仪测定电导。
然后封口,在沸水中煮30 min,冷却到室温( 25℃)后摇匀,再测终电导。
相对电导率(%) =(初电导-蒸馏水电导率)/(终电导-蒸馏水电导率)×100%[8]。
1.3.2超氧物歧化酶(SOD)活性测定
(1)酶液提取:每处理取粗度较一致的枝段,剪碎混匀,称1g,分别加入10 mL 磷酸缓冲液,冰浴研磨后,转入离心管,10000 r/min,离心15 min,上清液即为酶液。
(2) SOD活性的测定:以SOD抑制剂NBT(氮蓝四唑)在光下还原程度来确定SOD 的活性大小。
活性单位以抑制NBT光化还原的50%为 1 个酶活性单位表示。
对照是以缓冲液代替酶液。
SOD活性计算公式:SOD活性=(A CK-A E)*V*2/(A CK*W*V t)式中:SOD总活性以每克鲜重酶单位表示;比活力单位以酶单位/mg蛋白表示;
A CK—照光对照管的光吸收值;A E—样品管的光吸收值;V—样液总体积(cm3);V t—测定时样品用量(cm3);W-样重(g)。
1.3.3过氧化氢酶(CAT)活性的测定
取剪碎的样品2.5g加入磷酸缓冲液(pH7.8)少量,研磨成匀浆,转移到50ml 容量瓶中,将研钵冲洗干净,冲洗液转至容量瓶中,并用同一缓冲液定容,4000×g 离心10min,上清液为酶粗提液。
取50ml三角瓶4个(两个测定,两个对照),测定加入酶液2.5ml,对照为煮死酶液2.5ml;再加入2.5ml 0.1mol/L H2O2,同时计算时间,于30℃恒温水浴中反应10min,立即加入10%H2SO4 2.5ml。
然后用0.1mol/L KMnO4滴定,至出现粉红色(30 min内不消失)为终点。
酶活性用每克鲜重样品在10min内分解H2O2毫克数表示。
酶活性(mgH2O2/gFW)=(对照KMnO4滴定ml数- 酶反应后KMnO4滴定ml数)*酶提取液总量(ML)*1.7/[反应所用酶液量(ml)*样重
(g)[9]。
1.3.4过氧化物酶(POD)活性测定及同工酶分析
1.3.4.1过氧化物酶(POD)活性测定
将样品剪碎,称取1g,加入酶提取液(0.1M pH8.5Tris-HCl缓冲液)5ml和少量石英砂,在研钵中磨碎,然后再次加入5ml酶提取液稀释。
转入离心管在10000r/min 的速度下离心15min,上清液贮于冰箱中待用。
测定前,将酶液稀释400倍。
吸1ml酶液,加入2ml联苯胺醋酸-醋酸钠缓冲剂,在28~32℃水浴中保温5分钟。
测定时,加入1ml 0.1M过氧化氢,立即摇匀,并转入比色皿中,用分光光度计在波长580nm下测定光密度的变化。
从加入过氧化氢起计时,每15s读数一次。
取第15~45s之间的光密度变化,计算样品中过氧化物酶活性[9]。
其计算公式:E=O.D.(45-15)*2*总稀释倍数/样品质量(mg),E单位为△O.D./mg F.W./Min。
1.3.4.2过氧化物酶同工酶分析
用聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳技术分离POD同工酶[9]。
按7%的分离胶进行配制,先用刻度吸管准确地吸取30%Acr-0.8%Bis4.5ml和1M
Tris-HCl(pH8.8)15ml,再加入1%过硫酸铵溶液0.5ml和TEMED 20μl,摇匀后,将凝胶加入凝胶板模具内,上面加一水层,在25~30℃的地方进行聚胶,约1h。
浓缩胶按3%进行配制,吸去分离胶上层的水层,用刻度吸管准确吸取30%Acr-0.8%Bis 1.0ml和1M Tris-HCl(pH6.8)1.0ml,再加入重蒸水7.7ml加入1%过硫酸铵溶液0.5ml和TEMED 20μl,立即灌注隔层胶(凝胶板需要迅速加入蓖子),其中加一水层,约1h可聚合好。
样品制备:每克鲜样加3.0ml 0.1mol/L的磷酸缓冲液(pH=7.0),研磨,用纱布粗过滤,滤液离心:4000r/min,(0±2)℃,取上清液作供试酶液。
用10伏/厘米预电泳三分钟后,用微量进样器吸取样品液分别每管加入50微升。
