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摘要 采用电导法，测定了2个中国山杨对照与10个中美山杨无性系枝条在不同低温处理后的电导率，以评价其抗寒性。结果表明：各无性系组织半致死温度在-45～38 ℃，其中中美山杨各无性系间抗寒性差异较大，抗寒性由强到弱依次为11（Gd42-1）>1（CK1）>2（CK2）>12（Id42-1）>8（Gd31-1）>10（Ca42-1）>3（Da31-1）>9（Gh32-2）>4（Dd51）>7（Id42-2）>6（Bd44-1）>5（If71-1），其中6号（Bd44-1）、7号（Id42-2）、5号（If71-1）品系在-40 ℃时电导率>50%，达到了组织半致死温度，因此这3个品系抗寒性较差，在极端温度-40 ℃容易死亡。
关键词 中美山杨；无性系；抗寒性；测定；评价
中图分类号 S792.114 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）14-0147-02
Determination and Evaluation of Cold Resistance of Populus davidiana×P.tremuloides Clones
LI Chun-ming
（Heilongjiang Forestry Research Institute，Harbin Heilongjiang 150081）
Abstract Used 2 populus davidiana clones and 10 Populus davidiana×P.tremuloidesclones as the experimental materials，the conductivity of dormantone-year-old cuttings which had been treated with different low temperature were determined by electro-conductivity gauge. Data of two indexes were treated with the singlefactor variance analysis and multiple comparison.Regression models were established about low temperature（T）to the conductivity of the clones.According to the results，the median lethal temperature of tissue of all clones was-45～38 ℃. The results showed that there were obvious differences among the clones of the ability of cold resistance.The order of the ability of cold resistance on 12 clones was 11（Gd42-1）>1（CK1）>2（CK2）>12（Id42-1）>8（Gd31-1）>10（Ca42-1）>3（Da31-1）>9（Gh32-2）>4（Dd51）>7（Id42-2）>6（Bd44-1）>5（If71-1）.
Key words Populus davidiana×P.tremuloides；Poplar clones；cold resistance；determination；evaluation
中美山杨（Populus davidiana×P.tremuloides）是以中国山杨（Populus davidiana）为母本，美洲山杨（Populus tremuloides）为父本，通过种间杂交获得。经过20余年选育研究，获得了一批中美山杨优良无性系，已在黑龙江省有小面积推广。由于黑龙江省地处我国北方高寒地区，如果考虑大面积推广应用中美山杨，品种的抗寒性是应该考虑的重要因素之一。
形态指标、理化指标、生化指标、代谢指标是评定林木抗寒性的主要指标[1]，其中形态指标多用于田间试验，理化指标、生化指标、代谢指标主要用于室内评定，尤其以理化指标——电导值最为常用[2-6]。本文通过测定中美山杨各无性系经不同低温处理后，植物细胞外渗液的电导值及组织半致死温度，来比较分析各无性系的抗寒性，探讨室内评定抗寒性的方法。
1 材料与方法
1.1 供试材料
序号1、2为中国山杨对照（CK1、CK2），序号3～12（Da31-1、Dd51、If71-1、Bd44-1、Id42-2、Gd31-1、Gh32-2、Ca42-1、Gd42-1、Id42-1）为中美山杨优良无性系。
