中图分类号：S664.1 文献标志码：A 文章编号：1002-2910（2025）02-0034-04
Study on cold resistance of six Carya illinoinensis cultivars
JIA Botao1， CHEN Wei， CAO Shun1， ZHANG Jingfa²， WANG Jingbo²， CAO Dayuel* （1.Changfeng NuttyPieAgricultural Co.，Ltd，Hefei，Anhui 230，China;2.Nuttyie Agricultural Co.Hefei， Anhui 230000， China）
Abstract： In order to evaluation of cold resistance in six Carya illinoinensis cultivars，lowtemperature environments were simulated in the laboratory to measure relative electrical conductivity （REC） changes in annual shoots under cold stress. Logistic equation regression analysis was applied to calculate lethal temperature（ 
）as the cold resistance index. The results showed that REC of allcultivars shoots progressively increased with decreasing treatment temperature. 
values determined by Logistic fitting for the six Carya illinoinensis（Wichita， Pawnee，Shawnee，Mahan，AnnongNo.1， Jinhua） were 
， 
， 
0 
and 
， respectively. Cold resistance ranking based on 
was： Pawnee gt; Mahan gt; Shawnee gt; Wichita gt; Jinhua gt; Annong No.1.
Key words： Carya illinoensis; cold resistance; logistic equation; semi-lethal temperature
薄壳山核桃（Caryaillinoensis）为胡桃科，原产于北美洲，又称美国山核桃，是集坚果、油料及用材价值于一身的优良树种。因其经济价值高、栽培效益好，在安徽地区广泛种植。目前，中国薄壳山核桃的栽植面积8万余 
，其中安徽省的种植面积4.33万 
。2023年，全国薄壳山核桃总产量约3000t1]。截至目前，长丰县薄壳山核桃种植面积达 
（8.5万亩）[2.3]。
当前，薄壳山核桃引种的研究成果主要聚焦于适宜区、次适宜区和边缘区，非适宜区相关研究较少。薄壳山核桃的抗寒性是限制在非适宜区推广的关键因素[4。由于对其抗寒特性认识不足，非适宜区的引种栽培存在盲目性，造成资源的极大浪费。
低温环境下，植物细胞膜的形态和厚度发生变化，电解质外渗量可反映细胞膜的受损程度。因此，可依据质膜透性原理，采用电导法测定不同温度下植物的相对电导率，以鉴定其抗寒性[5]。Sukumaran和Weiser提出，将相对电导率 50 % 时的处理温度作为植物组织的低温半致死温度[6]。该技术已广泛应用于多种植物的抗寒性和抗热性研究，但由于测定误差，电解质渗出率为 50 % 时的温度与半致死温度并不总是一致[7]。
半致死温度Logistic方程是描述温度与生物死亡率关系的数学模型，通过拟合实验数据，得出特定生物半致死温度以及死亡率随温度的变化规律，为生态风险评估等工作提供科学依据。大量研究表明，利用电导法测定不同温度下植物组织相对电导率，结合Logistic方程进行回归分析，以拐点温度表示植物组织半致死温度，该方法更为准确[8-10]。
在植物逆境生理研究范畴内，相对电导率与植物抗寒性呈现出明确的负相关。当植物遭受低温胁迫时，细胞膜系统极易受到外界环境的损害，导致细胞液外渗。随着外渗物质浓度逐渐升高，植物组织的相对电导率值会呈现出逐步增大的态势。也即说，相对电导率值越高，植物的抗寒能力越弱；反之，相对电导率值越低，植物的抗寒能力越强。
