不同品種桑樹枝條在低溫脅迫下的生理生化響應

楊凝薇 王麗 文海朝 劉炳響 李紅姣

摘 要：【目的】了解河北省保定地區不同桑樹品種的抗寒特性，為選育桑樹品種以及提高其經濟效益與促進其產業發展提供參考?！痉椒ā恳院颖笔”６ǖ貐^的27 個桑樹品種的1 年生枝條為試驗材料，分別在0、-5、-10、-15、-20、-25、-30 ℃的目標低溫下處理12 h，之后對其生理生化指標進行測定，計算半致死溫度，并利用隸屬函數法對不同品種桑樹的抗寒能力進行綜合評價?！窘Y果】在低溫脅迫下，隨著溫度的降低，桑樹枝條的超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）的活性與可溶性蛋白、游離脯氨酸的含量，總體呈現先升高、后降低的趨勢；可溶性糖與丙二醛（MDA）含量隨著溫度降低總體呈現先上升、后下降、再上升的趨勢?？寡趸傅幕钚栽?15 ℃或者-20 ℃時最高，滲透調節物質在-20 ℃或-30 ℃時含量最高。相對電導率隨著溫度的降低呈現一直升高的趨勢，各品種桑樹枝條的半致死溫度為-22.456 ～ -14.071 ℃，其中抗寒性強的品種‘大馬牙‘中桑5801等的相對電導率和半致死溫度較低。各品種桑樹的抗寒能力由強到弱依次為‘大馬牙‘綠葚子一‘中桑5801‘農桑14‘荷蘭?！鹕?02‘日本果?！F葉黃魯‘大碗?！t瑪瑙‘蘇白葚‘大10‘大白鵝‘江米果?！羁h黃魯‘綠葚子‘天全10 號‘冀桂花‘紅果1 號‘831A‘紅果4 號‘白葚2 號‘黑桑葚‘句葚‘白葚?！谡渲椤“座Z?！窘Y論】不同桑樹品種在低溫脅迫下的響應有所不同，抗寒性強的品種可以通過提高抗氧化酶活性來維持細胞內的代謝平衡，滲透調節物質含量在處理后期也保持較高的水平，降低了由膜透性增強造成的損害?！篑R牙‘綠葚子一‘中桑5801等品種的抗寒性較強，可以在河北保定地區進行推廣栽植。

關鍵詞：桑樹枝條；低溫脅迫；生理生化；隸屬函數法

中圖分類號：S601 文獻標志碼：A 文章編號：1003—8981（2023）03—0136—14

桑樹Morus alba 是?？芃oraceae 桑屬Morus的落葉喬木，桑葉和桑果被列入“藥食同源”目錄之中[1]。其葉片含有的多種活性成分，例如多酚、生物堿、黃酮等，具有預防衰老以及抗病毒等功效，有“人參熱補，桑葉清補”的美譽[2]。桑果中含有的多種營養成分，具有補腎養心、強肝益血、降低血糖以及防止動脈硬化等食療和醫療保健功能。低溫對植物在自然界的生存有著較大的影響，植物的地理分布以及生產率均會被低溫限制[3-4]。受到低溫脅迫后，植物體內各種氧化代謝活動會受到一定的阻礙甚至失調[5]。植物體內的保護酶以及滲透調節物質，能夠在抵御惡劣的氣候條件時發揮重要作用[6]。植物受到低溫脅迫時，其體內會迅速合成并積累小分子滲透調節物質，以維持細胞滲透勢平衡，保證植物的正常生長發育。保護酶系統可有效清除非生物脅迫下積累的活性氧，防止活性氧對細胞造成不可逆破壞[7]?？扇苄缘鞍着c可溶性糖能夠使植物細胞保持一定的含水量，來維持滲透平衡[8]。細胞外滲液的電導值變化可反映植物細胞的受損程度，測定電解質外滲量的電導法在植物的抗寒性鑒定中應用比較廣泛[9]。通過采用相對電導率擬合出Logistic 方程，可以計算得出植物的半致死溫度，該方法已在多種植物的抗寒性研究中被廣泛應用。姜楠南等[10] 采用該方法計算得出不同女貞1 年生枝條的半致死溫度。Wang 等[11] 采用該方法計算得出不同蘋果砧木1 年生枝條的半致死溫度以及相關生理指標，最終篩選出抗寒能力較強的砧木品種。

