綠寶蘋果與不同砧木嫁接親和性初探

鄭 鑫，李首正，王 燕，張志曉，江 文，曾麗蓉，駱建霞*

(1.天津農(nóng)學(xué)院 園藝園林學(xué)院，天津 300384; 2.天津櫻桃谷農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司，天津 301908)

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綠寶蘋果與不同砧木嫁接親和性初探

鄭 鑫1，李首正1，王 燕1，張志曉1，江 文2，曾麗蓉1，駱建霞1*

(1.天津農(nóng)學(xué)院 園藝園林學(xué)院，天津 300384; 2.天津櫻桃谷農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司，天津 301908)

為了解綠寶蘋果的嫁接親和性，將綠寶蘋果嫁接于4種海棠砧木上，研究不同砧木對其嫁接成活率、新梢生長、生理及光合特性的影響，結(jié)果表明：綠寶蘋果嫁接在紅果海棠上成活率最高；嫁接在西府海棠上的新梢長度和粗度均極顯著高于其他組合；嫁接在圓葉海棠上的凈光合速率(Pn)極顯著高于其他組合，而多酚氧化酶(PPO)和超氧化物歧化酶(SOD)活性最低；嫁接在珠美海棠上的成活率、新梢長度和粗度以及Pn均最低，而PPO、SOD活性最高；圓葉海棠的隸屬函數(shù)平均值最高，珠美海棠的最低。綜合各測試指標(biāo)及隸屬函數(shù)分析結(jié)果認(rèn)為：4種海棠均可用作綠寶蘋果的嫁接砧木，嫁接親和性強弱依次為：圓葉海棠>紅果海棠>西府海棠>珠美海棠。

綠寶蘋果； 嫁接親和性； 成活率； 新梢生長； 光合特性； 隸屬函數(shù)

優(yōu)質(zhì)濃縮蘋果汁生產(chǎn)以高酸蘋果為加工原料，而目前我國蘋果栽培中的品種絕大部分為鮮食品種，用于加工的高酸蘋果品種種植極少，致使?jié)饪s蘋果汁的加工原料嚴(yán)重不足，故高酸蘋果的栽培生產(chǎn)有著廣闊的前景。綠寶(Bramley)蘋果是高酸蘋果中的一個優(yōu)良品種，極具推廣價值。目前我國對綠寶蘋果的理論研究比較薄弱，主要有徐世彥等[1-2]、高彥明等[3]、張婷等[4]對綠寶蘋果引種、組織培養(yǎng)、光合特性的相關(guān)報道，尚未見對綠寶蘋果嫁接親和性研究的報道。目前，在天津地區(qū)種植的綠寶蘋果，大多以無性繁殖的圓葉海棠為砧木，但部分植株有嫁接不親和現(xiàn)象(“小腳”)，其原因可能是由于砧穗組合不適應(yīng)天津的立地條件或者圓葉海棠并非是綠寶蘋果適宜的嫁接砧木，進(jìn)而影響到綠寶蘋果在天津地區(qū)種植的適應(yīng)性。為了豐富綠寶蘋果嫁接砧木的類型，培育優(yōu)質(zhì)的綠寶蘋果苗木，將綠寶蘋果高接在西府海棠、珠美海棠、紅果海棠、圓葉海棠上，通過對嫁接成活率、新梢生長、葉片光合特性、抗氧化酶活性等指標(biāo)的測定與分析，研究綠寶蘋果與不同砧木的嫁接親和性，旨在篩選出與綠寶蘋果嫁接親和性好的砧木類型，為其栽培生產(chǎn)提供理論參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試4種砧木分別為西府海棠(Malusmicromalus)、珠美海棠(M.zhumei)、紅果海棠(M.sieboldii)、圓葉海棠(M.prunifoliavar.ringo)的成齡樹。接穗為取自生長發(fā)育正常的成齡綠寶植株上生長發(fā)育良好的新梢。

