榛(Hazelnut)为榛科(Corylaceae)榛属(Coryus)植物, 全世界约有16种。中国有10种，其中主要栽培种为平欧杂种榛(C.heterophylla×C.avellana)，别名杂交榛子、大果榛子(梁维坚，2002)。榛子果仁营养丰富，具有较高的经济价值，用途广泛。已鉴定的平欧杂交品种抗寒品种，冬季抗-35 ℃低温，可以在北纬42°以南，即沈阳以南栽培(叶国盛, 2006)。这些品种在沈阳以北栽培会出现冻害抽条现象，而北纬42°—47°，由于土地等因素使得该区域发展榛子有很大潜力，是我国榛子集中分布的地区。因此，培育榛子抗寒性品种并准确鉴定抗寒性尤为重要。

果树的抗寒性综合评估是现代果树抗性育种工作的重要内容之一。关于果树的抗寒性评价，国内外学者已经提出了一大批与抗寒性测定有关的生理生化指标，如：可溶性糖、可溶性蛋白、电导率等(肖啸等，2003)。由于果树的抗寒性是许多数量或质量遗传基因综合作用的结果，单一指标评价榛子抗寒性是片面的，用多个指标进行综合性评价才是科学的(柳新红等，2007)。我国在杂交榛抗寒性方面的研究较少，大多使用电导法测定抗寒性(彭立新等，1994)。20世纪80年代初，利用平榛和欧榛进行杂交，获得了一批优良无性系(梁维坚等，2005)，但未对无性系的抗寒性进行系统评价。近年来榛子在我国的发展前景看好，尤其是东北地区，但不少地方存在盲目引种、栽培的问题。本文以平欧杂交榛子为试材，在低温最敏感、容易发生冻害的萌芽前采样(张继澍, 2006)，对榛子生理生化等进行系统研究，利用相关分析方法探讨适合榛子抗寒性的评价指标，建立评价体系，对不同无性系进行抗寒性鉴定，为榛子抗寒性选育和榛子生产发展提供依据。

1 材料与方法 1.1 试验材料

平欧杂交榛选自北京市昌平区林业局苗圃榛子园，树龄4年。2007年3月6日萌芽前选择丰产性状相对较好的18个无性系的1年生粗度均匀枝条采样。

1.2 处理方法

低温处理试验：将材料置于低温冰箱中进行模拟低温处理，设置6个温度，即0、-6、-10、-14、-18、-22 ℃，其中0 ℃为参照温度。以2 ℃·h^-1的速度进行降温，当降至目标温度后维持2 h，再以2 ℃·h^-1的速度缓慢升至0 ℃，维持8 h后置于室温下(彭立新等，1994)。

萌芽试验：经降温处理后，将枝条放入23 ℃培养箱中进行水培萌芽，统计萌芽率(彭立新等，1994)，并以萌芽率作为榛子是否遭受冻害的指标(徐文铎等，1993)。

1.3 指标测定

根据低温处理后的萌芽情况，选择-22 ℃低温处理的枝条进行生理生化指标分析。用常压加热干燥法测定枝条含水量；采用DDSJ-308电导仪测定各降温处理材料的电导率(relative electric conductivity，REC)(王晶英等，2003)；计算半致死温度(semi-lethal temperature, LT₅₀)(刘冰, 2005)；氮蓝四唑(NBT)法测定SOD酶活性(汤章程，1999)；考马斯亮蓝G-250法测定可溶性蛋白含量(陈毓荃，2002)；蒽酮比色法测定可溶性糖含量(陈毓荃，2002)；酸性茚三酮显色法测定脯氨酸含量(中国科学院上海植物生理研究所等，1999)；酶联免疫法测定芽子中ABA含量(Yang et al., 2001)。

1.4 数据分析

采用SPSS11.5进行主成分、聚类等相关分析。

2 结果与分析 2.1 不同低温处理对杂交榛子冻害的影响

经过各低温处理后，每个无性系枝条受伤害程度不同，但随着温度的降低萌芽率逐渐降低。0、-6、-10、-14、-18 ℃低温处理后，大部分无性系萌芽率明显下降，但仍有一些无性系没有受到低温影响，萌芽率为100%(表 1)。经-22 ℃低温处理后，所有无性系萌芽率均下降，且无性系之间的差异较大，因此选择-22 ℃的萌芽率作为榛子抗寒性的衡量指标。

2.2 抗寒指标相关分析

各抗寒指标测得数据如表 2，用相关分析法计算生理生化指标(含水量、电导率、半致死温度、SOD酶活性、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量、ABA含量)与萌芽率的相关性，结果如表 3。

