三角叶杨为柳科杨属植物，是美国特有的黑杨树种。引入我国表现出很强的适应性和抗逆性，生长速度是普通杨树的2-3倍，侧枝细而少，终身不修枝，从第1年起每年能长高4～6米，地径每年生长5～6厘米。经国家有关实验室的分析，三角叶杨植物的技术力学性（抗压、抗弯、抗拉、抗剪等能力）与国内的107、意杨、欧美杨等十几种速生杨相当或更好，是制造胶合板、纸张和住房框架的好材料，抗旱、抗风、高抗病虫害，是营造防护林和园林绿化的好品种。

一、研究材料和方法

1.测试材料

以石河子大学农学院实验站林业部苗圃引进的4个杨树品种和新疆本地杨树品种的功能叶为材料，进行抗冻性试验。试验杨树:①新疆杨，②H3，③K15，④C4，⑤美洲黑杨。

2.检测方法

(1)材料处理:用自来水和蒸馏水清洗试验叶片，用吸水纸吸收表面水分，在-2℃冰箱中预冻30分钟，然后在-10℃、-15℃、-20℃和-25℃冰箱中冷冻样品2天。对每个品种和每组实验称重相等的叶片，重复三次每个指标的测定，然后取平均值分析结果。

②试验方法:还原糖含量的测定:采用蒽酮比色法。水溶性蛋白含量的测定:采用考马斯亮蓝法，以牛血清白蛋白为标准蛋白。相对电导率的测量:使用DDS-ii电导率仪。

二、结果与分析

1.冷冻处理对叶片还原糖含量的影响

结果表明，除个别情况外，越冬期间细胞内还原糖含量增加，还原糖含量与植物抗冻性呈正相关。即抗寒性强的品种还原糖含量大幅增加。冷冻可以将果聚糖转化为果糖和蔗糖，果糖和蔗糖沉积在细胞间隙，从而提高原生质浓度，抗脱水，减少细胞内冻结的机会，增强植物的抗冻性。

在整个低温处理过程中，5个品种叶片的还原糖含量随着温度的降低呈上升趋势，其中新疆杨和美洲黑杨的变化幅度相对较大。

从表1可以看出，乡土树种美洲黑杨和美洲黑杨叶片还原糖含量有明显的增加趋势，H3、K15和C4相对较少。

方差分析表明，随着温度的降低，树种间还原糖含量存在显著差异。新疆杨与H3、C4品种有显著差异，美洲黑杨与H3、C4品种也有显著差异。五种树种的抗冻性大小顺序为:新疆杨>；美洲黑杨>:K15 >；H3 & gt；C4 .

2.冷冻处理对叶片中水溶性蛋白质含量的影响

结果表明，低温运动时胞内水溶性蛋白与抗冻性呈明显的正相关关系，即低温运动时水溶性蛋白含量随着抗冻性的提高而增加。蛋白质含量的增加有助于增强细胞的持水能力，增加细胞内的结合水，降低冰点，并可能导致细胞液过冷的形成，此外，低温诱导的许多蛋白质可能是低温胁迫下细胞主要代谢途径中关键基因的表达，有助于维持低温胁迫下细胞的主要代谢活动，并可能在低温运动时调节基因表达，导致抗冻性的增加。

5个品种在-10 ~-20℃范围内变化缓慢，品种间差异不大。从-20℃到-25℃，美洲黑杨和美洲黑杨的上升幅度较大，明显高于其他品种。

方差分析结果表明，树种间蛋白质的生长速率不是很显著，但存在一定差异。实验结果表明，五种树种的抗冻性大小顺序为:新疆杨>；美洲黑杨>:K15 >；H3 & gt；C4 .在许多抗寒物质同时存在的情况下，可溶性蛋白起主导作用，在原生质中起着抗脱水和减少冰冻的重要作用。

3.电导率的变化

相对电导率是反映植物组织冷冻后细胞膜通透性的重要指标。很多研究发现，植物受到低温影响时，细胞的质膜通透性会有不同程度的增加，电解质也会有不同程度的外渗，从而使电导率有不同程度的增加。抗冻性强或者光受害的细胞，不仅会使通透性增加到较小的程度，还会逆转通透性的变化，容易恢复正常。相反，抗冻性弱的细胞或受害者不仅渗透性大大增加，而且变得不可逆，无法恢复正常，导致受伤甚至死亡。这种变化明显出现在外部形态变化之前，可以作为抗冻性的生理指标。

不同品种电导率在低温下的变化规律基本相同，叶片相对电导率随着温度的降低而增加。但是冷冻处理对细胞膜有不同的损伤。

从表4可以看出，五种树种的电导率增加程度顺序为:新疆杨:H3 >杨树；K15>。C4 .充分显示了植物抗冻性与电解质渗透性的相关性。

三.讨论和总结

1.确定植物抗冻性的方法有很多。为了探索新疆新树种美洲黑杨的抗冻性，本研究采用了三种简单而有代表性的方法，结果总体趋势一致。

2.从试验结果来看，美洲黑杨在5个试验品种中抗冻性较强，还原糖含量平均可提高32.83%；水溶性蛋白质含量平均可提高21.63%。相对电导率平均可提高10.00%，与本地银白杨基本相当..与它们相比，四个杨树品种都是适合在新疆生长的常见树种。美洲黑杨的抗冻性明显处于前列。因此，在这种实验环境下，美洲黑杨和其他几种树种一样，适合在这种环境下生长。

3.植物的抗冻性虽然是一种遗传性状，但受环境影响和塑造很大，不同地区栽培的同一种植物可能有不同的抗冻性。因此，本研究具有参考作用，它只在城市苗圃这样的小环境中正常生长，但不能完全代表该地区植物的抗冻性。对于在新疆的适应性测试，还需要进一步的研究。

4.植物的抗冻性也随季节波动很大。在自然界中，植物必须在深秋进行抗寒锻炼，并在生命过程中经历一系列深刻的变化，才能具有最大的抗冻性。因此，在确定植物的抗冻性时，植物材料往往是孤立的，只受温度的影响。自然界中，植物的生长受多种环境因素和生物因素的影响，其抗寒性必然受到温度以外的因素的影响。因此，植物抗冻性的评价必须综合考虑。

5.低温运动中还原糖和可溶性蛋白的增加与植物抗冻性的提高密切相关，对冻害有一定的保护作用。为了提高植物的抗冻性，我们可以在低温下锻炼它们。