近年來，隨著大力推廣栽培，桑樹的品種越來越多。不同桑樹品種間的抗寒性存在差異，遭遇低溫時，抗寒差的品種不僅會出現凍害抽條、頂梢枯死等現象，甚至樹體發育、制茶桑葉品質以及果實產量等會受到影響。因此全面研究不同桑樹品種間的抗寒特性尤為重要。Chen 等[12] 對抗寒能力具有差異的桑樹品種進行了研究，結果表明耐寒品種葉片的不飽和脂肪酸含量、SOD 活性以及分子伴侶mAKR2A 表達量的增加均高于不耐寒品種，該分子伴侶的增加能夠維持和促進抗寒品種中低溫相關蛋白的表達。Pi 等[13] 對低溫脅迫下的桑樹葉片進行了生理和磷蛋白組學分析，在磷酸化水平上探討了桑樹的低溫響應和防御機制。楊梅[14] 對15 個果桑品種進行了抗寒性研究，將其1 年生枝條在0、-10、-20 ℃的冰箱中進行處理，測定其生理指標，最后通過綜合分析得出抗寒等級。許楠等[15] 經研究發現，桑樹幼苗經低溫鍛煉之后，其葉片中滲透調節物質含量以及抗壞血酸過氧化物酶活性明顯高于對照，說明其在抗寒性方面發揮著重要作用。

本研究中以27 個桑樹品種的1 年生枝條為試驗材料，在人工低溫脅迫條件下，測定不同品種桑樹的生理生化指標，計算半致死溫度，并利用隸屬函數法對其抗寒能力進行綜合評價，以期明確不同品種桑樹在低溫脅迫下的耐寒能力，挑選出適合河北省當地氣溫條件的優良品種，為桑樹的選育栽培以及產業發展提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于河北農業大學桑樹種質資源圃。該地區屬暖溫帶大陸性季風氣候。年平均氣溫13.4 ℃，最高溫43.0 ℃，最低溫-20.0 ℃，溫度最低的月份為12 月，日均最高為3 ℃，日均最低為-10 ℃。無霜期165 ～ 210 d，年降水量為498.9 mm，年平均降水日為68 d。試驗地土壤為壤土，肥力中等，建有完善的灌溉與排水系統，栽培管理措施均一致。資源圃桑樹種植密度1.5 m×3.0 m。

1.2 試驗材料

2018 年春季，在‘紅果2 號實生苗上進行嫁接，接穗品種的收集地如表1 所示。除3 個品種引自氣溫較高的廣東省外，其他收集地近5 年的氣溫與試驗地相差不大，所測定的生理指標與試材本身的溫度適應特征具有一致性。2019、2020 年（春季萌芽前）進行主干整形修剪。2021年12 月15 日，植株處于深度休眠狀態時，采集27 個桑樹品種的1 年生枝條作為試驗材料。每個品種選取3 株生長勢一致的桑樹，樹高約為2 m，地徑約為7 cm，每株樹在東南西北4 個方位分別采集4 ～ 6 根1 年生枝條，要求生長健壯且無病蟲傷害，直徑為0.6 ～ 0.8 cm，長100 ～ 110 cm。用自封袋包好采集的樣品，貼上相應品種名的標簽，立即裝入冰盒，帶回實驗室進行低溫處理。

1.3 試驗設計

將各品種的枝條樣品切成20 cm 的長段，均勻分為7 組，每組9 段。兩端切口用石蠟包封，用蒸餾水徹底沖洗之后使用干凈的紗布包好，裝入貼好對應品種名的塑封袋內，放入低溫冰箱進行人工低溫脅迫處理。將處理溫度設定為0、-5、-10、-15、-20、-25、-30 ℃。當溫度達到設定溫度并保持12 h 后，將樣品從冰箱中取出并在0 ℃放置8 h 解凍，室溫放置12 h 后進行抗寒性相關生理指標測定。

1.4 指標測定

過氧化氫酶（CAT）活性采用過氧化氫法測定；超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍四唑（NBT）光還原法測定；過氧化物酶（POD）活性采用愈創木酚法測定?？扇苄蕴呛坎捎幂焱y定；可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍法測定；游離脯氨酸含量采用酸性茚三酮法測定；丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸（TBA）法測定[16]。相對電導率參考文獻[17] 中的方法（略有改動）使用DDS-307A 型電導儀測定。

