番茄/馬鈴薯嫁接對(duì)番茄生長(zhǎng)和果實(shí)形狀的影響

吳正景，王少先，劉小花，朱凱，任志敏，張?jiān)?/p>

（1.河南科技大學(xué)林學(xué)院，河南洛陽，471003；2.衛(wèi)輝市農(nóng)業(yè)局；3.濮陽世錦現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司）

番茄/馬鈴薯嫁接對(duì)番茄生長(zhǎng)和果實(shí)形狀的影響

吳正景1，王少先1，劉小花1，朱凱1，任志敏2，張?jiān)?

（1.河南科技大學(xué)林學(xué)院，河南洛陽，471003；2.衛(wèi)輝市農(nóng)業(yè)局；3.濮陽世錦現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司）

以番茄中蔬4號(hào)為接穗，馬鈴薯東農(nóng)303為砧木進(jìn)行插接試驗(yàn)，調(diào)查了嫁接對(duì)番茄生長(zhǎng)發(fā)育的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，嫁接后番茄生長(zhǎng)勢(shì)增強(qiáng)；葉片葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素含量分別提高44.76%，11.86%，70%；嫁接番茄葉片厚度增加，葉裂數(shù)減少，葉片正面葉脈間明顯隆起；果形指數(shù)與果實(shí)硬度增加。DNA-RAPD分析結(jié)果表明，嫁接番茄體內(nèi)遺傳物質(zhì)在DNA水平上也發(fā)生了變化。

番茄；馬鈴薯；嫁接；RAPD

嫁接不僅使接穗的抗逆性、產(chǎn)量和品質(zhì)得到改良，還使其后代發(fā)生變異，該技術(shù)已被成功應(yīng)用到新品種選育上。如孟昭璜等[1]成功地將綠豆嫁接在甘薯上，并由此培育出了薯綠豆新品種，顯著改良了其品質(zhì)和產(chǎn)量。張丹華等[2]對(duì)綠豆嫁接后代進(jìn)行長(zhǎng)期觀察發(fā)現(xiàn)，其變異可穩(wěn)定遺傳。煙草[3]、辣椒[4]、茄子[5]、大豆[6]等作物的嫁接也得到了類似結(jié)果。

試驗(yàn)以番茄為接穗，馬鈴薯為砧木，研究嫁接對(duì)番茄生長(zhǎng)發(fā)育的影響，以期為嫁接番茄栽培生產(chǎn)和種質(zhì)改良提供參考。

1 材料與方法

1.1 嫁接苗的培育

①嫁接材料 供試番茄品種為中蔬4號(hào)，馬鈴薯品種為東農(nóng)303。

②嫁接方法 選3～4葉齡的馬鈴薯砧木，平截去上部，在中間縱向下切約2 cm；選3～5葉齡的番茄接穗，枝條基部削成長(zhǎng)2 cm左右的楔形，插入砧木切口，對(duì)準(zhǔn)形成層，然后用地膜扎縛即可，以不嫁接番茄自根苗為對(duì)照（CK）。

③嫁接后管理 嫁接完成后，置于小拱棚內(nèi)栽培，棚內(nèi)保持95%以上的濕度，白天溫度25～26℃，夜間18～22℃。嫁接后6～7 d不通風(fēng)，隨后逐漸加大通風(fēng)量。成活后及時(shí)去掉砧木萌發(fā)出的側(cè)芽。

1.2 試驗(yàn)方法

①株高、莖粗的測(cè)定 嫁接成活后3周，每個(gè)處理選取生長(zhǎng)一致的7株幼苗，分別測(cè)定株高，莖上、中、下3個(gè)部位的直徑。

②葉片色素的測(cè)定 參照李合生[7]的方法進(jìn)行。

③果實(shí)性狀比較 硬度測(cè)定：用GY-1型水果硬度計(jì)測(cè)定。果形指數(shù)＝番茄果實(shí)長(zhǎng)度/寬度。

④遺傳物質(zhì)的RAPD分析 隨機(jī)各選取5株對(duì)照番茄和嫁接番茄幼嫩葉片，組成2個(gè)混合樣本，采用CTAB法[8]提取其總DNA。RAPD-PCR反應(yīng)體系如下：10×Buffer（含Mg2+）2.5 μL，10 μmol/L dNTPs 0.5 μL，20 μmol/L引物1 μL，Taq酶1 U，DNA 0.5 μL，滅菌ddH2O定容至25 μL。PCR反應(yīng)條件：95℃預(yù)變性 5 min；94℃變性 60 s；36℃退火60 s；72℃延伸 1.5 min，循環(huán) 35次；72℃ 終延伸10 min，4℃保存。擴(kuò)增產(chǎn)物用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)。

