42 份橡膠樹種質資源的耐寒性比較

李小琴，張鳳良*，吳 裕，毛常麗，楊 湉，趙 祺

（1.云南省熱帶作物科學研究所，云南景洪 666100；2.西雙版納云墾澳洲堅果科技開發有限公司，云南景洪 666100）

橡膠樹（Hevea brasiliensis）原產于高溫、高濕、靜風的亞馬遜河流域熱帶雨林［1］，適宜生長溫度為20～30℃。當溫度低于15℃時，橡膠樹生長基本停止；低于5℃時，會出現枝枯、莖枯、爆皮等寒害癥狀；低于0℃時，受寒嚴重，甚至死亡［2-4］。我國自上個世紀50 年代植膠以來，冬季寒潮低溫對橡膠樹的危害不時發生，1961 年起至今我國一直在開展橡膠樹抗寒高產選育種工作［5］。開展此項工作首先面對的問題是如何鑒定橡膠樹抗寒力，目前最常用的室內抗寒鑒定方法為電導法，該方法具有應用廣泛、簡便、結果顯著等特點［6-11］。本研究選用橡膠樹對低溫傷害表現最直觀的樹皮組織作為材料，在同一低溫處理下設置不同處理時長，測定42 份橡膠樹魏克漢種質資源樹皮組織在低溫脅迫后的相對電導率，結合樹皮厚度，對持續低溫下橡膠樹種質的耐寒力進行鑒定評價，旨在短期內篩選出耐寒力強的橡膠樹種質資源，同時為加快橡膠樹抗寒性選育種、降低選育種成本提供一定理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

選用“農業部景洪橡膠樹種質資源圃”苗圃地內42 份橡膠樹魏克漢種質資源一年生嫁接無性系作為試驗材料。所有苗木均為2020 年采集芽條，以GT1 開放授粉實生苗為砧木芽接繁殖成無性系，并于2021 年4 月鋸干，按株行距0.6 m×0.8 m 育苗保留。苗圃地按照常規育苗管理，苗木生長良好。試驗于2022 年2 月下旬進行，每個無性系選取長勢基本一致的由頂部向下第三個葉蓬所在的枝條（生長狀態處于半木質化）作為材料。

1.2 方法

1.2.1 樣品采集及低溫處理方法

每份橡膠樹種質選取3 株長勢均勻且健康的植株進行采樣及編號，采集好的枝條隨即放到便攜式冷藏箱內。帶回實驗室后先用洗潔精將枝條上的雜質快速清洗干凈，再用雙蒸水沖洗干凈后吸干水分，隨即測定枝條韌皮部的相對電導率及樹皮厚度。

將所有取過樣的枝條放入設定溫度為-2℃的人工低溫培養箱內，按照低溫處理時間設置5 個時間梯度：8 h、16 h、18 h、21 h 和24 h。為保證取樣的相對一致性，所有處理均用同一批枝條，每個處理設3 個重復，以未經處理的作為對照。

1.2.2 相對電導率及樹皮厚度測定方法

相對電導率測定：取樣時注意避開枝條上的芽眼，用美工刀準確裁取0.5 cm×1.0 cm 的小方塊樹皮，同一時間處理的每個無性系共裁取6 個小片，一個試管中放入2 片，加入超純水20 mL，蓋上試管蓋后混合均勻，室溫放置24 h，期間注意搖勻數次。采用SG3-ELK 型便攜式電導率儀測出浸提液的初始電導值（E1），再蓋上試管蓋放入沸水浴，煮沸0.5 h 取出，冷卻至室溫測其終電導值（E2），同時測出雙蒸水的電導值（E0）。按以下計算公式計算出相對電導率：

相對電導率REC（%）=（E1－E0）/（E2－E0）×100%

樹皮厚度測量：從枝條中部裁取小塊樹皮，用游標卡尺測量樹皮厚度，重復3 次，測量時避開芽眼。

1.2.3 數據分析

采用Excel 2003 對試驗數據進行整理，用SPSS 23.0 對數據進行非線性回歸擬合、相關性及聚類分析。按Logistic 方程Y=K/(1+ae-bt) 進行非線性回歸擬合，其中：Y為低溫處理下的橡膠樹組織相對電導率，t為處理時間，K、a、b 為參數，K 為Y的最大極限值。由擬合出的方程計算出當Y為50%時對應的時間t值，即為橡膠樹枝條樹皮組織半致死時間LT50。半致死時間越長，該樹種耐寒性越強。