1.2 試驗方法

2014年8月28日將綠寶蘋果同時高接在4種海棠砧木上。嫁接時選擇粗度基本一致的1年生新梢為砧木，采用“丁”字形芽接，每種砧木至少接30個接芽。

1.3 指標(biāo)測定

嫁接45 d后統(tǒng)計成活率。當(dāng)翌年新梢長出1 cm左右時，用卷尺測定全部新梢的長度，以后每周測定1次。最后1次測定時，于新梢基部2～3 cm處用游標(biāo)卡尺測定新梢粗度。

隨機選取新梢中部具有代表性的成熟葉片進(jìn)行光合及生理指標(biāo)[5]的測定。于晴天10:00—12:00，使用CI-340(美國生產(chǎn))手持式光合作用測量系統(tǒng)進(jìn)行凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導(dǎo)度(Gs)及胞間CO2濃度(Ci) 等指標(biāo)的測定。采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量，氮藍(lán)四唑(NBT)法測定超氧化物歧化酶(SOD)活性，鄰苯二酚法測定多酚氧化酶(PPO)活性。同時采用畫紙稱質(zhì)量法測定葉片面積，徒手制片，用顯微鏡測微尺測定葉片厚度。上述指標(biāo)測定均重復(fù)4次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS V17.0軟件進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。計算各嫁接組合的隸屬函數(shù)值，隸屬函數(shù)值計算公式：R1= (Xi-Xmin) /(Xmax-Xmin)，反隸屬函數(shù)值計算公式：R2= 1-(Xi-Xmin)/ (Xmax-Xmin)，式中，Xi為指標(biāo)測定值，Xmin、Xmax為所有參試材料某一指標(biāo)的最小值和最大值。

2 結(jié)果與分析

2.1 砧木對綠寶蘋果嫁接成活率及新梢和葉片生長的影響

由表1可知，綠寶蘋果嫁接在不同砧木其成活率顯著不同，嫁接在紅果海棠上的成活率極顯著高于其他嫁接組合，嫁接在珠美海棠上的成活率最低，但各組合的嫁接成活率均高于55%。嫁接砧木對綠寶蘋果新梢和葉片的生長有顯著影響。嫁接在珠美海棠上的新梢長度及粗度、葉片面積、葉片厚度均極顯著低于其他組合，嫁接在西府海棠上的新梢長度和新梢粗度最高，嫁接在圓葉海棠上的葉片厚度最大，嫁接在紅果海棠、西府海棠上的葉片面積差異不大。

表1 砧木對綠寶蘋果嫁接成活率及新梢和葉片生長的影響

注：同列不同大、小寫字母分別表示在0.01、0.05水平上差異極顯著、顯著。

由圖1可以看出，綠寶蘋果嫁接在4種砧木上，萌芽生長后2周(4月28日)，嫁接在不同砧木上的新梢生長十分緩慢，生長至3周左右時，新梢表現(xiàn)出顯著差異，嫁接在紅果海棠和珠美海棠上的新梢長度顯著高于嫁接在圓葉海棠和西府海棠上的，此差異持續(xù)至新梢生長的第6周(5月27日)。第6周以后，嫁接在西府海棠和圓葉海棠上的新梢生長速度比嫁接在紅果海棠和珠美海棠上的快，新梢生長量增大。

圖1 綠寶蘋果嫁接在不同砧木上的新梢生長動態(tài)

2.2 砧木對綠寶蘋果葉片光合特性的影響

表2顯示，綠寶蘋果與不同砧木嫁接，其葉片的Pn、Tr、Gs呈現(xiàn)相同的變化趨勢，而Ci表現(xiàn)為與Pn、Tr、Gs相反的趨勢。嫁接在圓葉海棠上的綠寶蘋果，其葉片的Pn、Tr、Gs極顯著高于其他嫁接組合，Ci極顯著低于其他嫁接組合，其中Tr、Gs的增大加快了氣體交換，從而有利于光合作用進(jìn)行，提高CO2利用率，因此Ci下降。綜合來看，嫁接在圓葉海棠上的綠寶蘋果具有較高的光合性能，嫁接在珠美海棠上則光合能力較低，嫁接在紅果海棠和西府海棠上的光合能力介于其間。