2 結(jié)果與分析

2.1 嫁接對(duì)番茄苗生長(zhǎng)的影響

①嫁接對(duì)番茄莖粗的影響 番茄嫁接苗經(jīng)過緩苗后，生長(zhǎng)速度明顯加快，一個(gè)月后，株高明顯超過對(duì)照，平均株高超過對(duì)照66.1%，接穗與對(duì)照相比，對(duì)應(yīng)部位上、中、下部莖粗分別增加51.7%，63.6%，75.7%（表1）。

表1 嫁接對(duì)番茄株高、莖粗、葉片色素含量、果形指數(shù)及果實(shí)硬度的影響

圖1 植株葉片

②嫁接對(duì)番茄葉片色素含量的影響 由表1可知，嫁接苗葉片色素含量顯著高于對(duì)照，葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素含量分別提高44.76%，11.86%，70%。

③嫁接對(duì)番茄葉片形態(tài)的影響 從圖1可以明顯看出，嫁接番茄葉片厚度增加，顏色加深，葉裂數(shù)減少，葉片正面葉脈間明顯隆起，形狀趨向于馬鈴薯葉片。

2.2 嫁接對(duì)番茄果實(shí)部分性狀的影響

①嫁接對(duì)果實(shí)形狀的影響 嫁接番茄果實(shí)明顯細(xì)長(zhǎng)，果實(shí)頂端漸尖（圖2，表1），果形指數(shù)由對(duì)照番茄的0.94變化為1.17，差異達(dá)顯著水平。

②嫁接對(duì)果實(shí)果皮硬度的影響 采收成熟度一致的番茄果實(shí)，室溫下放置3 d后，嫁接番茄同對(duì)照番茄果皮硬度差別明顯，前者比后者提高0.8倍，差異達(dá)極顯著水平（表1）。

③嫁接對(duì)果實(shí)其他性狀的影響 番茄紅熟后，各采摘3～5個(gè)果實(shí)，于室溫下自然放置3 d后觀察果實(shí)軟硬度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)照番茄采收3 d后開始變軟，果皮出現(xiàn)部分水漬狀斑點(diǎn)；嫁接番茄1周后表皮仍沒有明顯變化。

食用口感調(diào)查發(fā)現(xiàn)，嫁接番茄果實(shí)品嘗后期味略酸澀，近似馬鈴薯塊莖味道。

2.3 番茄嫁接苗DNA-RAPD鑒定

采用5條RAPD隨機(jī)引物擴(kuò)增對(duì)照番茄和嫁接番茄總DNA，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨機(jī)引物S451和S421擴(kuò)增結(jié)果產(chǎn)生差異帶（圖3），這說明嫁接番茄體內(nèi)遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變。

圖2 左為對(duì)照果實(shí)，右為嫁接果實(shí)

圖3 番茄DNA電泳圖（左）和RAPD-PCR電泳圖（右）

3 小結(jié)與討論

番茄/馬鈴薯嫁接成活后，通過觀察和測(cè)定，可知嫁接苗與自根苗在株高、莖粗、色素含量等方面都存在顯著差異。嫁接番茄紅熟1周后，果實(shí)軟化不明顯，硬度顯著高于對(duì)照；嫁接番茄果實(shí)明顯細(xì)長(zhǎng)，頂端漸尖；嫁接的紅熟番茄口感后期味略酸澀；嫁接番茄遺傳物質(zhì)發(fā)生了變化。研究結(jié)果說明番茄/馬鈴薯嫁接不僅影響了接穗的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，對(duì)其番茄果實(shí)也存在明顯影響。

