摘 要 以兰州大接杏、沙金红杏和串枝红杏为试材，利用人工模拟霜箱，对3个杏品种花器官的抗霜性进行了研究。结果表明：低温胁迫下，随着温度降低杏花器官褐变程度加剧，相对电导率增高，质膜透性增强，膜保护酶SOD、POD的活性在低温胁迫前期均逐渐升高，达到临界低温后，呈现下降的趋势。杏花器官抗霜性表现为花瓣>雄蕊>雌蕊，杏品种间抗霜性表现为兰州大接杏>沙金红杏>串枝红杏。
关键词 杏花器官 相对电导率 SOD酶 POD酶 抗霜性
杏是我国北方重要的经济树种，抗霜冻性一直是影响杏树栽培和分布的重要因素。普通杏品种花芽休眠期短，春季萌芽开花较早，易遭晚霜危害，造成减产[1-4]。为此，我们研究了低温胁迫对杏花器官电导率、SOD活性和POD活性的影响，探讨了杏花霜害的生理机制，以期为杏抗霜冻品种选育提供可靠的理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验材料取自山西省农业科学院果树研究所杏种质资源圃，杏品种为兰州大接杏、沙金红和串枝红，树龄8～16年生，行株距4 m×4 m。资源圃地为丘陵台地，四周无防护林，土壤为褐土，肥力中等。
1.2 试验方法
2006年3月底，剪取兰州大接杏、沙金红和串枝红树冠中上部东、西、南、北4个方向外围5～10 cm的大蕾期花枝，每个方向剪取20个果枝，每株树共取80个花枝，组成混合样。单株小区，3次重复。将采集的大蕾期花枝带回实验室进行人工冷冻处理，处理温度设0、-1、-2、-3、-4、-5 ℃等6个，以室温(20 ℃)为对照。各处理温度首先以19 ℃/小时的速度降温，降至4 ℃左右，再以2 ℃/小时的速度降温，降到预定处理温度后，保持30分钟。对低温处理过的杏花随机取样，测定花瓣、雄蕊、雌蕊的相对电导率，SOD、POD酶活性，观察褐变情况并统计褐变率[5]。
以花器官呈水浸状并变褐为受冻标准，用受冻花器官数与供试花器官总数的比值作为褐变率；采用电导仪测定电导率[6]；用氮蓝四唑(NBT)显色法测定超氧化物歧化酶(SOD)活性[7]；用愈创木酚比色法测定过氧化物酶(POD)活性[8]。每样品测定均设3次重复。
2 结果与分析
2.1 低温胁迫下3个杏品种花器官褐变情况
由表1可以看出，3个杏品种花器官的褐变率随着温度的降低而升高，不同杏品种花器官开始褐变的温度和褐变率明显不同。在-2 ℃及其以上温度时，兰州大接杏和沙金红的花器官均未发生褐变，串枝红雌蕊在-2 ℃时出现褐变；- 3 ℃时3个杏品种的花瓣、雄蕊、雌蕊均出现褐变，但3个杏品种花瓣褐变率明显小于雄蕊和雌蕊，兰州大接杏花器官的褐变率明显低于沙金红和串枝红。串枝红花器官在-3 ℃时褐变率急剧增加，-5 ℃处理时花瓣、雄蕊、雌蕊褐变率均达100%。受冻花的外部形态：在大蕾期，-3 ℃低温处理后，兰州大接杏花器官冻害较轻，表现为花瓣组织结冰变硬，花药呈水渍状，雌蕊呈浅褐色；串枝红受冻较重，表现为花瓣上有水渍状的条纹，甚至整个花瓣变成半透明状，花丝、花药变成褐色，子房整体变成黑色；沙金红介于二者之间，表现为花瓣组织结冰，雌蕊变成褐色，雄蕊呈浅褐色。
从花器官处理后褐变率的统计可知，杏花器官受害温度为-3～-5 ℃。3个品种花器官的抗霜性由强到弱的顺序为：兰州大接杏>沙金红>串枝红；同一品种不同花器官抗霜性由强到弱的顺序为花瓣>雄蕊>雌蕊。花器官处理后的褐变率的大小可作为杏花器官抗霜性鉴定的简便指标。
2.2 低温胁迫下3个杏品种花器官的相对电导率及其变化
从表2可以看出，兰州大接杏花器官的相对电导率，花瓣的在-3～-5 ℃剧增，雄蕊的在0～-1 ℃剧增，雌蕊的在0～-1 ℃剧增。沙金红花瓣相对电导率在-3～-5 ℃剧增，雄蕊的在0～-1 ℃剧增，雌蕊的在0～-1 ℃剧增。串枝红花瓣相对电导率在-3～-5 ℃剧增，雄蕊的在0～-1 ℃剧增，雌蕊的相对电导率在0 ℃已经很高，达到50%。综合0 ℃时相对电导率和相对电导率剧增的温度范围，可以推断出，杏花器官抗霜性顺序为：花瓣>雄蕊>雌蕊。3个杏品种中，兰州大接杏花器官抗霜性最强，其次为沙金红，串枝红抗霜性最差。
