6個雜柑品種與4種砧木嫁接親和性初步評價

王 敏，楊 蕾，李勛蘭，蔡智勇，洪 林，唐曉華

(1 重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所，重慶，401329；2 重慶市農(nóng)業(yè)農(nóng)村委員會，重慶，401120)

雜柑系柑桔種屬間自然或人工雜交的后代，兼有橙、桔或柚的營養(yǎng)、風(fēng)味或果實易剝皮等特性，可鮮食可加工[1]。嫁接親和性是衡量砧木優(yōu)劣的重要指標(biāo)，它直接影響嫁接苗的出圃質(zhì)量和栽培后的生長適應(yīng)性，是柑桔砧木在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用的限制性影響因子之一。親和性較好的優(yōu)良砧木不僅能提高果樹果實品質(zhì)，調(diào)整成熟期，增強抗病性和抗逆性，還能在中等管理水平下保持長時間的豐產(chǎn)性能[2]。我國柑桔種苗繁育和生產(chǎn)栽培上應(yīng)用的砧木以枳(Poncirustrifoliata)、卡里佐枳橙(P.trifoliata×Citrussinensis)、紅桔(C.tangerine)、資陽香橙(C.junos)為主。枳做砧木具有嫁接成活率高，樹苗矮化、抗腳腐病和衰退病等優(yōu)點，但嫁接后期容易出現(xiàn)不親和現(xiàn)象[3]；卡里佐枳橙做砧木常表現(xiàn)須根發(fā)達，生長速度快，耐旱性和耐寒性較好[4]；紅桔做砧木適宜于堿性紫色土，耐旱性和耐寒性良好，但常表現(xiàn)結(jié)果晚且豐產(chǎn)性差[5]；資陽香橙做砧木耐旱、耐寒和耐酸堿性較好，常表現(xiàn)早結(jié)豐產(chǎn)且矮化[6-7]。

砧穗嫁接體的生長形態(tài)指標(biāo)，如株高、冠幅、穗砧直徑比、末節(jié)枝梢數(shù)等，已在核桃[8]、獼猴桃[9]、棗樹[10]及柑桔[11]等植物上作為嫁接親和性的評價指標(biāo)。可溶性糖和可溶性蛋白是植物體內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，過氧化物酶在嫁接愈合過程中參與木質(zhì)素的合成，多酚氧化酶參與隔離層的形成與分解，它們都是研究植物嫁接親和性的重要指標(biāo)[12-14]。光合作用是作物產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)，葉片是光合作用的主要部位，而氣孔是植物與外界環(huán)境進行CO2和水蒸氣交換的重要通道，它的傳導(dǎo)性不僅影響光合作用和蒸騰作用，還將改變水分利用率[15-16]。已有研究者通過測定相關(guān)光合參數(shù)對茶樹[17]、核桃[18]及柑桔[19]等的嫁接親和性進行評價。綜合利用植株的生長指標(biāo)、生理生化指標(biāo)及光合參數(shù)對柑桔砧穗組合親和性進行研究的報道還較少。本研究在比較3年生嫁接苗的相關(guān)生長形態(tài)、內(nèi)在生理生化變化及葉片光合生理的差異的基礎(chǔ)上，利用主成分分析法和隸屬函數(shù)法構(gòu)建綜合評價方案，對6個雜柑品種與4種砧木的嫁接親和性進行初步評價，以期為6個雜柑品種在重慶栽培選擇適宜的砧木做參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以W·默科特(W·Murcott)，金塊(Gold Nugget)，莎斯特金(Thasta Gold)，塔荷金(Tahoe Gold)，探戈(Tango)及尤斯邁特金(Yosemite Gold)為接穗品種，以枳、卡里佐枳橙、紅桔及資陽香橙實生苗為砧木，共24個砧穗組合，采用芽接法培育嫁接苗。2017年4月，將各組合1年生嫁接苗定植于重慶市江津區(qū)先鋒鎮(zhèn)(海拔290 m)，每一組合設(shè)置9次單株重復(fù)，進行規(guī)范管理。2019年測定各項指標(biāo)。

1.2 試驗方法

1.2.1 生長指標(biāo)的測定 2019年12月進行測定。利用卷尺測定地面至植株徑向生長的至高點，記為株高；樹冠半徑取東西徑和南北徑的均值，按圓形面積計算出樹冠投影面積，記為冠幅[20]；統(tǒng)計植株末節(jié)枝梢數(shù)的總數(shù)，記為末節(jié)枝梢數(shù)；測定嫁接口上5 cm處粗度(穗直徑)和嫁接口下5 cm處粗度(砧直徑)，計算穗砧直徑比(穗直徑/砧直徑)。