染色:将脱下的凝胶,用去离子水冲洗凝胶板后,放入长方型白瓷盘中染色。
将配好的染色液倒入白瓷盘内凝胶板上,37℃保温30min,酶带呈紫红色。
取出漂洗后,7%醋酸中保存、照相。
参照全妙华[10]介绍的方法计算相对迁移率Rf 值,迁移率(Rf)=酶带迁移距离/溴酚蓝迁移距离。
并应用Vaughan[11]的方法计算酶谱距离(酶谱相似性系数),即酶谱距离=两分类群不相同酶带数/两分类群酶带总数,最后计算相似率。
1.3.5丙二醛含量的测定
称取样品1g,加入2ml 10%三氯乙酸(TCA)和少量石英砂,研磨至匀浆,再加8ml TCA进一步研磨,匀浆在4000×g离心10分钟,上清液为样品提取液。
吸取离心的上清液2ml(对照加2ml蒸馏水),加入2ml 0.6%硫代巴比妥酸(TBA)溶液,混匀物于沸水浴上反应15min,迅速冷却后再离心。
取上清液测定532nm、600nm和450nm波长下的吸光度。
计算公式如:MDA 的含量(nmol/g FW)=[6.45×(D532 nm- D600 nm)- 0.56×D450 nm]×提取液体积(mL)/组织鲜重
(g)。
式中光密度值为在532、450、600 nm的吸光度值[12]。
1.3.6可溶性糖含量的测定
将样品剪碎混匀,称取0.5g,取样3份。
分别放入3支刻度试管中,加入10ml 蒸馏水,塑料薄膜封口,于沸水中提取30min(提取2次),提取液过滤入50ml 容量瓶,吸取0.5ml样品液于20ml刻度试管中(重复2次),加蒸馏水1.5ml,加入0.5ml蒽酮乙酸乙酯试剂和5ml浓硫酸,充分振荡,立即将试管放入沸水浴中,逐管均准确保温1min,取出后自然冷却至室温,以空白作参比,在630nm波长下测其光密度,根据标准曲线回归方程求出糖的量。
标准曲线回归方程:y=0.0788x-0.0801。
按下式计算测试样品的糖含量,可溶性糖含量(%)=[(从回归方程求得糖的量/吸取样品液的体积)×提取液量×稀释倍数] /样品干重×103。
1.3.7脯氨酸含量的测定
在不同低温处理的每个重复中各取1段粗度较一致的枝条,煎碎混匀,称取0.5 g, 共3 份,分别加入3%的磺基水杨酸5 mL,在试管(用保鲜膜封口)中加热煮沸15 min。
冷却后吸取上清液2mL,加入2 mL 冰乙酸和3 mL茚三酮显色液, 再封口煮沸40 min。
然后加入5 mL甲苯,充分震荡,取上清液用722型分光光度计在520 nm处测吸光值,根据标准曲线计算脯氨酸含量[13]。
标准曲线回归方程:y=0.2449x+0.0551计算公式如:脯氨酸含量(μg/g)=[X×5/2]/样重(g)。
1.4数据统计分析
采用方差分析进行多重比较。
2 结果与分析
2.1不同砧木枝条的相对电导率的比较
表1.1不同砧木枝条的相对电导率方差分析表
Table 1.1Ddifferent rootstocks conductivity rate analysis of variance table
表1.2 不同砧木枝条的相对电导率显著性比较(LSD 法)
Table 1.2 Different branches of the relative conductivity rootstock significant comparison (LSD method)
砧木品种
相对电导度% 差异显著性
Ⅰ Ⅱ Ⅲ 平均值 α =0.05 α =0.01
莱阳矮樱桃 83.81 79.97 80.74 81.51 a A 四川砧木 76.99 81.91 69.96 76.29 ab A 毛樱桃 63.85 69.66 63.77 65.76 b A 考特(colt) 72.92 63.06 63.55 66.51 b B 马扎德 65.51 53.28 43.61 54.13 c B 北京砧木 52.13 44.33 45.88 47.45 c C