1.5 數據處理及分析

半致死溫度采用Logistic 方程進行計算[18]。采用隸屬函數法[19] 進行抗寒能力的評定。其中：與抗寒性正相關的指標采用公式U（Xi）=（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin）；與抗寒性負相關的指標采用公式U（Xi）=1-（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin）。式中：U（Xi） 表示i 指標的隸屬函數值；Xi 表示i 指標測定值；Xmax 和Xmin 分別表示i 指標的最大值與最小值。

使用Excel 2016 軟件進行數據處理匯總，使用SPSS 19.0 軟件進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 低溫脅迫對電導率及半致死溫度的影響

在人工低溫脅迫下各品種桑樹枝條的相對電導率變化如圖1 所示，均隨著脅迫溫度的降低呈現上升的趨勢，均在-30 ℃時相對電導率最高，且與-25 ℃時無顯著性差異（P ＞ 0.05），但均顯著高于0 ℃時的相對電導率（P ＜ 0.05）。-30 ℃時的相對電導率與0 ℃時相比，增幅為108.3% ～197.6%。說明隨著溫度的降低細胞膜的損傷加重，低溫使得細胞膜透性增大，進而導致相對電導率增加。

根據枝條的相對電導率，擬合出Logistic 方程，并且根據參數a、b 值計算出半致死溫度。各品種桑樹枝條相對電導率的Logistic 方程與半致死溫度如表2 所示，可以看出擬合度（R2）為0.937 ～ 0.981，表明供試材料的相對電導率變化符合Logistic 方程的變化規律，且擬合度較好。各品種枝條的半致死溫度為-22.456 ～ -14.071 ℃?！猩?801‘蘇白葚‘大馬牙‘江米果?！焦鸹ā商m?！F葉黃魯‘綠葚子一等品種的半致死溫度均較低，為-22.5 ～ -19.1 ℃?！漭亍“座Z‘紅果4 號‘831A‘天全10號‘黑珍珠‘紅果1 號‘黑桑葚‘紅瑪瑙的半致死溫度均較高，為-14.0 ～ 16.9 ℃。

2.2 低溫脅迫對SOD 活性的影響

在低溫條件下，SOD 會被活性氧誘導產生，能夠維持活性氧代謝平衡，對機體起保護作用，與植物的抗寒性密切相關[20]。在人工低溫脅迫期間，隨著溫度降低，不同品種桑樹枝條的SOD 活性如圖2 所示，‘大白鵝‘黑桑葚‘紅瑪瑙‘句葚的SOD 活性呈現降、升、降的趨勢，其他品種的SOD 活性總體均呈現先升后降的趨勢?！篑R牙‘天全10 號‘句葚‘中桑5801‘綠葚子‘深縣黃魯‘荷蘭桑和‘大10等的SOD 活性隨著溫度的變化較為穩定，SOD 活性變化幅度較小，在-5、-10、-15、-20 ℃處理間無顯著差異（P ＞ 0.05）。

少部分品種桑樹枝條的SOD 活性隨著溫度由0 ℃下降到-5 ℃會出現短暫的下降趨勢，可能是低溫處理初始時的不適應所導致，在經歷短時間的抗寒鍛煉以后，隨著溫度的降低，SOD 活性呈現增高的趨勢。大部分品種的SOD 活性在-15 ℃時最高，枝條中SOD 活性最高的品種為‘大碗桑，達55.625 U/（min·g），活性最低的為‘紅瑪瑙， 為39.569 U/（min·g）。與0 ℃ 處理相比，SOD 活性增幅最大的品種為‘紅果4 號，增長了154.3%，降幅最大的品種為‘紅瑪瑙，降低了23.7%。之后隨著處理溫度的進一步下降，SOD活性呈現降低的趨勢，這說明過低的溫度使其抗氧化系統遭到損害，超出了SOD 的作用能力范圍，抗寒性減弱。