从表 3结果可以看出，榛的可溶性糖、可溶性蛋白、电导率、半致死温度与萌芽率(抗寒性状)极显著相关，ABA含量与萌芽率显著相关。

2.3 抗寒指标的选取

根据相关分析结果，选取与抗寒性状极显著与显著相关的可溶性糖、可溶性蛋白、电导率、半致死温度、ABA含量作为杂交榛抗寒性综合评价的指标。在这5个指标中，电导率的变化反映出质膜透性的大小，随着质膜伤害程度的增大电导率也随之增大，从而反映出所测材料抗寒性的强弱。电解质渗透率达50%时的半致死温度更直接说明试材的抗寒性。植物激素ABA是抗冷基因表达的启动因子，对植物抗寒力的调控起着重要作用，也称“逆境激素”。可溶性糖在植物的抗寒生理中可以提高细胞的渗透浓度，降低水势，增加保水能力，从而使冰点下降。可溶性蛋白亲水性强，可显著增强细胞的保水力，增加束缚水含量和原生质弹性，防止细胞内结冰，提高植物组织抗寒性。

2.4 抗寒指标的权重

由于不同指标之间的关系复杂，对抗寒性状的重要性不同，因此进行了主成分分析。表 4可以看出, 只有第1主成分与第2主成分的特征根大于1, 因此提取第1和第2主成分, 并通过第1与第2主成分中各指标负荷量F与贡献值Υ计算各指标对杂交榛抗寒性的作用大小, 确定权重W_i。从表 5可以看出，对杂交榛抗寒性影响最大的指标是电导率，以下依次为半致死温度、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、ABA含量。

2.5 抗寒指标的隶属度

由于各指标的单位、性质和数量不同，需要进行标准数量化。各指标的变化具有连续性，采用隶属度函数进行标准数量化，并根据主成分因子负荷量的正负确定隶属度函数的升降顺序。ABA、可溶性糖和可溶性蛋白采用升型分布函数，即f(x_i)=(x_ij-x_{i min})/(x_{i max}-x_{i min})；电导率和半致死温度采用降型分布函数，即f(x_i)=(x_{i max}-x_ij)/(x_{i max}-x_{i min})，其中f(x_i)为各指标隶属度，x_ij表示各指标值，x_{i max}和x_{i min}分别表示第i项指标的最大值与最小值。杂交榛各无性系抗寒性隶属度值见表 6。

2.6 杂交榛各无性系抗寒性综合评价

根据各指标隶属度值与各指标权重，通过加乘法则：I=W_i×f(x_i)(其中W_i为抗寒指标的权重；f(x_i)为各指标的隶属度值)，对各指标进行合成，计算各无性系抗寒性综合指数I。

根据抗寒性综合指数的大小，从表 7可以得出杂交榛不同无性系抗寒性强弱排序：84-349＞81-23＞85-127＞B-3＞84-69＞84-545＞81-9＞83-33＞84-1＞84-72＞84-254＞84-48＞84-402＞84-237＞82-11＞84-226＞B-21＞84-572。

2.7 杂交榛无性系抗寒性聚类分析

把杂交榛各无性系的抗寒综合指数进行聚类分析，从图 1中可以看出，将杂交榛不同无性系抗寒性分为4类：84-349、81-23和85-127为一类，其抗寒性最强；B-3、84-69、84-545、81-9、83-33和84-1为一类，抗寒性较强；84-72、84-254、84-48、84-402、84-237、82-11、84-226和B-21为一类，抗寒性较弱；84-572为一类，其抗寒性最差。

3 结论与讨论

影响植物抗寒性的因素是多方面的，如果使用单一指标或多个指标分别评价其抗寒性必定会造成偏差。本文通过对多个指标进行相关分析，确定衡量杂交榛抗寒能力的5个指标：可溶性糖、可溶性蛋白、电导率、半致死温度、ABA含量，由于多个衡量指标之间关系错综复杂，用主成分分析将多个指标转化成综合的主成分，再根据主成分的负荷量确定各个指标对抗寒性作用的权重，结合隶属度函数建立综合评价体系。根据综合指数的大小，得出杂交榛抗寒能力的强弱顺序为84-349＞81-23＞85-127＞B-3＞84-69＞84-545＞81-9＞83-33＞84-1＞84-72＞84-254＞84-48＞84-402＞84-237＞82-11＞84-226＞B-21＞84-572。再通过聚类分析18个无性系分为4类，并得出84-349、81-23和85-127 3个无性系抗寒性为最强一类，为榛子抗寒性选育和榛子生产发展提供依据。榛子抗寒评价体系的建立，为榛子抗寒性的测定提供依据，但不同时期榛子的各个生理指标可能发生变化，其他采样时间进行评价时，各生理生化指标与萌芽率的相关性可能发生变化，因此需要建立新的评价体系进行评价。

植物体抗寒机制非常复杂，影响其抗寒性的的因素较多，因此产生了多种测定植物抗寒性的方法，目前，国内外测定抗寒性的主要方法有电解质渗出率法(EL)(杨吉安等，1995；Deans et al., 1995)，电阻抗图谱法(EIS)(张钢，2005；Ackmann et al., 1984)，全株冰冻测试法(WPFT)(Tanaka et al., 1997)，叶绿素荧光法(CF) (Strand et al., 1988)等方法。具体评价杂交榛抗寒性时，应考虑众多指标的影响，应用综合评价体系进行评价，才能得到杂交榛抗寒性的科学依据。