油茶新品種‘晚霞’嫁接親和性研究

王 瑞 ，陳隆升 ，彭映赫 ，王湘南 ，彭邵鋒 ，許彥明 ，馬 力 ，陳永忠

（1. 湖南省林業(yè)科學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004； 2. 國(guó)家油茶工程技術(shù)研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

親和性是嫁接繁殖中最主要、最復(fù)雜的問題，影響嫁接親和性的因素可分為外部因素和內(nèi)部因素，外部因素如：水分、光照、溫度，內(nèi)部因素如：砧穗的解剖結(jié)構(gòu)及生長(zhǎng)特性的差異，親和性不僅限于砧、穗結(jié)合接合所產(chǎn)生的影響，還應(yīng)包括愈合后嫁接砧、穗雙方生理上相適應(yīng)問題，以及嫁接苗后期的長(zhǎng)勢(shì)[1-3]。親和性的研究對(duì)指導(dǎo)植物繁育具有非常重要的意義。

油茶是我國(guó)重要的木本食用油料樹種，油茶產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展可以緩解國(guó)家糧油安全、促進(jìn)山區(qū)林農(nóng)脫貧致富，國(guó)家各級(jí)部門的高度重視促使油茶產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展[4-5]。目前，油茶大規(guī)模的繁殖均采用芽苗砧嫁接，所以在繁殖過程中也遇到親和性的問題，國(guó)內(nèi)外關(guān)于油茶芽苗砧嫁接的研究較多[6-16]，但是關(guān)于嫁接親和性的研究不多[17-20]。本研究以4個(gè)油茶新品種為砧木，以‘朝霞’為接穗，開展了嫁接親和力相關(guān)指標(biāo)的研究，并利用主成分分析法和隸屬函數(shù)分析法對(duì)不同砧木油茶嫁接苗的親和力進(jìn)行了分析，以期為篩選親和力強(qiáng)的砧、穗組合提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用的良種穗條采自湖南省林業(yè)科學(xué)院（國(guó)家油茶工程技術(shù)研究中心）試驗(yàn)林場(chǎng)油茶良種采穗圃，采穗圃為2005年通過高接換冠技術(shù)造林；所采用的砧木均來自湖南省林業(yè)科學(xué)院（國(guó)家油茶工程技術(shù)研究中心）試驗(yàn)林場(chǎng)油茶品比實(shí)驗(yàn)林，為2006年通過新造的方式營(yíng)建，所采用的品種為油茶新品種（見表1）。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Experimental design

所選接穗品種晚霞屬于霜降類型，樹冠緊湊，生長(zhǎng)旺盛，分枝力強(qiáng)；葉橢圓形，較闊，深綠或墨綠色，中等大小，邊緣齒淺或鈍，背面有密集散生腺點(diǎn)和脈絡(luò)紋；花徑60～88 mm，瓣5～8，白色，花柱3～5淺裂；果實(shí)卵圓形或橄欖形，青紅或黃紅色，較大，果徑30～45 mm，果高35～54 mm，鮮果大小14～30個(gè)/500 g，鮮出籽率47%，干籽含油率38%；花期11月～翌年1月，果熟期10月底，盛果期產(chǎn)油50 kg/667 m2以上。

所選砧木品種種子飽滿，發(fā)芽率高，晚霞平均籽大小263粒/500 g，朝霞平均籽大小275粒/500 g，秋霞平均籽大小262粒/500 g，赤霞平均籽大小267粒/500 g，均適宜做砧木。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 砧木的選擇

于2013年果實(shí)成熟時(shí)，篩選大粒飽滿的種子進(jìn)行沙藏，待2014年春天芽砧苗已長(zhǎng)好，便可進(jìn)行嫁接，削砧時(shí)胚根保留3～4 cm。

1.2.2 接穗的選擇

接穗選自采穗圃生長(zhǎng)健壯、芽體飽滿及沒有病蟲害的健康母株上，取已達(dá)半木質(zhì)化的新稍作接穗，嫁接前削成單芽莖段，長(zhǎng)2～3 cm，葉片保留1/2。

1.2.3 嫁接時(shí)期與方法

嫁接試驗(yàn)于2014年5月8日進(jìn)行，此時(shí)砧木與接穗已半木質(zhì)化，能經(jīng)受刀削。采用芽苗砧嫁接法。每個(gè)處理嫁接苗木1 000株。