2.3 低溫脅迫對POD 活性的影響

POD 是植物體中活性較高的酶，其主要作用是催化分解，使其底物氧化產生過氧化物，與其他保護酶一起清除自由基。不同低溫條件下各品種桑樹枝條的POD 活性如圖3 所示，可以看出，‘大馬牙‘大白鵝‘日本桑樹‘白葚?！商m?！r桑14的POD 活性隨著溫度的持續降低呈現先升后降的趨勢。其他品種的POD 活性在溫度開始降低的時候出現短暫的下降趨勢，之后隨著溫度的降低呈現先升后降的趨勢?！篑R牙在-20 ℃處理時的POD 活性顯著高于其他溫度處理（P ＜ 0.05）。其他大部分品種的POD 活性在-15 ℃處理時顯著高于其他溫度（P ＜ 0.05）?！r桑14 的POD 活性在0、-5、-10、-15、-20、-25 ℃低溫脅迫下處于穩定狀態，均無顯著差異（P ＞ 0.05）。在-15 ℃ 時， 枝條中POD 活性最高的品種為‘ 天全10 號， 其POD 活性為36.212 U/（min·g），活性最低的為‘黑珍珠，其POD 活性為13.833 U/（min·g）。與0 ℃處理相比，POD 活性增幅最大的品種為‘大馬牙，增長了140.4%，降幅最大的品種為‘紅瑪瑙，降低了29.4%。部分品種桑樹枝條的POD 活性在低溫脅迫始期呈現下降的趨勢，在經過一段時間的低溫鍛煉之后，其POD 活性隨著溫度的下降呈現上升的趨勢，來抵御低溫所帶來的傷害。隨著溫度的持續下降，POD 活性達到臨界值，此后POD 活性不再增加。

2.4 低溫脅迫對CAT 活性的影響

CAT 屬于重要的抗氧化酶，在植物體的抗寒體系中起著重要的作用[21]。不同低溫條件下各品種桑樹枝條的CAT 活性如圖4 所示，‘大馬牙‘黑珍珠‘蘇白葚‘小白鵝‘紅果4 號‘白葚2 號‘句葚‘甜桑202‘白葚?！F葉黃魯‘紅果1 號‘荷蘭桑的CAT 活性隨著溫度的降低，呈現先升后降的趨勢。其他品種的CAT 活性，隨著脅迫溫度的降低呈現降、升、降的趨勢。

大部分品種的CAT 活性在-15 ℃處理時最高，顯著高于其他溫度處理（P ＜ 0.05）。-15 ℃時，枝條中CAT 活性最高的品種為‘天全10 號，CAT 活性為51.833 U/（min·g），活性最低的為‘黑桑葚，CAT 活性為21.417 U/（min·g）。與0 ℃處理相比，CAT 活性增幅最高的品種為‘紅果1 號，增長了222.1%，增幅最低的品種為‘冀桂花，增長了8.0%。在-15 ℃時，桑樹的CAT 活性最高，當脅迫溫度繼續下降則超出了CAT 活性的臨界值，CAT 活性不再上升。部分品種在低溫脅迫初期CAT 活性呈現下降趨勢，是由于對低溫的不適應，待適應低溫后CAT 活性呈現上升的趨勢，來抵御低溫所帶來的傷害。

2.5 低溫脅迫對MDA 含量的影響

MDA 含量可反映植株在低溫脅迫下的受損程度，是膜脂過氧化作用的產物。不同品種桑樹枝條在低溫脅迫期間的MDA 含量變化如圖5 所示，不同品種桑樹枝條的MDA 含量總體呈現升、降、升的趨勢。大部分品種桑樹枝條的MDA 含量在-15、-30 ℃處理時最高，顯著高于其他溫度（P ＜ 0.05）。在-30 ℃處理時，枝條中MDA 含量最高的品種為‘蘇白椹（9.932 mg/g），含量最低的為‘白椹2 號（4.285 mg/g）。與0 ℃處理相比，MDA 含量增幅最高的品種為‘綠葚子，增長了180.4%，MDA 含量增幅最低的品種為‘大10，增長了14.1%。隨著溫度的降低，MDA 含量增加，但在-15 ℃處理后MDA 含量開始下降，但在-25、-30 ℃處理時有所上升。

2.6 低溫脅迫對可溶性蛋白含量的影響

不同低溫條件下各品種桑樹枝條的可溶性蛋白含量如圖6 所示，‘綠葚子‘紅果1 號‘農桑14和‘大10的可溶性蛋白含量在低溫脅迫過程中呈現升、降、升的趨勢。其他品種枝條的可溶性蛋白含量總體呈現先升后降的趨勢。