1.2 试验仪器
DDS-11A型电导率仪，Thermo Scientific超低温冰箱，Sartorias laboratory电子天平。
1.3 试验方法
1.3.1 取样。于2014年12月初，在哈尔滨黑龙江省林科院院内中美山杨杂交种中试示范林中，在树冠中部，南侧选取对照与中美山杨当年生不同无性系健康枝条，均从顶梢向下截取60 cm，去掉干枯部分，清洗擦干后截成1 cm小段，用去离子水冲洗4～5次，吸干水分，各材料分别混匀后称样3 g置于80 mL刻度烧杯中，重复5次[7]。
1.3.2 低温、煮沸处理与测定。将盛放试样的烧杯分别置于 -10、-20、-25、-30、-40、-45 ℃超低温冰箱中低温处理24 h（±2 ℃），然后加去离子水30 mL，在4 ℃保温箱中保温浸提12 h，利用电导率仪测定电导值，以代表不同低温处理后的离体细胞电解质外渗值。测定结束后将原样品浸提液放入沸水浴中煮沸25 min，取出冷却30 min，按上述相同条件再测定，以获得组织细胞全部破坏后浸提液的电导率值（代表离体细胞电解质的总量），同时以自然条件（常温）下测定的电解质渗出率作为对照，测定方法、步骤同上[7]。计算公式如下： 电解质渗出率（电导率）（%）=（低温处理后电解质外渗液电导值/煮沸后电解质外渗液电导值）×100
2 结果与分析
由表1、图1可以看出，各品系在不同低温处理下电导率随温度的下降而上升，且各品系都有明显跃升阶段。在 -10 ℃时离体组织伤害较轻，而在-40 ℃时，电导率的差异幅度明显增大，表明离体组织已受到伤害，膜透性遭到一定破坏，细胞内的电解质大量外渗。如If71-1在-10 ℃时电解质渗出率为10.5%，-40 ℃处理时猛增为58.6%，是-10 ℃处理的5.58倍；Gd42-1在-10 ℃时电导率为10.8%，-40 ℃时增长为41.90%，是-10 ℃处理的3.88倍，这表明Gd42-1的抗寒性明显优于If71-1[7]。
对山杨进行冻害测试，当电导率>50%时，组织处于半致死状态，同一低温下电导率越大，其抗寒性越差。结果表明，12个品系的半致死温度在-45～-38 ℃，由图2、表2可以看出，12个品系在-40 ℃低温处理下的电导率均表现为总体差异显著。由表3可以看出，同一低温处理（-40 ℃）下，各品系之间存在抗寒性差异。试验结果表明，各品系的抗寒性由强到弱依次为11（Gd42-1）>1（CK1）>2（CK2）>12（Id42-1）>8（Gd31-1）>10（Ca42-1）>3（Da31-1）>9（Gh32-2）>4（Dd51）>7（Id42-2）>6（Bd44-1）>5（If71-1），其中6号（Bd44-1）、7号（Id42-2）、5号（If71-1）品系在-40 ℃时电导率>50%，达到了组织半致死温度，因此这3个品系在极端温度-40 ℃容易死亡。
3 结论与讨论
本研究中所涉及试验材料为中国山杨及以中国山杨为母本的杂交种中美山杨，中国山杨是本地适生树种，其抗寒能力较强，因此选择其作为对照。评价结果表明，12个无性系的半致死温度在-45～-38 ℃，各个无性系间存在显著差异，因此通过杂交，可为抗寒新品种提供巨大的选育空间。
不同低温处理下，中美山杨杂种各品系之间都存在着抗寒性差异。抗寒能力由强到弱依次为11（Gd42-1）>1（CK1）>2（CK2）>12（Id42-1）>8（Gd31-1）>10（Ca42-1）>3（Da31-1）>9（Gh32-2）>4（Dd51）>7（Id42-2）>6（Bd44-1）>5（If71-1）。其中，11号为中美山杨杂交种，其抗寒能力超过其母本中国山杨，因此，其在抗寒能力方面具有显著的杂种优势。另外，6号（Bd44-1）、7号（Id42-2）、5号（If71-1）品系在-40 ℃时电导率达到了组织半致死温度，因此这3个品系在极端温度-40 ℃容易死亡，在推广过程中应注意其推广范围的划定。
4 参考文献
[1] 王荣富. 植物抗寒指标的种类及其应用[J].植物生理学通讯，1987（3）：49-55.
[2] HU R H. Applied electro-conductivity gauge to study agriculture science-technology[J]. Foreign Agriculture Science-Technology，1984（4）：29-31.
[3] 杨敏生，王春花，裴保华.白杨杂种无性系的抗寒性[J].东北林业大学学报，1997，25（4）：20-23.
[4] 王毅，杨宏福，李树德.园艺植物冷害和抗冷性的研究[J]. 园艺学报，1994，21（3）：239-244.
[5] 令凡，焦健，李朝周，等.不同油橄榄品种对低温胁迫的生理响应及抗寒性综合评价[J]. 西北植物学报，2015，35（3）：508-515.