2 結果與分析

2.1 相對電導率變化情況及耐寒性比較

所測42 份種質相對電導率的變化情況詳見表1，-2℃低溫下，隨著低溫處理時間的延長，橡膠樹樹皮組織細胞的膜透性增大，電解質滲透率隨之增加，相對電導率呈不同程度的“S”型上升趨勢。在8 h 時，相對電導率均值為32.79%，與對照相比，相對電導率值增加了6.08 個百分點，受寒害程度較??；16 h 時，已有6 份種質（占總種質14.28%）相對電導率超過50%，其中最大的已達到82.00%（64 號種質），說明這6 份種質的耐寒性表現最差；在18 h 時，相對電導率均值為49.89%，已接近50%，且21 h 時，有17 份種質相對電導率超過50%，18～21 h 時間段為多數種質的耐寒能力敏感期；在24 h 時，40 份種質的相對電導率已超過50%，且均值已高達85.02%，表現出對此低溫時長的極不耐受，僅19 號（44.13%）和20 號（49.28%）種質表現出較強的耐寒能力。

表1 42份橡膠樹種質持續低溫處理下相對電導率變化、耐寒性及樹皮厚度比較

根據Logistic 方程Y=K/(1+ae-bt) 進行擬合，對橡膠樹枝條半致死時間（LT50）進行計算（表1）,42 份種質的半致死時間變幅為9.34～30.49 h，變幅較大；Logistic 方程擬合度R2均值為0.800，擬合效果較好；半致死時間均值為17.76 h，半致死時間高于18 h 的種質有15 份，此時間點進行耐寒性種質篩選的入選率為35.71%；高于21 h 的有6 份種質，占比為14.29%。

2.2 各指標間相關性分析

對42 份橡膠樹種質資源的不同低溫處理時長下的相對電導率與半致死時間、樹皮厚度進行相關性分析（表2）可知：-2℃低溫下，持續處理16 h、18 h 及21 h 三個時間段的相對電導率值均互相呈極顯著（P＜0.01）正相關；半致死時間與5個不同處理時間段的相對電導率均呈極顯著負相關，相關系數最大的是21 h 的；由表1 可知，所測42 份種質的樹皮厚度在0.47～0.92 mm，變幅較大，均值0.66 mm，樹皮厚度與半致死時間呈顯著（P＜0.05）正相關，說明樹皮越厚，可能半致死時間越長；而與處理24 h 的相對電導率值呈顯著負相關，表明樹皮越厚可能對低溫的耐受性更強。

表2 各低溫處理時長下的相對電導率與半致死時間、樹皮厚度之間的相關性分析

2.3 耐寒性聚類分析

根據42 份橡膠樹種質資源的半致死時間，利用歐式距離（Euclidean distance）法進行聚類分析結果見圖1。聚類結果表明，當聚類閾值在5 左右的位置時，可將42 份種質資源聚類成3 大組。其中第一組包含34 份種質，占比最大（80.95%），結合表1 可知，該組的特點是耐寒性中等，該組下又可以劃分為2 個小組，耐寒性中上的有8 份，占總群體的19.05%，中下的有26 份，占總群體的45.24%，耐寒性較強的種質占比相對較少。第2大組包含6 份種質資源，耐寒性最差。第3 大組僅2 份種質，耐寒性最強，占比僅4.76%。

圖1 42份橡膠樹種質資源耐寒性聚類圖

3 小結

本試驗通過同一低溫下不同時長處理，對42份橡膠樹魏克漢種質資源進行耐寒性比較，隨著處理時間的延長，各無性系枝條組織相對電導率呈“S”型變化趨勢。當處理時間為18 h 時，相對電導率的均值已近50%，整體開始表現對低溫的不耐受性，與本課題組之前結果（選用4 個品種進行室內抗寒性測定，結果為以-2℃低溫處理15 h的條件快速鑒定橡膠樹種質抗寒性［12］）存在一些差異，有待進一步探索驗證。

不同無性系的樹皮厚度變幅較大，且與半致死時間呈顯著正相關，樹皮厚度越厚，耐寒性表現越強，與本課題組之前的研究結果相符［8］，進一步說明在抗寒鑒定時可將樹皮厚度列為表觀形態篩選指標。

42 份種質的半致死時間在9.34～30.49 h，各無性系間差異較大，均值為17.76 h，半致死時間高于18 h 的種質有15 份，占總群體的35.71%。從半致死時間的聚類分析來看，耐寒性表現最強的一組僅2 份種質，分別是170 號和189 號；耐寒性最差的有6 份；耐寒性中下等的無性系占比最多，占45.24%。從聚類占比可知，總群體中耐寒性強的種質相對偏少?？紤]到橡膠樹對低溫脅迫時間段表現出的敏感性，根據本試驗結果，可選取在-2℃低溫下處理18～21 h 來快速篩選出耐寒性較強的種質。

在同一低溫、不同處理時長條件下對大批量的橡膠樹種質資源進行耐寒性鑒定具有省時省力、操作性強等特點。本研究僅對一年生苗期的耐寒性進行鑒定，后期可探討將此方法進一步運用于橡膠樹不同林齡的抗寒鑒定上，為縮短抗寒種質鑒定時間及提高鑒定準確性提供理論依據。