由表1.1可看出:不同品种枝条的相对电导率存在极显著差异性,其变化范围为81.85%-47.45%,进一步用LSD 法进行多重比较表明(表1.2),莱阳矮樱桃、四川砧木、考特(colt)与毛樱桃、马扎德、北京砧木的差异性极显著;莱阳矮樱桃和四川砧木没有显著差异性;四川砧木、毛樱桃和考特(colt)在同一水平;马扎德和北京砧木没有差异性。
据前人研究表明[14, 15, 16]先后用电导法测定苹果砧木抗寒性得到一致结果,试验均表明:经低温冷冻导电性越大的,细胞膜受到伤害越重,其抗寒力越弱,实验室测定结果与砧木田间越冬表现趋势一致,电导法可以成为抗寒性的一种可靠的鉴定方法[17]。
因此,供试的6个测试品种的抗寒性强弱依次为马扎德、北京砧木>四川砧木、毛樱桃、考特(colt)>l 莱阳矮樱桃。
2.2不同砧木枝条可溶性糖含量的比较
表2.1不同砧木枝条的可溶性糖方差分析表
Table 2.1 Different branches of the soluble sugar stock analysis of variance table 差异源 SS df
MS
F
F 0.05
F 0.01
不同砧木间 22.632 5 4.526 7.4469** 3.1059 5.06 各自砧木内
7.294 12 0.608 总计
29.926
17
表2.2不同砧木枝条的可溶性糖含量显著性比较(LSD 法)
Table 2.2 the different branches of the rootstock significantly soluble sugar content in comparison
砧木品种 可溶性糖含量mg/g FW
差异显著性 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 平均值
α =0.05 α =0.01 莱阳矮樱桃
8.143 7.859 7.778 7.927 a AB 四川砧木 6.235 6.052 6.133 6.140 b B 毛樱桃 5.676 5.108 5.108 5.297 b B 考特(colt)
6.793
6.600
5.778
6.390
b
B
差异源 SS df MS F F 0.05 F 0.01 不同砧木间 0.249 5 0.04972 13.557**
3.106 5.06 各自砧木内 0.044 12 0.00367
总计 0.293 17
马扎德8.559 8.336 6.366 7.754 ab AB
北京砧木9.057 6.935 9.361 8.451 a A 由表 2.1可看出:枝条的可溶性糖含量存在极显著差异性,其变化范围是2.297mg/g-8.451mg/g,进一步用LSD法进行多重比较表明(表2.2),北京砧木与四川砧木、毛樱桃、考特(colt)有极显著差异性;莱阳矮樱桃、马扎德、北京砧木差异性不显著;四川砧木、毛樱桃、考特(colt)在同一水平。
糖在植物抗寒生理中,可以提高细胞液浓度、降低冰点,可以缓和细胞质过度脱水,保持细胞不致遇冷凝固,从而提高植物抗寒性[18] ,可溶性糖含量越高,植物抗寒性越强[19, 20, 21, 22]。
因此,供试的6个砧木品种的抗寒性强弱不同,抗寒性依次为莱阳矮樱桃、马扎德、北京砧木>四川砧木、毛樱桃、考特(colt)。
2.3不同砧木枝条脯氨酸含量的比较
表3.1不同砧木枝条的脯氨酸含量方差分析表
Table 3.1 Different branches of the proline content of stock analysis of variance table
差异源SS df MS F F 0.05 F 0.01不同砧木间9.366 5 1.873 12.037** 4.387 8.750 各自砧木内0.934 6 0.156
总计10.299 11
表3.2不同砧木枝条的脯氨酸含量显著性比较(LSD法)
Table 3.2 Different branches of the proline content rootstock significant comparison
脯氨酸含量μg/gFW差异显著性砧木品种
ⅠⅡ平均值α=0.05 α=0.01 莱阳矮樱桃 4.040 4.918 4.479 a AB