[6] 娄晓鸣，成海钟，周玉珍，等.电导法配合Logistic方程测定朱顶红的抗寒性[J]. 现代园林，2015，12（4）：278.
[7] 邢亚娟.中国山杨与美洲山杨杂交种新品系选育研究[D].哈尔滨：东北林业大学，2005.
关键词 中美山杨；无性系；抗寒性；测定；评价
中图分类号 S792.114 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）14-0147-02
Determination and Evaluation of Cold Resistance of Populus davidiana×P.tremuloides Clones
LI Chun-ming
（Heilongjiang Forestry Research Institute，Harbin Heilongjiang 150081）
Abstract Used 2 populus davidiana clones and 10 Populus davidiana×P.tremuloidesclones as the experimental materials，the conductivity of dormantone-year-old cuttings which had been treated with different low temperature were determined by electro-conductivity gauge. Data of two indexes were treated with the singlefactor variance analysis and multiple comparison.Regression models were established about low temperature（T）to the conductivity of the clones.According to the results，the median lethal temperature of tissue of all clones was-45～38 ℃. The results showed that there were obvious differences among the clones of the ability of cold resistance.The order of the ability of cold resistance on 12 clones was 11（Gd42-1）>1（CK1）>2（CK2）>12（Id42-1）>8（Gd31-1）>10（Ca42-1）>3（Da31-1）>9（Gh32-2）>4（Dd51）>7（Id42-2）>6（Bd44-1）>5（If71-1）.
Key words Populus davidiana×P.tremuloides；Poplar clones；cold resistance；determination；evaluation
中美山杨（Populus davidiana×P.tremuloides）是以中国山杨（Populus davidiana）为母本，美洲山杨（Populus tremuloides）为父本，通过种间杂交获得。经过20余年选育研究，获得了一批中美山杨优良无性系，已在黑龙江省有小面积推广。由于黑龙江省地处我国北方高寒地区，如果考虑大面积推广应用中美山杨，品种的抗寒性是应该考虑的重要因素之一。
形态指标、理化指标、生化指标、代谢指标是评定林木抗寒性的主要指标[1]，其中形态指标多用于田间试验，理化指标、生化指标、代谢指标主要用于室内评定，尤其以理化指标——电导值最为常用[2-6]。本文通过测定中美山杨各无性系经不同低温处理后，植物细胞外渗液的电导值及组织半致死温度，来比较分析各无性系的抗寒性，探讨室内评定抗寒性的方法。
1 材料与方法
1.1 供试材料
序号1、2为中国山杨对照（CK1、CK2），序号3～12（Da31-1、Dd51、If71-1、Bd44-1、Id42-2、Gd31-1、Gh32-2、Ca42-1、Gd42-1、Id42-1）为中美山杨优良无性系。
1.2 试验仪器
DDS-11A型电导率仪，Thermo Scientific超低温冰箱，Sartorias laboratory电子天平。
1.3 试验方法
1.3.1 取样。于2014年12月初，在哈尔滨黑龙江省林科院院内中美山杨杂交种中试示范林中，在树冠中部，南侧选取对照与中美山杨当年生不同无性系健康枝条，均从顶梢向下截取60 cm，去掉干枯部分，清洗擦干后截成1 cm小段，用去离子水冲洗4～5次，吸干水分，各材料分别混匀后称样3 g置于80 mL刻度烧杯中，重复5次[7]。