表2 砧木對綠寶蘋果葉片光合特性的影響

2.3 砧木對綠寶蘋果可溶性糖含量及抗氧化酶活性的影響

由表3可知，將綠寶蘋果嫁接在圓葉海棠、西府海棠、紅果海棠上，其葉片中可溶性糖含量無顯著差異，但均極顯著高于嫁接在珠美海棠上的。葉片中維持較高的可溶性糖含量有利于調(diào)節(jié)生理代謝活動，可作為碳源提供能量。

PPO、SOD是植物體內(nèi)重要的保護酶，PPO能催化多酚類物質(zhì)氧化形成醌，SOD參與清除活性氧，從而保護植物免受進(jìn)一步傷害。表3顯示，將綠寶蘋果嫁接在4種砧木上，其葉片中PPO、SOD活性差異相對較小，均未達(dá)極顯著水平，但嫁接在珠美海棠上的2種抗氧化酶活性最高，嫁接在圓葉海棠上的最低。

表3 砧木對綠寶蘋果可溶性糖含量及抗氧化酶活性的影響

2.4 隸屬函數(shù)分析

用單一指標(biāo)評價果樹的嫁接親和性是片面的，應(yīng)結(jié)合多指標(biāo)給予綜合分析，隸屬函數(shù)法就是在多指標(biāo)測定的基礎(chǔ)上，綜合各指標(biāo)測定結(jié)果客觀評價植物某種特性的一種方法，在植物的抗逆性研究中多有應(yīng)用[6]。對各嫁接組合進(jìn)行的隸屬函數(shù)分析結(jié)果表明(表4)，圓葉海棠的隸屬函數(shù)值的平均值最大，珠美海棠的最小，而隸屬函數(shù)平均值越大，表明嫁接親和性越好，因此綠寶蘋果與4種砧木的嫁接親和性強弱依次為：圓葉海棠>紅果海棠>西府海棠>珠美海棠。

表4 嫁接在不同砧木上的綠寶蘋果各指標(biāo)的隸屬函數(shù)分析

3 結(jié)論與討論

在嫁接親和性研究中，成活率可以在一定程度上反映嫁接親和性的大小，可以作為嫁接組合短期嫁接親和性的判斷標(biāo)準(zhǔn)[7-8]。馮金玲等[9]、楊世杰等[10]研究認(rèn)為，嫁接成活率可以在很大程度上反映嫁接親和性。本試驗中，以紅果海棠為砧木，嫁接成活率最高；其次是以圓葉海棠、西府海棠為砧木；以珠美海棠為砧木，嫁接成活率極顯著低于其他組合，但成活率仍能達(dá)到57.39%。馬攀等[11]、汪智軍等[12]認(rèn)為，新梢長勢可以反映嫁接親和性。將綠寶蘋果嫁接在4種海棠上，生長45 d后，嫁接在圓葉海棠和西府海棠上的新梢生長速度快，新梢長度及粗度均極顯著高于嫁接在紅果海棠和珠美海棠上，嫁接在珠美海棠上的葉片面積及厚度最低，從新梢和葉片的長勢上看，珠美海棠生長較弱。通過嫁接成活率、新梢和葉片的生長等指標(biāo)，可看出綠寶蘋果與4種海棠砧木均有一定的親和性，但以珠美海棠為砧木的嫁接親和性較弱。

光合指標(biāo)的變化可以反映植物受逆境脅迫的影響[13-14]，砧穗不親和，相當(dāng)于植株處于逆境中，因此嫁接親和性強者光合能力也強。本試驗中，將綠寶蘋果嫁接在圓葉海棠上，其葉片的Pn、Tr、Gs極顯著高于其他嫁接組合，Ci極顯著低于其他嫁接組合，說明嫁接在圓葉海棠上的綠寶蘋果具有較強的光合能力，而嫁接在珠美海棠上的光合能力相對較低。