四川砧木 4.816 4.878 4.847 a A
毛樱桃 4.081 4.714 4.398 a AB
考特(colt) 2.918 3.244 3.081 b B
马扎德 4.673 4.122 4.398 a AB
北京砧木 2.121 2.652 2.387 b B
由表 3.1可得出:枝条的脯氨酸含量存在极显著差异,其变化范围是2.387μg/g-4.847μg/g,进一步用LSD法进行多重比较表明(表3.2),可看出四川砧木与考特(colt)北京砧木差异性极显著;马扎德、莱阳矮樱桃、四川砧木、毛樱桃差异性不显著;北京砧木、考特(colt)在同一水平;脯氨酸常被认为是植物逆境下的产物[22]。
一般认为,低温胁迫往往伴随着脯氨酸含量的增加。
游离脯氨
酸能促进蛋白质的水合作用,它能维持细胞结构,调节渗透压,在低温胁迫时使植物具有一定抗性。
本试验中脯氨酸的积累与樱桃砧木的抗寒性有一定相关性。
因此,供试的6个砧木品种的抗寒性强弱不同,抗寒性依次为马扎德、莱阳矮樱桃、四川砧木、毛樱桃>北京砧木、考特(colt)。
2.4不同砧木枝条丙二醛含量的比较
表4.1不同砧木枝条的丙二醛含量方差分析表
Table 4.1 Different branches of the rootstock MDA analysis of variance table 差异源SS df MS F F0.05F0.01不同砧木间518.964 5 103.793 8.839** 3.10 5.06 各自砧木内140.913 12 11.743
总计659.878 17
表4.2不同砧木枝条的丙二醛含量显著性比较(LSD法) Table 4.2 Different branches of the rootstock MDA significant comparison
砧木品种
丙二醛含量μg/gFW差异显著性
ⅠⅡⅢ平均值α=0.05 α=0.01
莱阳矮樱桃17.809 13.136 15.918 15.621 c B
四川砧木11.712 20.436 21.591 17.913 bc B
毛樱桃26.077 24.967 30.087 27.044 ab A
考特(colt) 25.272 20.355 25.609 23.745 b A
马扎德18.342 13.821 19.087 17.083 c B
北京砧木25.995 31.644 32.175 29.938 a A 由表 4.1可看出:枝条的丙二醛含量存在极显著差异性,其变化范围是15.621μg/g-29.938μg/g,进一步用LSD法进行多重比较表明(表4.2),马扎德、四川砧木、莱阳矮樱桃与北京砧木、考特(colt)、毛樱桃差异性极显著;北京砧木和毛樱桃的丙二醛含量差异性不显著;四川砧木、考特(colt) 的丙二醛含量在同一水平;马扎德、莱阳矮樱桃的丙二醛含量没有差异性;许多研究认为,植物材料中的丙二醛含量可以用来评价植物的抗寒性[6]。
植物器官衰老或在逆境条件下往往发生膜脂过氧化作用,其产物丙二醛会严重损害生物膜。
通常利用它作膜脂过氧化指标,表示细胞膜脂过氧化程度及对逆境的强弱,丙二醛含量高说明植物抗寒性弱,反之,则抗寒性强[20,21]。
因此,供试的6个砧木品种的抗寒性强弱
不同,抗寒性依次为马扎德、莱阳矮樱桃>四川砧木和考特(colt)> 北京砧木和毛樱桃。
2.5不同砧木枝条超氧化物歧化酶(SOD)活性的比较
表5.1不同砧木枝条的SOD活性方差分析表
Table 5.1 Different stock branch SOD active variance analytical table 差异源SS df MS F F0.05F0.01
不同砧木间52344.37 5 10468.87 25.67** 3.10 5.06
各自砧木内4893.826 12 407.82
总计57238.2 17
表5.2不同砧木枝条的SOD活性显著性比较(LSD法)