1.3.2 低温、煮沸处理与测定。将盛放试样的烧杯分别置于 -10、-20、-25、-30、-40、-45 ℃超低温冰箱中低温处理24 h（±2 ℃），然后加去离子水30 mL，在4 ℃保温箱中保温浸提12 h，利用电导率仪测定电导值，以代表不同低温处理后的离体细胞电解质外渗值。测定结束后将原样品浸提液放入沸水浴中煮沸25 min，取出冷却30 min，按上述相同条件再测定，以获得组织细胞全部破坏后浸提液的电导率值（代表离体细胞电解质的总量），同时以自然条件（常温）下测定的电解质渗出率作为对照，测定方法、步骤同上[7]。计算公式如下： 电解质渗出率（电导率）（%）=（低温处理后电解质外渗液电导值/煮沸后电解质外渗液电导值）×100
2 结果与分析
由表1、图1可以看出，各品系在不同低温处理下电导率随温度的下降而上升，且各品系都有明显跃升阶段。在 -10 ℃时离体组织伤害较轻，而在-40 ℃时，电导率的差异幅度明显增大，表明离体组织已受到伤害，膜透性遭到一定破坏，细胞内的电解质大量外渗。如If71-1在-10 ℃时电解质渗出率为10.5%，-40 ℃处理时猛增为58.6%，是-10 ℃处理的5.58倍；Gd42-1在-10 ℃时电导率为10.8%，-40 ℃时增长为41.90%，是-10 ℃处理的3.88倍，这表明Gd42-1的抗寒性明显优于If71-1[7]。
对山杨进行冻害测试，当电导率>50%时，组织处于半致死状态，同一低温下电导率越大，其抗寒性越差。结果表明，12个品系的半致死温度在-45～-38 ℃，由图2、表2可以看出，12个品系在-40 ℃低温处理下的电导率均表现为总体差异显著。由表3可以看出，同一低温处理（-40 ℃）下，各品系之间存在抗寒性差异。试验结果表明，各品系的抗寒性由强到弱依次为11（Gd42-1）>1（CK1）>2（CK2）>12（Id42-1）>8（Gd31-1）>10（Ca42-1）>3（Da31-1）>9（Gh32-2）>4（Dd51）>7（Id42-2）>6（Bd44-1）>5（If71-1），其中6号（Bd44-1）、7号（Id42-2）、5号（If71-1）品系在-40 ℃时电导率>50%，达到了组织半致死温度，因此这3个品系在极端温度-40 ℃容易死亡。
3 结论与讨论
本研究中所涉及试验材料为中国山杨及以中国山杨为母本的杂交种中美山杨，中国山杨是本地适生树种，其抗寒能力较强，因此选择其作为对照。评价结果表明，12个无性系的半致死温度在-45～-38 ℃，各个无性系间存在显著差异，因此通过杂交，可为抗寒新品种提供巨大的选育空间。
不同低温处理下，中美山杨杂种各品系之间都存在着抗寒性差异。抗寒能力由强到弱依次为11（Gd42-1）>1（CK1）>2（CK2）>12（Id42-1）>8（Gd31-1）>10（Ca42-1）>3（Da31-1）>9（Gh32-2）>4（Dd51）>7（Id42-2）>6（Bd44-1）>5（If71-1）。其中，11号为中美山杨杂交种，其抗寒能力超过其母本中国山杨，因此，其在抗寒能力方面具有显著的杂种优势。另外，6号（Bd44-1）、7号（Id42-2）、5号（If71-1）品系在-40 ℃时电导率达到了组织半致死温度，因此这3个品系在极端温度-40 ℃容易死亡，在推广过程中应注意其推广范围的划定。
4 参考文献
[1] 王荣富. 植物抗寒指标的种类及其应用[J].植物生理学通讯，1987（3）：49-55.
[2] HU R H. Applied electro-conductivity gauge to study agriculture science-technology[J]. Foreign Agriculture Science-Technology，1984（4）：29-31.
[3] 杨敏生，王春花，裴保华.白杨杂种无性系的抗寒性[J].东北林业大学学报，1997，25（4）：20-23.
[4] 王毅，杨宏福，李树德.园艺植物冷害和抗冷性的研究[J]. 园艺学报，1994，21（3）：239-244.
[5] 令凡，焦健，李朝周，等.不同油橄榄品种对低温胁迫的生理响应及抗寒性综合评价[J]. 西北植物学报，2015，35（3）：508-515.
[6] 娄晓鸣，成海钟，周玉珍，等.电导法配合Logistic方程测定朱顶红的抗寒性[J]. 现代园林，2015，12（4）：278.
[7] 邢亚娟.中国山杨与美洲山杨杂交种新品系选育研究[D].哈尔滨：东北林业大学，2005.