1.2.2 生理指標(biāo)的測定 2019年4月、8月和12月分別從每株樹的四個不同方位的新梢上采集1～2片功能完全葉(第3—5片)，裝入自封袋內(nèi)，置于冰上帶回實驗室進行相關(guān)指標(biāo)測定。可溶性糖(SS)含量測定采用蒽酮比色法測定，可溶性蛋白(SP)含量測定采用考馬斯亮藍法，過氧化物酶(POD)活性測定采用愈創(chuàng)木酚法，多酚氧化酶(PPO)活性測定采用比色法[21-22]。

1.2.3 光合參數(shù)的測定 選晴天采用GFS 3000便攜式光合系統(tǒng)(Walz公司，德國)對植株進行光合參數(shù)測定。儀器參數(shù)設(shè)定為：光照強度1 200 lx，CO2濃度0.04%(400 ppm)，溫度28 ℃，相對濕度60%。選取生長基本一致且生長狀況基本能代表該砧穗組合生長狀況的3株樹，取樹冠外圍新梢上生長、受光方向均較為一致且完全展開的第3—5片成熟葉，于上午10：00—11：00測定凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導(dǎo)度(Gs)和胞間CO2濃度(Ci)等光合參數(shù)，并計算水分利用率(WUE，WUE=Pn/Tr)[23]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

2 結(jié)果與分析

2.1 單項指標(biāo)比較

2.1.1 生長指標(biāo) W·默科特、金塊和尤斯邁特金以資陽香橙砧的冠幅最大，莎斯特金和探戈以卡里佐枳橙為砧的冠幅最大，塔荷金以紅桔為砧的冠幅最大。塔荷金以紅桔為砧的株高最大，其他接穗品種以卡里佐枳橙為砧的株高最大。穗砧直徑比越接近于1，砧穗組合的親和性可能越好。塔荷金和尤斯邁特金各砧穗組合的穗砧直徑比最大值分別僅為0.77(塔荷金/枳)和0.76(尤斯邁特金/卡里佐枳橙)，明顯低于1；其他接穗品種以紅桔為砧的穗砧直徑比最接近于1。同一接穗品種在不同砧木上的末節(jié)枝梢數(shù)存在顯著差異，其中，W·默科特和塔荷金均表現(xiàn)為紅桔>資陽香橙>卡里佐枳橙>枳(見圖1)。

注：A.W·默科特，B.金塊，C.莎斯特金，D.塔荷金，E.探戈，F(xiàn).尤斯邁特金。同組(品種)內(nèi)數(shù)柱上小寫字母不同表示差異顯著(p<0.05)。圖2和圖3同。

2.1.2 生理指標(biāo) SS和SP是植物體內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，嫁接愈合過程中可提供營養(yǎng)物質(zhì)與能量[26]。葉片SS含量，W·默科特和莎斯特金以枳為砧的較高，塔荷金和尤斯邁特金以資陽香橙為砧的較高，金塊以卡里佐枳橙為砧的最高。同一接穗品種在不同砧木上的葉片SP含量存在顯著差異，其中，金塊以枳為砧的最低。POD在嫁接愈合過程中參與木質(zhì)素的合成，PPO參與隔離層的形成與分解[27-28]。同一接穗品種在不同砧木上的葉片POD活性存在顯著差異，其中，金塊以資陽香橙為砧的最高。葉片PPO活性，探戈、尤斯邁特金和金塊以資陽香橙為砧的較高，W·默科特和莎斯特金以枳為砧的PPO活性較高，金塊以紅桔砧的PPO活性顯著較低(見圖2)。

圖2 6個雜柑品種采用不同砧木的生理指標(biāo)差異

2.1.3 光合參數(shù) 同一接穗品種在不同砧木上的葉片蒸騰速率(Tr)差異情況與氣孔導(dǎo)度(Gs)的差異情況基本一致。莎斯特金、塔荷金和尤斯邁特金以枳為砧的Tr和Gs均較高，以紅桔為砧的均最??；W·默科特以紅桔為砧、金塊以卡里佐枳橙為砧的Tr和Gs較高；探戈以枳為砧的Gs最大，以資陽香橙為砧的Tr最大。金塊、塔荷金及尤斯邁特金均表現(xiàn)為在不同砧木上的凈光合速率(Pn)差異情況與Gs差異情況一致。水分利用效率(WUE)是光合和蒸騰共同作用的結(jié)果，W·默科特、金塊及塔荷金均是以枳為砧的WUE較高，其中，W·默科特各砧穗組合的WUE差異規(guī)律與Pn差異規(guī)律一致；莎斯特金以卡里佐枳橙為砧的WUE較高，差異規(guī)律與Pn一致。胞間CO2濃度(Ci)，W·默科特和金塊均是以資陽香橙為砧的較高，以枳為砧的較低(見圖3)。