本研究人工模拟低温环境，对6个薄壳山核桃品种的一年生枝条进行处理，测定其相对电导率值，且借助Logistic方程对其抗寒性进行量化评估，探究低温胁迫与电导率之间的关联性，确定6个薄壳山核桃品种的低温半致死温度，为薄壳山核桃在我国北方地区的引种推广工作提供参考依据。
1试验材料与方法
1.1试验材料
试验地点位于安徽省合肥市岗集镇青峰岭村，属亚热带季风气候，年平均气温 
，极端最低气温 
，极端最高气温 
，日照时数 2 1 0 0 h ，降水量 9 5 0 m m 。年生长期252d，无霜期 2 3 0 d 。
栽植薄壳山核桃6个品种波尼（源于安徽省合肥市）、马汉（源于安徽省合肥市）、威奇塔（源于安徽省淮北市）、金华（源于浙江省富阳区）、安农1号（源于安徽省六安市）、肖尼（源于浙江省富阳区），均8年生，株行距 8 m×1 0 m ，平均株高 6 m ，冠层高 4 . 5 m 。试验园区和周围园区正常管理。10月剪取各品种粗度相似、无病虫害的一年生枝条放在封口袋内，置于冰盒中带回实验室进行处理。
1.2相对电导率测定
将6个品种薄壳山核桃的一年生枝冲洗干净，用封口袋分装好放在 
的冰箱中冷藏处理 
使用 B D F- 4 0 V4 5 0 可调控冰箱（冷冻 
）设置低温6个梯度（梯度差为 
），各处理达到所需处理低温后维持 3 d 。操作程序：① 取出枝条用干净的湿抹布擦去灰尘和泥土，再用自来水冲洗，用滤纸擦干枝条表面水分，再用去离子水冲洗2～3次。 ② 用剪刀剪成厚度 
的圆形薄片15片（避开芽点），用纱布包好放置于大试管底部，加人 1 0 m L 的蒸馏水，使之完全浸入水中，每个品种重复3次。 ③ 样品浸泡 1 m i n 后测定其初始电导率，记为 
。 ④ 在室温下避光静置
，充分摇匀后测其电导率，记为 
。 ⑤ 将试管封口后沸水浴 1 5 m i n ，冷却至室温再测一次总电导率值，记为 
。计算相对电导率。
1.3Logistic方程和半致死温度确定
使用SAS软件对相对电导率进行回归分析。Logistic标准方程为 
（ 
），其中y为所测相对电导率， 
为处理温度， k 为细胞伤害率的饱和容量，a、b为方程参数。
求细胞伤害率的饱和容量 k ，根据指数曲线的原理，利用三点法估算，选择3个不同温度（温度x 满足 
）处理所测相对电导率（ 
，
）、（ 
，y2）、（ X3 ，y3），计算参数 k 。将方程进行线性化处理， 
。令
，则转化为相对电导率（y）与温度（x）的直线方程，通过直线回归求得a，b值及相关系数R。配合Logistic方程求出二阶导数 x= 
，此时的 x 值就是曲线的拐点，即低温半致死温度LT50。
2结果与分析
2.1低温胁迫下6个薄壳山核桃品种的相对电导率变化
从表1可看出，6个品种薄壳山核桃枝条的相对电导率随低温的降低呈升高趋势，即相对电导率与薄壳山核桃的抗寒性呈负相关。在同一低温下，各品种的抗寒性强弱有差异。
在 
时，各品种条的相对电导率顺序为肖尼（ 2 5 . 4 5 % ） lt; 威奇塔（ 2 5 . 6 8 % ）lt;"马汉（ 2 7 . 2 7 % ） lt; 波尼（ 2 8 . 2 0 % ） lt;" 金华（ 3 2 . 2 8 % ）lt;"安农1号（ 3 2 . 3 1 % ）。最低的肖尼、威奇塔二者无显着差异，而均显着低于后四者，则其抗寒性显着强于后四者。
在 
时，各品种枝条相对电导率顺序为威奇塔（ 3 2 . 2 0 % ）lt;"马汉（ 3 2 . 4 9 % ） lt; 波尼（ 34 . 9 4 % ）lt;"金华（ 3 6 . 0 9 % ） lt; 安农1号（ 3 6 . 5 5 % ） lt; 肖尼（ 3 8 . 5 2 % ）。最低的威奇塔、马汉二者无显着差异，均显着低于肖尼、安农一号、金华三者。则其抗寒性显着强于此三者。
在 
时，各品种枝条相对电导率顺序为波尼（ 3 8 . 2 6 % ） lt; 威奇塔（ 3 8 . 7 1 % ）lt;"肖尼（ 3 9 . 4 4 % ）lt;"金华（ 4 1 . 3 7 % ） 
马汉（ 4 3 . 1 1 % ） lt; 安农1号（ 4 8 . 9 0 % ）。最低的波尼、威奇塔无显着差异，均显着低于马汉、安农一号，则抗寒性显着强于二者。
在 