可溶性糖是植物光合作用的直接產(chǎn)物，是植物體內(nèi)多糖、蛋白質(zhì)、脂肪等大分子化合物合成的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是碳水化合物代謝和貯藏的主要形式，在植物碳代謝中起重要位置[15]。本試驗中，以圓葉海棠、紅果海棠、西府海棠為嫁接砧木，綠寶蘋果葉片中可溶性糖含量無顯著差異，但以珠美海棠為砧木，其可溶性糖含量極顯著低于其他嫁接組合，此結(jié)果與光合指標(biāo)的測試結(jié)果相一致，由此也可說明綠寶蘋果與珠美海棠的嫁接親和性相對較弱。

PPO和SOD都是與嫁接愈合有關(guān)的重要保護酶。嚴(yán)毅等[16]研究表明，較親和的嫁接組合SOD活性較低；朱曉慧等[17]研究認(rèn)為，不親和嫁接組合PPO活性比親和嫁接組合高。本試驗中，以珠美海棠為砧木葉片的PPO、SOD活性均最高，以圓葉海棠為砧木的最低，結(jié)合嫁接成活率、新梢和葉片生長以及凈光合速率等指標(biāo)分析，綠寶蘋果與圓葉海棠的嫁接親和性較強，與珠美海棠的嫁接親和性較弱，支持了嚴(yán)毅等[16]和朱曉慧等[17]的研究結(jié)果。

根據(jù)各指標(biāo)的測定分析、隸屬函數(shù)分析以及新梢和葉片的長勢，初步認(rèn)為4種海棠與綠寶蘋果均有一定的親和性，可用作綠寶蘋果的嫁接砧木，嫁接親和性強弱依次為：圓葉海棠>紅果海棠>西府海棠>珠美海棠。

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Preliminary Exploration on Graft Compatibility between Bramley Apple and Different Rootstocks

ZHENG Xin1,LI Shouzheng1,WANG Yan1,ZHANG Zhixiao1,JIANG Wen2,ZENG Lirong1,LUO Jianxia1*

(1.College of Horticulture and Landscape,Tianjin Agricultural College,Tianjin 300384,China; 2.Tianjin Cherry Valley Agricultural Technological Development Co.,Ltd.,Tianjin 301908,China)

Bramley apple grafted on 4 distinctive rootstocks fromMalusspp. was studied to learn its graft compatibility to different rootstocks by determining and analyzing graft survival rate,shoots growth,photosynthetic and physiological characteristics.The results showed that Bramley apple grafted onM.sieboldiihad the highest survival rate.The graft combination between Bramley andM.micromalushad the highest shoot length and diameter among all the tested combinations.M.prunifoliavar.ringoand Bramley graft union had the very significantly higher net photosynthetic rate than the other combinations but the lowest PPO and SOD activities among the four combinations,with the highest mean value of membership function in all.Graft combination ofM.zhumeiand Bramley had the lowest survival rate,shoot length,diameter,net photosynthetic rate and mean value of membership function but the highest PPO and SOD activities in all.Conclusions can be drawn from the indexes quoted above and membership function analysis that fourMalusspp. tested in the experiment can be used as rootstocks for Bramley apple and their graft compatibility can be ordered asM.prunifoliavar.ringo>M.sieboldii>M.micromalus>M.zhumei.

Bramley apple; grafting compatibility; survival rate; shoots growth; photosynthetic characteristics; membership function

2016-04-06

天津市科委基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究計劃資助項目(14JCYBJC30200)；天津市農(nóng)委資助項目(201101120)

鄭 鑫(1989-)，女，黑龍江齊齊哈爾人，在讀碩士研究生, 研究方向：果樹栽培。E-mail:570819078@qq.com

*通訊作者：駱建霞(1957-)，女，河北涿州人，教授，主要從事果樹及園林地被植物資源及其適應(yīng)性研究。 E-mail:tjluojianxia@126.com

S661.1

A

1004-3268(2016)11-0096-04