2.3 低温胁迫下3个杏品种花器官SOD酶活性及其变化
由表3可见，除兰州大接杏花瓣SOD酶活性随处理温度的降低而不断升高外，3个杏品种的其他花器官SOD酶活性均表现为在降低温度的过程中先升后降。在同一低温处理下，兰州大接杏花器官SOD酶活性均较沙金红和串枝红花器官高。在低温胁迫过程中，花器官SOD酶活性从大到小总的趋势是兰州大接杏>沙金红>串枝红。在供试的3个杏品种花器官中，均以花瓣SOD酶活性最高，兰州大接杏花瓣SOD酶活性随处理温度的降低而不断升高，而沙金红和串枝红花瓣SOD酶活性在-3 ℃时开始下降。3个杏品种的雄蕊与雌蕊SOD酶活性在-1 ℃左右都有不同程度下降。
2.4 低温胁迫下3个杏品种花器官POD酶活性及其变化
从表4可以看出，3个杏品种花瓣的POD酶活性随温度的降低不断升高；兰州大接杏雄蕊POD酶活性随温度的降低不断升高，而沙金红和串枝红2个杏品种雄蕊POD酶活性在温度降低的过程中先升后降；雌蕊POD酶活性则表现为先上升后下降。3个杏品种花器官POD酶活性大小表现为花瓣>雄蕊>雌蕊。在整个降温过程中，兰州大接杏花器官POD酶活性始终在3个杏品种中最高，沙金红次之，串枝红最低。
3 小结与讨论
综合3个杏品种花器官褐变率和相对电导率变化情况，3个杏品种花器官抗霜性由大到小的顺序为：兰州大接杏>沙金红>串枝红；同一品种不同花器官抗霜性由强到弱为：花瓣>雄蕊>雌蕊。这可能是因为雌蕊发育停止晚，水分含量高，所以极易受冻害。比较花器官出现褐变的温度范围与相对电导率剧增的温度范围，我们发现，相对电导率剧增的温度范围较褐变的温度范围较高。这表明，花器官受到低温伤害时，先表现膜受伤害，然后表现出症状。在确定受害的临界温度时，应以出现生理受害症状时的温度为宜。
自Mccord 和Fridorich 提出自由基伤害学说以来，人们发现生物处于逆境条件时，细胞内自由基产生和消除的平衡遭到破坏，而出现活性氧的积累。SOD 酶在好氧生物体内对防御活性氧伤害起重要作用，可专一清除超氧物阴离子自由基。本试验中，在低温胁迫下，杏花器官SOD酶活性呈现先升高后下降趋势，在低温胁迫初期，SOD酶活性的迅速上升，是杏花器官对外界环境胁迫产生的保护性应激反应，随低温胁迫温度的降低，SOD酶活性下降，表明低温胁迫对SOD酶产生伤害。POD是防止膜脂过氧化的主要酶，在低温胁迫时能够保持膜的完整性。SOD催化超氧阴离子分解生成的H2O2，激活了POD酶活性，促进POD活性的增强，从而共同维持较低细胞膜透性。
参考文献
1 王士谦，郭海军.关于杏树的抗寒调查.北方园艺，1994 (2)：48
2 王 飞，陈登文，李嘉瑞.杏花及幼果的抗寒性研究.西北植物学报，1995，15(2)：133-137
3 冯东仁.杏树良种耐寒性研究.北方园艺，1994 (6)：29-30
4Suranyz D.Hormonal control of frost injuries on apricot trees.Acta Horticulturae，1991，293(1)：341-344
5 杨建民，孟庆瑞，彭伟秀，等.冰核细菌对杏花器官抗寒性的影响.园艺学报，2002，29(1)：20-24
6 荆家海.植物生理学.西安：科学技术出版社，1994
7 季 成，王崇效，余叔文.凤眼莲超氧物歧化酶活性与抗寒性的关系.植物生理学报，1989，15(2)：133-137
8 刘祖琪.植物抗性生理学.北京：中国农业出版社，1994
9 杨建民，李艳华，杨敏生，等.几个仁用杏品种抗寒性比较研究.中国农业科学，1999，32(1)：46-50