时，各品种枝条相对电导率大幅度上升，相对电导率顺序为马汉（ 5 1 . 2 0 % ）lt; 肖尼（ 5 1 . 2 8 % ） lt; 波尼（ 5 1 . 3 3 % ） lt; 金华（ 5 3 . 3 1 % ） lt; 威奇塔（ 5 9 . 4 6 % ）lt; 安农1号（ 6 0 . 0 0 % ）。最低的马汉、肖尼、波尼三无显着差异，而显着低于后三者，则其抗寒性显着强于后三者。
一 
时，各品种枝条相对电导率顺序为波尼（ 5 2 . 4 1 % ）lt; 肖尼（ 5 5 . 3 7 % ）lt;"金华（ 5 7 . 8 8 % ）lt;马汉（ 5 8 . 5 1 % ） lt; 威奇塔（ 6 2 . 5 4 % ）lt;"安农1号（ 67 . 2 2 % ）。最低的波尼、肖尼二者无显着差异，均显着低于后四者，则其抗寒性显着强于后此四者。
在 
℃时，各品种枝条相对电导率顺序为马汉（ 6 0 . 2 % ）lt; 金华（ 6 1 . 4 % ）lt; 波尼（ 6 4 . 3 5 % ） lt; 肖尼（ 6 7 . 2 9 % ） lt; 安农1号（ 6 8 . 8 9 % ） 
威奇塔（ 6 8 . 9 6 % ）。最低的金华、马汉二者无显着差异，而均显着低于后四者，则其抗寒性均显着强于后四者。
表1不同低温处理后薄壳山核桃品种枝条相对电导率%注：采用最小显着差异（LSD）法进行单因素多重比较，同行数字旁不同小写字母表示 P lt; 0 . 0 5 水平差异显着。
2.2低温胁迫下6个薄壳山核桃品种的Logistic方程拟合及抗寒性分析
将不同温度处理下各品种相对电导率数据代入Logistic方程拟合，结果良好，相关系数R²（除波尼外）均在0.90以上（表2）。通过Logistic方程回归分析，得到威奇塔、波尼、肖尼、马汉、安农1号、金华6个薄壳山核桃品种的半致死温度分别为 
、 
、 - 2 1 . 1 2 % 、 
、
、 
。其中波尼半致死温度最低，为 
，其次是马汉、肖尼、威奇塔，半致死温度分别为 
、-21.12℃、-
，且三者的半致死温度相近；安农1号的半致死温度最高，为 
。利用相对电导率拟合Logistic方程所求得的 
，能够有效反映植物在低温环境下维持膜系统稳定性与完整性的能力，进而表征植物的抗寒能力。据此，这6个薄壳山核桃品种的抗寒性由强到弱排序为：波尼 gt; 马汉gt; 肖尼 gt; 威奇塔 gt; 金华 gt; 安农1号。
表2低温处理条件下各品种相对电导率回归方程及低温半致死温度（LT50）注：X为处理温度，Y为该温度下测定的相对电导率，e为常数。
3小结与讨论
在低温胁迫环境下，植物细胞膜系统最先受到损害。低温使细胞膜透性显着增加，细胞内电解质大量渗出，电导率上升。基于此，相对电导率可作为反映细胞膜损伤程度的指标，评估植物的抗寒性能。一般来说，抗寒能力较强的植物，质膜透性增大程度相对较小，且在温度回升后易于恢复；而抗寒性较弱的植物，细胞透性会显着增大，不仅难以恢复，严重时甚至会导致植株死亡[11-13]。本试验低温处理6个薄壳山核桃品种枝条的相对电导率均呈现出随温度降低而增大的趋势，而抗寒能力强的品种相对电导率数值较小，这与前人研究结论一致。
Logistic方程能够拟合相对电导率随温度变化规律，通过方程可以准确计算出植物的低温半致死温度，为植物抗寒性评价提供了量化的指标。本研究通过实验室模拟低温环境，测定相对电导率，结合Logistic方程拟合运算，得到6个薄壳山核桃品种的半致死温度 
高低依次为波尼0 
） gt; 马汉（ 
） gt; 肖尼0 
） gt; 威奇塔 （ - 2 1 . 0 2 C ） gt; 金华（ - 2 0 . 3 5 C ） gt; 安农1号 
），也即表明其抗寒性强弱顺序。
本研究通过测定江淮地区引种的6个薄壳山核桃品种一年生枝条的相对电导率，并运用Logistic方程拟合获取低温半致死温度，有效鉴别出各品种间的抗寒性差异。研究表明，电导法结合Logistic方程是测定薄壳山核桃抗寒性的高效、可靠方法。然而，本研究存在一定局限性，仅采用一年生枝条作为试验材料，且在实验室条件下进行低温胁迫处理以评估各品种抗寒性，这与田间实际生长情况可能存在一定偏差。在后续研究中结合田间自然低温条件的冻害调查数据，综合、全面地评价薄壳山核桃品种的抗寒性。同时，进一步深入探究相关生理生化指标，诸如抗氧化酶活性、渗透调节物质含量等，与抗寒性之间的内在关联，以此深入揭示薄壳山核桃的抗寒机制。此外，还可借助先进的分子生物学技术，深度挖掘和克隆抗寒相关基因，为薄壳山核桃抗寒品种选育提供理论基础和技术支持。
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