1.2.4 接后管理

栽植后及時(shí)澆水，并加蓋薄膜罩。及時(shí)做好除草、除萌工作。

1.2.5 實(shí)驗(yàn)樣品采集時(shí)間及方法

嫁接后當(dāng)天開始取樣，以后每隔7 d采樣一次，共計(jì)9次。每次每個(gè)品種采樣80株。用液氮帶回實(shí)驗(yàn)室處理。

1.2.6 生理指標(biāo)測(cè)定方法

干物重的測(cè)定采用常壓干燥法測(cè)定[21]，酚類物質(zhì)含量測(cè)定采用分光光度法[22]，可溶蛋白含量的測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)法[23]測(cè)定，可溶性糖含量的測(cè)定采用蒽酮比色法[23]測(cè)定，過氧化物酶活性(POD)采用愈創(chuàng)木酚法[24]測(cè)定，超氧化物歧化酶活性(SOD)采用氮藍(lán)四唑(NBT)光還原法[20]測(cè)定，多酚氧化酶活性(PPO)采用鄰苯二酚法[25]測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007及SPSS19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

隸屬函數(shù)值的計(jì)算方法：如果某一指標(biāo)與嫁接親和性成正相關(guān)，則公式為：U(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)；如果某一指標(biāo)與嫁接親和性成負(fù)相關(guān)，則公式為：U(Xi)=1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)。

式中：Xi為指標(biāo)測(cè)定值，Xmin和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 油茶嫁接親和性指標(biāo)的相關(guān)性分析

對(duì)4個(gè)不同砧木的油茶嫁接苗的10個(gè)嫁接親和性指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)值(見表2)進(jìn)行相關(guān)分析，得到各親和性指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)矩陣(見表3)。由表2數(shù)據(jù)可知，4個(gè)不同砧木的10個(gè)指標(biāo)間雖然相關(guān)性表現(xiàn)為不顯著，但是各指標(biāo)間均存在著不同程度的相關(guān)性。

表2 油茶新品種嫁接親和性各指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)值?Table 2 Statistics of 10 indexes of grafting affinity of Camellia oleifera

表3 油茶嫁接親和性各指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)矩陣Table 3 Correlative coefficient matrix of 10 indexes of grafting affinity of Camellia oleifera

2.2 油茶嫁接親和性指標(biāo)主成分分析

主成分分析的特征值和貢獻(xiàn)率是選擇主成分的依據(jù)。將4個(gè)不同砧木油茶嫁接苗的10個(gè)與嫁接親和性相關(guān)的指標(biāo)轉(zhuǎn)化為10個(gè)主成分，各主成分的特征值和貢獻(xiàn)率見表4，其中，前3個(gè)主成分的特征值分別為4.989，2.780，2.232，貢獻(xiàn)率分別為49.886%，27.799%，22.315%，根據(jù)貢獻(xiàn)率大于85%的原則，選擇了前3個(gè)主成分，前3個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到了100%。因此，前3個(gè)主成分可以作為油茶嫁接親和性的重要主成分。

表4 油茶嫁接親和性各指標(biāo)的特征值和貢獻(xiàn)率Table 4 Eigen value and contribution rate of test indexes of grafting affinity of Camellia oleifera

由主成分分析的特征向量可以看出（見表5），第1主成分主要包括嫁接成活率、苗高和干物重，因此第1主成分主要反映嫁接苗木的成活率以及生長(zhǎng)特性；在第2主成分中，可溶性蛋白含量、POD活性、PPO活性及酚類物質(zhì)含量的特征向量值較大，反映出對(duì)應(yīng)砧木品種的嫁接苗體內(nèi)積累較多的可溶性蛋白以及抗氧化物酶活性較高；第3主成分主要包括含水量、可溶性糖含量、SOD活性，反映出對(duì)應(yīng)砧木品種的嫁接苗體內(nèi)的水分含量以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)狀況。

表5 主成分分析的特征向量Table 5 Characteristic vector by principal component analysis

表6 油茶嫁接親和性指標(biāo)的主成分值及綜合得分Table 6 Principle value and composite scores of grafting affinity of Camellia oleifera

