新疆野苹果抗寒生理生化机制研究

【目的】确定与新疆野苹果抗寒性紧密相关的生理学指标,为揭示其抗寒性表达的生理机制提供理论依据。【方法】在新疆野苹果中选取抗寒性相对强的种下类型小黄酸野苹果和抗寒性相对弱的种下类型香酸野苹果的1年生枝条为研究材料,分别在其自然越冬时期的休眠前期、休眠期、解除休眠期测定其相对电导率(REC)、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性等抗寒生理指标,并通过显著性分析、主成分分析对其各项生理指标进行综合评价。【结果】自然越冬过程中不同时期小黄酸野苹果的电导率始终低于香酸野苹果的,其电导率均在解除休眠期达到最大值,其中小黄酸野苹果电导率最大值为0.37,香酸野苹果的为0.39;小黄酸野苹果电导率的最小值(0.28)出现在休眠期,香酸野苹果电导率的最小值(0.32)出现在休眠前期。可溶性蛋白含量、可溶性糖含量和POD活性总体均呈先升高后降低的变化趋势,且其最大值均出现在休眠期;小黄酸野苹果的可溶性蛋白含量最小值(1.41 mg/g)出现在解除休眠期,显著低于香酸野苹果的最小值(1.69 mg/g);小黄酸野苹果可溶性糖含量在休眠期的最大峰值为5.22%,显著低于香酸野苹果的5.63%;小黄酸野苹果POD活性的最大值为188.23 U/(g·min),远小于香酸野苹果POD活性的最大值295.17 U/(g·min);小黄酸野苹果POD活性在休眠前期出现的最小值为47.53 U/(g·min),显著小于香酸野苹果POD活性的最小值86.27 U/(g·min)。在引种资源圃中,小黄酸野苹果的丙二醛含量最大值出现在休眠前期,为20.36μmol/g,其最小值出现在解除休眠期,为5.36μmol/g;香酸野苹果的丙二醛含量最大值出现在休眠前期,为19.54μmol/g,其最小值出现在休眠期,为4.30μmol/g。游离脯氨酸含量和SOD活性总体均呈先降低后升高的变化趋势,小黄酸野苹果和香酸野苹果均在休眠期达到最小值,均在解除休眠期达到最大值;其中,小黄酸野苹果SOD活性的最小值为47.10 U/(g·h),显著高于香酸野苹果的最小值44.98U/(g·h);小黄酸野苹果游离脯氨酸含量的最小值为55.74μg/g,极显著大于香酸野苹果的最小值33.89μg/g;小黄酸野苹果游离脯氨酸含量的最大值为146.49μg/g,极显著小于香酸野苹果的最大值357.47μg/g。【结论】通过主成分分析可知,超氧化物歧化酶SOD活性、脯氨酸含量、相对电导率均可作为其抗寒性的主要测定指标。由所测数据初步推断出,脯氨酸、POD、可溶性糖在小黄酸野苹果休眠前期,脯氨酸、SOD、POD、丙二醛在其休眠期,脯氨酸、可溶性蛋白、POD、丙二醛在其解除休眠期的抗寒中均发挥着主要作用。