Table 5.2 Different branches of the SOD activity of rootstock significant comparison
砧木品种
超氧化物歧化酶U/gFW 差异显著性
ⅠⅡⅢ平均值α=0.05 α=0.01
莱阳矮樱桃7.195 15.418 15.418 12.677 d C 四川砧木58.587 56.017 79.657 64.754 c BC 毛樱桃92.505 113.062 124.882 110.150 b B 考特(colt) 158.801 92.505 82.227 111.178 b B 马扎德140.814 169.593 163.940 158.116 a AB 北京砧木167.024 170.107 177.302 171.478 a A
由表 5.1可看出:枝条的SOD活性存在极显著差异性,其变化范围是12.677U/g-171.478U/g,进一步用LSD法进行多重比较表明(表5.2),北京砧木与考特(colt)、毛樱桃差异性极显著;考特(colt)、毛樱桃与莱阳矮樱桃存在显著差异性;马扎德、北京砧木差异性不显著;毛樱桃、考特(colt)在同一水平;四川砧木与莱阳矮樱桃差异性显著。
植物在遭受逆境条件下可以动员酶性与非酶性的防御系统使细胞免受氧化伤害。
SOD 是氧自由基代谢的第一个酶类,能催化超氧自由基(O2-)的歧化作用,形成O2和H2O2,从而消除超氧阴离子自由基,维持活性氧代谢的平衡,保护膜结构,因此SOD被认为是核心酶[23]。
因此,供试的6个砧木品种的抗寒性强弱不同,抗寒性依次为马扎德和北京砧木>考特(colt)、毛樱桃>四川砧木>莱阳矮樱桃。
2.6不同砧木枝条过氧化氢酶(CAT)活性的比较
表6.1不同砧木枝条的CAT活性方差分析表
Table 6.1Different branches of the CAT activity of stock analysis of variance table
差异源SS df MS F F0.05F0.01
不同砧木间131.527 5 26.305 6.564** 3.11 5.06
各自砧木内48.090 12 4.007
总计179.617 17
表6.2不同砧木枝条的CAT活性显著性比较(LSD法) Table 6.2 Different branches of the CAT activity of rootstock significant comparison
砧木品种
过氧化氢酶活性mgH2O2/gFW 差异显著性
ⅠⅡⅢ平均值α=0.05 α=0.01
莱阳矮樱桃8.16 6.8 5.44 6.80 b B
四川砧木8.16 5.44 6.80 6.80 b B
毛樱桃 5.44 8.16 10.88 8.16 b A
考特(colt) 2.72 6.8 5.44 4.99 b B
马扎德10.88 12.24 14.96 12.69 a A
北京砧木10.88 13.6 9.52 11.33 ab A
由表 6.1看出:枝条的CA T活性存在极显著差异性,其变化范围是4.987mgH2O2/g-12.693mgH2O2/g,进一步用LSD法进行多重比较表明(表6.2):北京砧木马扎德、毛樱桃与考特(colt)、四川砧木、莱阳矮樱桃差异性极显著;马扎德、北京砧木差异性不显著;毛樱桃、考特(colt)、四川砧木、莱阳矮樱桃在同一水平。
过氧化氢酶普遍存在于植物组织中,参与植物体内的各种生化过程。
可与黄素蛋白酶相伴,解除H2O2的毒害作用,稳定膜结构,改善膜功能,从而提高抗寒性[24]。
故过氧化氢酶活性提高,则抗寒性增强。
因此,供试的6个砧木品种的抗寒性强弱不同,抗寒性依次为马扎德和北京砧木>考特(colt)、毛樱桃、四川砧木、莱阳矮樱桃。
2.7不同砧木枝条过氧化物酶(POD)活性的比较
表7.1不同砧木枝条的POD活性方差分析表
Table 7.1 Different branches of the POD activity of stock analysis of variance table