由表6主成分值及綜合得分可知，在4個(gè)不同砧木品種中，赤霞作砧木的油茶嫁接苗在第1主成分中得分最高，說明以赤霞為砧木的油茶嫁接苗嫁接成活率及苗木長(zhǎng)勢(shì)最佳；秋霞作砧木的油茶嫁接苗在第2主成分中得分最高，說明以秋霞為砧木的油茶嫁接苗體內(nèi)可溶性蛋白呈較高水平，同時(shí)體內(nèi)清除活性氧自由基的酶活性較高；朝霞作砧木的油茶嫁接苗在第1主成分中得分最高，說明以朝霞為砧木的油茶嫁接苗體內(nèi)的水分含量以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富。從3個(gè)主成分的綜合得分及排序可以看出，綜合得分最高的品種為赤霞，秋霞和朝霞次之，晚霞最低。因此，4個(gè)不同砧木品種嫁接親和力由強(qiáng)到弱排序?yàn)椋撼嘞迹厩锵迹境迹就硐?。說明在4個(gè)品種中，赤霞作為砧木，與接穗晚霞的嫁接親和力最強(qiáng)，晚霞作為砧木，即本砧嫁接，嫁接親和力最弱。

2.3 油茶嫁接親和性指標(biāo)隸屬函數(shù)分析

植物嫁接親和性是一個(gè)復(fù)合性狀，用模糊數(shù)學(xué)的隸屬函數(shù)法對(duì)不同砧木油茶嫁接苗的嫁接親和性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，用不同砧木油茶嫁接苗的各指標(biāo)隸屬度的平均值作為嫁接親和性的綜合鑒定標(biāo)準(zhǔn)，隸屬度平均值越大，親和性越強(qiáng)。

由表7數(shù)據(jù)可知，朝霞、赤霞、秋霞、晚霞作砧木時(shí)，隸屬度的平均值分別為0.533 3，0.774 2，0.579 0，0.060 1，按照隸屬度平均值越大，親和性越強(qiáng)的原則，4個(gè)砧木品種嫁接親和力由強(qiáng)到弱排序?yàn)椋撼嘞迹厩锵迹境迹就硐?，與主成分分析結(jié)果一致。

表7 油茶嫁接親和性指標(biāo)隸屬函數(shù)值Table 7 Subordinate function value of grafting affinity of Camellia oleifera

3 結(jié)論與討論

嫁接親和性是決定嫁接能否成功的最主要因素，受植物本身營(yíng)養(yǎng)狀況、生理生化因子（酶、內(nèi)源激素等）、植物解剖結(jié)構(gòu)等內(nèi)因以及外部環(huán)境因子等影響，是一個(gè)極其復(fù)雜的過程[23-29]。本文采用主成分分析和隸屬函數(shù)法對(duì)油茶嫁接親和性進(jìn)行雙重綜合評(píng)價(jià)，使得出的結(jié)論更為客觀合理。

通過主成分分析和隸屬函數(shù)分析，10個(gè)親和性指標(biāo)應(yīng)用主成分分析歸納成3個(gè)主成分，前3個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率為100%，決定第1主成分大小的主要是嫁接成活率、苗高和干物重，決定第2成分大小的主要是可溶性蛋白含量、POD活性、PPO活性及酚類物質(zhì)含量，決定第3成分大小的主要是含水量、可溶性糖含量、SOD活性；主成分分析的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果與隸屬函數(shù)分析結(jié)果一致，4個(gè)不同砧木品種嫁接親和力由強(qiáng)到弱排序?yàn)椋撼嘞迹厩锵迹境迹就硐肌?/p>

本研究結(jié)果還表明，非本砧嫁接的親和性由于本砧嫁接，所以無論是嫁接成活率還是苗木生長(zhǎng)情況，非本砧嫁接均優(yōu)于本砧嫁接，這與龍偉等研究結(jié)果“本砧嫁接的苗木存活率最高”不一致，但與其研究結(jié)果“非本砧嫁接組合的苗高和地徑均高于本砧嫁接組合”是一致的[17]。

本研究?jī)H從形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)方面研究了嫁接親和性的影響，還有待從分子生物學(xué)方面進(jìn)行深入研究。

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