與0 ℃處理相比，在-5 ℃處理時各品種桑樹枝條的可溶性蛋白含量均有所上升。除‘綠葚子‘紅果1 號‘農桑14和‘大10在-30 ℃處理時可溶性蛋白含量最高外，大部分品種桑樹在-20 ℃處理時可溶性蛋白含量最高，且品種間無顯著差異（P＞ 0.05）。說明‘綠葚子‘紅果1 號‘農桑14和‘大10在-30 ℃處理時可溶性蛋白含量仍然處于上升趨勢，其他品種可能在-25 ℃時枝條組織被破壞，細胞受損，導致可溶性蛋白含量下降。在-20 ℃處理時，枝條中可溶性蛋白含量最高的品種為‘紅果4 號（591.071 μg/g），可溶性蛋白含量最低的為‘黑桑葚（435.459 μg/g）。與0 ℃處理相比，可溶性蛋白含量增幅最高的品種為‘江米果桑，增長了72.3%，增幅最低的品種為‘農桑14，增長了8.1%。

2.7 低溫脅迫對可溶性糖含量的影響

不同低溫條件下各品種桑樹枝條的可溶性糖含量如圖7 所示，‘紅瑪瑙‘大碗?！毡竟！猩?801‘綠葚子‘831A的可溶性糖含量呈現升、降、升、降、升的變化趨勢?！r桑14和‘大10的可溶性糖含量呈現升、降、升、降的變化趨勢。其他品種桑樹枝條的可溶性糖含量總體呈現升、降、升的變化趨勢。

所有品種桑樹枝條的可溶性糖含量在低溫脅迫初始時均有上升的趨勢，且在-30 ℃處理時可溶性糖含量均顯著高于0 ℃（P ＜ 0.05）。在-30 ℃時，枝條中可溶性糖含量最高的品種為‘日本果桑（0.684 mg/g），含量最低的為‘深縣黃魯（0.408 mg/g）。與0 ℃ 處理時相比， 可溶性糖含量增幅最高的品種為‘紅果1 號，增長了219.1%，增幅最低的品種為‘大10，增長了24.8%。大多品種均在-30 ℃處理時可溶性糖含量最高，且顯著高于其他溫度處理下的含量（P ＜ 0.05）。說明大部分品種的可溶性糖含量在-30 ℃時仍存在上升的趨勢，對于提高植物體的抗寒能力有較大的幫助。

2.8 低溫脅迫對游離脯氨酸含量的影響

在植物受到逆境脅迫時，游離脯氨酸含量的變化較大，游離脯氨酸屬于植物體內常見的滲透調節保護物質。桑樹枝條的游離脯氨酸含量總體呈現升、降、升的變化趨勢。不同低溫條件下各品種桑樹枝條的游離脯氨酸含量如圖8 所示，‘大馬牙‘天全10 號‘小白鵝‘黑桑葚‘紅瑪瑙‘綠葚子一‘大碗?！毡旧洹漭亍纵厣！猩?801的游離脯氨酸含量隨著脅迫溫度的降低呈現升、降、升的變化趨勢?！坠！纵? 號‘甜桑202‘深縣黃魯‘農桑14‘大10的游離脯氨酸含量呈現升、降、升、降的變化趨勢。其他品種的游離脯氨酸含量總體表現為先升后降的變化趨勢。

各品種桑樹枝條在-10 ℃處理或-15 ℃處理時游離脯氨酸含量最高，少部分品種在-20 ℃處理時含量最高，顯著高于其他溫度下的含量（P ＜ 0.05）。在-15 ℃時，枝條中游離脯氨酸含量最高的品種為‘大馬牙（0.145%），含量最低的為‘深縣黃魯（0.048%）。與0 ℃處理相比，游離脯氨酸含量增幅最高的品種為‘紅果1 號，增長了287.2%，增幅最低的品種為‘蘇白椹，增長了5.8%。

2.9 不同品種桑樹抗寒性綜合評價

為了全面反映桑樹的低溫適應能力，采用隸屬函數法，對不同品種桑樹在低溫脅迫過程中的生理生化響應情況進行了綜合評價，結果如表3所示。隸屬函數值越大，表明其抗寒性越強。各品種的抗寒性由強到弱依次為‘大馬牙‘綠葚子一‘中桑5801‘農桑14‘荷蘭?！鹕?02‘日本桑樹‘鐵葉黃魯‘大碗?！t瑪瑙‘蘇白葚‘大10‘大白鵝‘江米桑樹‘深縣黃魯‘綠葚子‘天全10 號‘冀桂花‘紅果1 號‘831A‘紅果4 號‘白葚2 號‘黑桑葚‘句葚‘白葚?！谡渲椤“座Z。