差异源SS df MS F F0.05F0.01
不同砧木间0.36 5 0.072 8.084** 3.10 5.06
各自砧木内0.11 12 0.009
总计0.47 17
表7.2不同砧木枝条的POD活性显著性比较(LSD法)
Table 7.2Different branches of the POD activity rootstock significant comparison
砧木品种
过氧化物酶活性△O.D./mg/minFW 差异显著性
ⅠⅡⅢ平均值α=0.05 α=0.01
莱阳矮樱桃0.464 0.554 0.739 0.586 a A 四川砧木0.4256 0.496 0.451 0.458 ab AB 毛樱桃0.3648 0.317 0.621 0.434 ab AB 考特(colt) 0.336 0.301 0.387 0.341 b AB 马扎德0.0928 0.144 0.144 0.127 c B
北京砧木0.384 0.278 0.307 0.323 b B
由表7.1看出:枝条的POD活性存在极显著差异性,其变化范围是0.127△O.D./mg/min -0.586△O.D./mg/min,进一步用LSD法进行多重比较表明(表7.2):莱阳矮樱桃与马扎德北京砧木有极显著差异性;莱阳矮樱桃、四川砧木、毛樱桃差异性不显著;考特(colt)、北京砧木在同一水平与马扎德差异性显著。
POD同工酶与植物的抗旱、抗寒、抗盐、抗病等的抗逆性生理有关, 是植物保护酶系的重要保护酶之一。
逆境损伤是诱导POD同工酶的前提条件。
在逆境中POD同工酶的提高有利于清除活性氧,缓解不利因素对植物自身构成的威胁,从而达到保护的目的,所以POD酶的活性的高低可表明植物抗寒力的强弱[20, 21]。
因此,供试的6个砧木品种的抗寒性强弱不同,抗寒性依次为莱阳矮樱桃、四川砧木、毛樱桃>扦插colt、北京砧木>马扎德樱桃。
2.8大樱桃枝条POD同工酶电泳图谱分析
(A:四川砧木B:毛樱桃C:北京砧木D:考特(colt) E:马扎德F:莱阳矮樱桃) 图1低温胁迫后大樱桃枝条POD同工酶电泳图谱及示意图
Figure 1 Low-temperature stress Cherry branches POD isozyme electrophoresis patterns and schematic 将同工酶酶带以Rf为特征,记下各自的酶带数和迁移率,绘出相应的同工酶酶谱模式图(图1、图2) 。
酶带的强度(活性)则根据酶带谱颜色的深浅和宽度估定。
大樱桃枝条砧木的POD同工酶酶谱能显示出4~8条酶带,分布在 3 个区域(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ):其中Ⅰ区有3条着色深且宽大的酶带,材料间差异不大(C和E 除外)Rf为0.148-0.270,酶活性最强;Ⅱ区有1~4条,Rf为0.420-0.479,其中
B有一条带,且着色深;Ⅲ区有1~3 条,Rf为0.688-0.796,其中条带着色深浅不一,宽窄不一,材料间差异较大。
大樱桃砧木除了共同的Rf 为0.200和0.270 的标志带外,不同类型砧木的POD同工酶酶谱在质(酶带数目和迁移率)和量(酶的活性)上表现出不同程度的差异表明:6个供试砧木品种具有较强的酶活差异性,其中考特尤为突出。
(A:四川砧木B:毛樱桃C:北京砧木D:考特(colt) E:马扎德F:莱阳矮樱桃)图2常温下大樱桃枝条POD同工酶电泳图谱及示意图
Figure 2 Under room temperature the big cherry branches POD isozyme electrophoresis patterns
and schematic
表8.1低温胁迫后大樱桃枝条POD同工酶相对迁移率(Rf) Table 8.1 Low-temperature stress Cherry branches POD isozyme relative mobility (Rf)
