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冻害是制约中国北方石榴产业发展的重要因素之一。石榴抗寒机制的研究对抗寒良种选育至关重要。从生理、形态、解剖方面对3个具有显著抗寒性差异的石榴品种进行研究,通过田间越冬率与半致死温度(LT50)及其相关指标分析,探究影响抗寒性的关键指标,为石榴抗寒性评价体系及回归模型的建立提供理论依据。对3个抗寒能力具有显著差异的石榴品种进行田间越冬率调查,并对其1年生枝条进行低温处理(5、0、–5、–10、–15℃),测定相对含水量、可溶性蛋白(SP)含量、过氧化物酶(POD)活性、超氧化酶(SOD)活性、可溶性糖(SS)含量、丙二醛(MDA)含量等生理生化指标;利用扫描电镜和石蜡切片法观测枝条皮孔和叶片构造;调查20℃水培条件下低温处理后的枝条发芽率;采用相关性分析、主成分分析和灰色关联分析,筛选石榴抗寒性评价的重要生理和形态指标。(1)‘鲁青1号’、‘泰山红’和‘突尼斯软籽’石榴半致死温度分别为–10.49、–4.83和–3.42℃,半致死温度与田间越冬率结果一致,可以作为评价石榴抗寒能力的指标。(2)3个抗寒能力差异显著的石榴品种,其枝条形态、低温下生理指标、皮层解剖特性等均具有显著不同。抗寒能力较强的‘鲁青1号’,枝条节间相对短,粗壮;针刺粗壮,硬;皮层厚,皮孔密封层多且包被严密;低温处理后,生理指标变化幅度相对小,发芽率及组织再分化能力强。抗寒能力较弱的‘突尼斯软籽’,枝条细、软;针刺细长;皮层薄,皮孔密封层相对较多但包被不严密;低温–5℃处理后有较显著的变化,–10℃处理酶活力基本达到顶峰,室温发芽率及组织再分化能力较强,分化系数2.4。‘泰山红’枝条形态、低温下生理指标、皮层解剖特性等介于‘鲁青1号’与‘突尼斯软籽’之间。(3)不同低温处理下生理指标间灰色关联分析、半致死温度与生理指标相关分析、形态指标间相关分析和主成分分析表明,电导率、SOD活性、MDA含量、SS含量可作为评价石榴抗寒性的重要生理指标;针刺粗度、皮层厚度、皮孔密封层数及状态是评价石榴抗寒性的重要形态指标。