3 結論與討論

植物的抗寒響應是受到多種因素影響的較為復雜的生理生化過程。在溫度降低的過程中，植物能夠通過調節自身系統來抵御低溫所帶來的傷害，其生理指標可以準確反映出植物在低溫脅迫下的響應。通過對27 個品種桑樹枝條在低溫脅迫下的生理指標進行測定，得出以下結論：桑樹枝條的SOD 活性、POD 活性、CAT 活性、可溶性蛋白含量、游離脯氨酸含量，隨著溫度降低，總體呈現先升高、后降低的趨勢；MDA 含量、可溶性糖含量總體呈現先上升、后下降、再上升的趨勢；相對電導率隨著溫度的降低呈現一直升高的趨勢，在人工低溫脅迫-30 ℃處理時達到峰值。SOD、POD、CAT 這些抗氧化酶的活性在-15 ℃或者-20 ℃時呈現最高狀態?？扇苄蕴?、可溶性蛋白和游離脯氨酸這些滲透調節物質在-20 或-30 ℃時含量最高?？购詮姷钠贩N可以通過快速調節抗氧化酶活性來維持細胞內的代謝平衡，提高滲透調節物質含量，來保持細胞的含水量，防止植物細胞脫水死亡，降低膜透性增強造成的損害。

以27 個品種桑樹枝條的相對電導率、CAT 活性、POD 活性、SOD 活性、MDA 含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、游離脯氨酸含量作為抗寒性指標，采用隸屬函數法進行綜合評價，得出各品種的抗寒性由強到弱依次為‘大馬牙‘綠葚子一‘中桑5801‘農桑14‘荷蘭?！鹕?02‘日本果?！F葉黃魯‘大碗?！t瑪瑙‘蘇白葚‘大10‘大白鵝‘江米果?！羁h黃魯‘綠葚子‘天全10 號‘冀桂花‘紅果1 號‘831A‘紅果4 號‘白葚2 號‘黑桑葚‘句葚‘白葚?！谡渲椤“座Z。

植物細胞膜在遭到低溫脅迫時透性會增大，導致電解質外滲，相對電導率增加[22]。本研究結果表明，隨著處理溫度降低，所有桑樹枝條的相對電導率均呈現上升的趨勢。且抗寒能力較強的‘大馬牙‘農桑14‘中桑5801等品種的相對電導率小于其他品種，抗寒性較弱的‘句葚等品種的相對電導率較高。一般來說，抗寒能力越強的品種，細胞膜透性增大的程度越小。王海鷗等[23] 對17 個葡萄砧木品種在自然越冬條件下的生理生化指標進行了測定，結果表明抗寒能力最好的品種的相對電導率最小，與本研究結果一致。供試材料的半致死溫度為-22.456 ～ -14.071 ℃，與楊愛國等[24] 對桑樹的研究結果一致。與人工低溫脅迫相比，自然環境的降溫過程具有不確定性且是較為緩慢的過程，降溫時長、空氣溫濕度或者雨雪等極端天氣均有可能影響其數值。在不同試驗中得到的同一種植物的半致死溫度差異較大[25-26]。因此，在人工低溫脅迫下測得的半致死溫度具有不確定性，應結合田間具體情況來確定，不能直接將半致死溫度作為植物栽培溫度的重要指標。

在低溫脅迫下，植物體內會產生活性氧等物質，抗氧化酶能夠有效清除活性氧，維持植物的代謝平衡，對機體起到一定的保護作用。本試驗中，不同品種桑樹枝條的SOD 活性整體表現為先上升、再下降的趨勢，與章錦濤等[27] 對山茶生理生化指標的研究結果一致。POD 活性、CAT 活性呈現先下降、再上升、隨后下降的趨勢。在低溫脅迫初期呈現下降的趨勢，是對低溫的不適應所導致。孫銳等[28] 通過對低溫脅迫下無花果1 年生枝條進行研究發現，部分品種的抗氧化酶活性在低溫脅迫初期呈現下降的趨勢，且保護酶系統具有1 個溫度拐點，當溫度低于此拐點之后，其活性便開始下降，與本研究結果一致。在本試驗中，隨著溫度的降低，‘大馬牙‘鐵葉黃魯等抗寒能力較強品種的抗氧化酶活性均呈現先升高、后降低的趨勢，且活性較高；隨著溫度的降低，抗寒能力較弱的‘句葚等品種的抗氧化酶活性的變化趨勢不穩定，且活性較低：與張富瑋等[29] 對藍靛果忍冬抗寒品種的研究結果一致?！r桑14的POD 活性在-25 ～ 0 ℃時，處于穩定狀態?？赡苁且驗椤r桑14的POD 活性較為穩定，或者是因為參試枝條處于離體狀態，抗氧化酶活性變化較大，也可能是因為其此時的POD 活性足夠協同其他抗氧化酶來清除自由基。