品种 A B C D E F
Ⅰ1 0.151
Ⅰ2 0.160 0.160 0.160 0.160 0.160
Ⅰ3 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200
Ⅰ4 0.267 0.267 0.267 0.267 0.267 0.267
Ⅱ5 0.420 0.420
Ⅱ6 0.432
Ⅱ7 0.468 0.468 0.468
Ⅱ8 0.480
Ⅲ9 0.687 0.687 0.687 0.687 0.687
Ⅲ10 0.745 0.745 0.745 0.745 0.745
Ⅲ11 0.788
(A:四川砧木B:毛樱桃C:北京砧木D:考特(colt) E:马扎德F:莱阳矮樱桃)
表8.2常温下大樱桃枝条POD同工酶相对迁移率(Rf)
Table 8.2 Room temperature under the big cherry branches POD isozyme relative mobility (Rf) 品种 A B C D E F
Ⅰ1 0.148
Ⅰ2 0.159 0.159 0.159 0.159 0.159 Ⅰ3 0.201 0.201 0.201 0.201 0.201 0.201 Ⅰ4 0.270 0.270 0.270 0.270 0.270 0.270 Ⅱ5 0.420 0.420 Ⅱ6 0.432
Ⅱ7 0.466 0.466 Ⅱ8 0.479
Ⅲ9 0.688 0.688 0.688 0.688 0.688 Ⅲ10 0.744 0.744 0.744 0.744 0.744 Ⅲ11 0.796
(A:四川砧木B:毛樱桃C:北京砧木D:考特(colt) E:马扎德F:莱阳矮樱桃)
表8.3 POD酶谱的相似系数
Table 8.3 POD zymogram of the similarity coefficient
品种 A B C D E F
A 1
B 0.545 1
C 0.600 0.667 1
D 0.714 0.615 0.667 1
E 0.667 0.727 0.800 0.714 1
F 0.769 0.667 0.727 0.933 0.769 1 (A:四川砧木B:毛樱桃C:北京砧木D:考特(colt) E:马扎德F:莱阳矮樱桃)
3 讨论
抗寒性是植物重要的抗性指标之一,植物受到逆境胁迫后,其生理变化是错综复杂的,并受多种因素的综合影响,孤立的用某一指标表示这一复杂的生理过程,很难真实的反映植物的抗寒本质[25]。
因此,本试验通过对相对电导率、可溶性糖、脯氨酸、丙二醛含量与植物保护酶类(超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶)活性等8种指标的测定可以有效比较大樱桃砧木的抗寒性,电导率、可溶性糖、脯氨酸、丙二醛、SOD、CAT这6个指标测定出的结果基本一致,其中马扎德抗寒性是最好的,北京砧木、莱阳矮樱桃、毛樱桃次之,四川砧木和考特(colt)较弱,但是POD酶活结果显示,马扎德抗寒性最差;此外,考特(colt)在8
项测定指标中有7项表现抗寒性较差,然而在POD同工酶图谱分析结果显示,其抗寒性最好,引起以上不一致结果的原因有待进一步研究考证。
几种抗寒性的测定方法各有优缺点,与其他方法相比测定相对电导率比较简便,而植物保护类酶的测定比较繁琐,且酶容易失活,在测定过程中对环境和操作
步骤要求都特别高,但是保护酶类的测定更能准确和精确地从生理上反映出某个砧木品种的抗寒性。
可溶性糖的测定比脯氨酸和丙二醛的测定要简便些且稳定性强,因此,如果在生产中发现田间各砧木的抗寒性差异很大时,可以采用电导率法测定比较,这样既简便又可以节省费用;砧木间的抗寒性在田间看不出差异时,采用保护酶类的测定,结合可溶性糖一起测定,共同来评价其抗寒性。
如果条件允许,可以同时采用8个指标来测定不同品种的抗寒性。
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