Corbett等[3]早在1964年進(jìn)行煙草嫁接試驗(yàn)中已觀測(cè)到性狀傳遞和分離現(xiàn)象，他們推測(cè)接穗后代育性的改變是由可移動(dòng)的遺傳物質(zhì)造成的。郭驍才等[9]在進(jìn)行胡蘿卜細(xì)胞和普通煙草細(xì)胞共培養(yǎng)時(shí)觀察到，次生胞間連絲在隔離層消失的區(qū)域形成，從而將獨(dú)立的兩個(gè)共質(zhì)體連成一個(gè)統(tǒng)一的共質(zhì)體，這為2種細(xì)胞物質(zhì)交換提供了基礎(chǔ)和可能。1991年Ohta[10]也觀察到辣椒嫁接砧木細(xì)胞中的染色質(zhì)通過細(xì)胞壁和細(xì)胞間隙向維管束轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象，因而認(rèn)為砧木死亡細(xì)胞中的染色質(zhì)通過維管束到達(dá)接穗的生長(zhǎng)點(diǎn)，并對(duì)快速分化的花原基進(jìn)行轉(zhuǎn)化而致變異。Yagishita等[2，4]對(duì)嫁接辣椒連續(xù)觀察到第26代，發(fā)現(xiàn)果實(shí)部分性狀變異，并穩(wěn)定遺傳。

本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)馬鈴薯嫁接番茄對(duì)番茄產(chǎn)生了明顯影響，番茄果形、口感及葉色、葉形均出現(xiàn)部分馬鈴薯砧木特性，可知通過嫁接產(chǎn)生的變異具有或者部分具有定向性（接穗具備了砧木的部分特性或向其過渡），這同生產(chǎn)中葫蘆嫁接西瓜導(dǎo)致的部分果實(shí)帶有葫蘆口感十分相似。這很可能是砧木遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移造成的，該變異能否穩(wěn)定遺傳及其詳細(xì)機(jī)制需要進(jìn)一步研究。

另外番茄/馬鈴薯嫁接對(duì)番茄葉片光合及果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分的影響有待進(jìn)一步試驗(yàn)研究。

[1]孟昭璜，蘆翠喬.綠豆與甘薯嫁接的研究[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，1989，4（4）：34-38.

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[9]郭驍才，吳伯驥，蔣輝，等.離體細(xì)胞共培養(yǎng)中科間細(xì)胞共質(zhì)體的形成[J].植物學(xué)報(bào)：英文版，1995，37（5）：339-345.

[10]Ohta Y.Graft-transformation,the mechanism for graft-induced genetic changes in higher plants[J].Euphytica,1991 (55):91-99.

Effect of Rootstock of Potato on Growth and Fruit Shape of Grafted Tomato

WU Zhengjing1,WANG Shaoxian1,LIU Xiaohua1,ZHU Kai1,REN Zhimin2,ZHANG Yuanheng3
(1.College of Forestry,Henan University of Science and Technology,Luoyang,Henan 471003; 2.Weihui Agricultural Bureau;3.Puyang Shijin Modern Agricultural Development Co.Ltd.)

Zhongshu No.4 were grafted on the rootstock of potato cv.Zhongnong 303 to investigate the graft effect on the scion.The results showed that the growth rate increased,content of chlorophyll a,chlorophyll b,and carotinoid increased 44.76%,11.86%,70%respectively.The thickness of leaf increased observably,the number of leaf lobes decreased and area between nervation sticked up as potato leaves,the index and rigidity of fruit enhanced,DNA-RAPD assay indicated that some change occured on DNA level of the grafted tomato.

Tomato;Potato;Graft;RAPD

10.3865/j.issn.1001-3547.2011.06.015

河南科技大學(xué)博士科研基金（09001216），河南科技大學(xué)SRTP項(xiàng)目（2008097，2009120）

吳正景（1974-），男，博士，副教授，研究方向?yàn)樵O(shè)施園藝及生物技術(shù)，E-mail：wzjhaust@gmail.com

2011-02-24