在逆境條件下，由于膜脂過氧化作用而產生對植物生物膜造成損傷的MDA，其含量的增長會加重生物膜的損傷程度。令凡等[30] 在研究油橄欖在低溫脅迫下的生理響應時發現，MDA 含量的變化越小，抗寒性越強，兩者為負相關關系，MDA 含量能夠反映植物對抗逆境的能力。本研究結果表明，各品種桑樹枝條的MDA含量隨著脅迫溫度的降低，在一定范圍內存在波動性變化，總體上呈現升、降、升的趨勢?？购暂^弱的‘黑珍珠‘白葚桑等品種枝條的丙二醛含量較高，這與曹建東等[31] 對不同葡萄砧木抗寒生理指標的研究結果基本一致。大部分品種桑樹枝條的MDA 含量在-15、-30 ℃時最高，顯著高于其他溫度處理（P ＜ 0.05）。隨著溫度的降低，MDA 含量增加，在-15 ℃后開始下降，在-25、-30 ℃時有所上升，與樊丁宇等[32]對不同棗砧木抗寒性的研究結果一致。

可溶性蛋白與可溶性糖可以提高細胞含水量以及滲透勢，對植物細胞的生物膜以及生命物質具有一定的保護能力，進而耐寒性得到增強[33]。Gonzalez 等[34] 認為植物的可溶性蛋白含量越高，抗寒性越強?？扇苄蕴呛颗c植物的抗寒能力存在相關性[35]。游離脯氨酸含量的變化與溫度有較大關聯，游離脯氨酸也是植物適應逆境的重要調節物質。本研究結果表明，不同品種桑樹枝條的滲透調節物質含量在人工低溫脅迫過程中均存在顯著差異（P ＜ 0.05）。所有品種桑樹枝條的3 種滲透調節物質含量在低溫脅迫初期均為上升的趨勢，這與李萍萍[36] 對海棠的研究結果一致?！“座Z‘白葚桑等抗寒能力較弱品種枝條的滲透調節物質含量偏低。大部分桑樹枝條的可溶性蛋白和可溶性糖的含量在-20、-30 ℃時較高。游離脯氨酸含量在-15 ℃時最高，與趙國棟等[37] 對11 個蘋果野生砧木品種的抗寒性評價結果一致。當脅迫溫度低于臨界值時，枝條細胞結構遭到破壞，嚴重受損，滲透調節物質的合成受到抑制，其含量下降。

在保定地區，不同品種桑樹在越冬后存在程度不一的抽條現象。李崢[38] 的研究結果表明，抽條現象與植物抗寒能力具有相關性。在桑樹解除休眠后對其進行田間調查，發現抗寒性強的品種的抽條率較低，如‘大馬牙的抽條率為0，‘中桑5801‘綠葚子一等的抽條率在2% 以內，而抗寒性差的品種‘小白鵝‘句葚等的抽條率較高，可達20%。對生理指標的綜合評價結果與抽條率調查結果較為一致，前者能夠客觀反映不同桑樹品種的抗寒能力。

影響桑樹抗寒性的因素較多，不同的栽培管理措施或者物理化學防寒措施對桑樹越冬具有一定的影響，降溫初期是桑樹越冬的關鍵時期，應在此時做好越冬防寒準備，以包裹、樹干涂白以及搭建風障等方式加強樹體保護。為進一步了解桑樹的抗寒性，今后應結合桑樹的形態結構、解剖結構等指標進行綜合評價，并且從分子水平上進一步對桑樹的抗寒機制進行探索。

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[ 本文編校：聞 麗]