圖3 6個雜柑品種采用不同砧木的光合參數(shù)差異

2.2 綜合評價

2.2.1 主成分分析 以各個測定指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)為原始數(shù)據(jù)進行主成分分析，對各接穗品種分別提取初始特征值大于1的主成分，發(fā)現(xiàn)各接穗品種初始特征值大于1的主成分均為3個，且其累積貢獻率均達到100%，完整地將原有13個單項指標(biāo)的信息轉(zhuǎn)化為3個相互獨立主成分，可利用這些主成分代替原有的多項指標(biāo)對砧穗組合親和性進行下一步的評價。同時，根據(jù)各主成分的貢獻率大小計算得到權(quán)重系數(shù)(見表1)。

表1 雜柑品種砧穗組合親和性相關(guān)測定指標(biāo)的主成分分析結(jié)果

2.2.2 綜合評價 在主成分分析基礎(chǔ)上，利用隸屬函數(shù)法得到隸屬函數(shù)值，最后通過公式得到綜合值，綜合值越大，其親和性越好，反之越差。不同砧木的W·默科特的綜合值表現(xiàn)為紅桔>資陽香橙>卡里佐枳橙>枳，不同砧木的金塊的綜合值表現(xiàn)為卡里佐枳橙>資陽香橙>枳>紅桔，不同砧木的莎斯特金的綜合值表現(xiàn)為卡里佐枳橙>枳>資陽香橙>紅桔，不同砧木的塔荷金的綜合值表現(xiàn)為枳>卡里佐枳橙>資陽香橙>紅桔，不同砧木的探戈和尤斯邁特金的綜合值均表現(xiàn)為資陽香橙>枳>卡里佐枳橙>紅桔。即，W·默科特以紅桔為砧，金塊和莎斯特金以卡里佐枳橙為砧，塔荷金以枳為砧，探戈和尤斯邁特金以資陽香橙為砧的親和性最好(見表2)。

表2 6個雜柑品種與不同砧木嫁接親和性的綜合評價結(jié)果

3 討論與結(jié)論

親和性是影響植物嫁接能否成活的主要因素，是受內(nèi)在因素如營養(yǎng)狀況、生理生化因子及外部環(huán)境因子等影響的極其復(fù)雜的復(fù)合性狀[14]。植物嫁接成活后砧穗愈合成一個整體，由于兩者之間在生理生化特性、解剖結(jié)構(gòu)和代謝方式上存在差異，對嫁接苗的生長、生理生化及光合特性有一定的影響，因此可利用它們對砧穗組合間親和性進行評價[13]。

生長指標(biāo)如株高、冠幅、穗/砧直徑比及末節(jié)枝梢數(shù)等一定程度上可直觀反映出嫁接苗的嫁接親和性強弱。本試驗中，各接穗品種的株高均是以卡里佐枳橙為砧的最大，以枳為砧的最小(塔荷金例外)；冠幅是以資陽香橙或卡里佐枳橙為砧的最大，而末節(jié)枝梢數(shù)是以卡里佐枳橙為砧的較多；穗砧直徑比是以紅桔為砧的較為接近于1，即嫁接成活后接穗與砧木的橫向生長速度較為接近，親和性可能較好。這表明，單項指標(biāo)的評價存在較大弊端，無法對砧穗親和性差異作出準(zhǔn)確判斷。

植物的代謝產(chǎn)物如POD[29-30]、PPO[31]、SS和SP[32]等活性或含量的變化差異，一定程度上可以反映出砧穗親和性的強弱。本試驗中，各接穗品種以資陽香橙為砧的POD活性較高，以紅桔為砧的POD活性相對較低；以紅桔為砧的PPO活性均較低，以枳或資陽香橙為砧的的PPO活性較高。若以POD活性較高作為親和性較好的評價指標(biāo)，所得結(jié)果將與以PPO活性較低時親和性較好的結(jié)果相反，進一步說明單一指標(biāo)評價親和性的不可靠。SS和SP均是植物體內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，受到脅迫時對細(xì)胞膜和原生質(zhì)體具有保護作用[26，33]。嫁接苗中SS和SP含量較高時均有利于嫁接體的成活[34，35]。本試驗中，各接穗品種以卡里佐枳橙為砧的的SP含量較高，以資陽香橙為砧的SP含量較低；金塊以卡里佐枳橙為砧的SS含量較高。光合作用是作物產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)，葉片光合性能的強弱影響光合產(chǎn)物的形成、運轉(zhuǎn)、積累與分配，最終影響作物產(chǎn)量。本試驗中，各接穗品種以枳為砧的Gs較大，以紅桔為砧的Gs相對較小(W·默科特、金塊例外)；以資陽香橙為砧的Ci較高，以枳或紅桔為砧的Ci較低。Pn、Tr及受它們影響的WUE，均表現(xiàn)為以枳或卡里佐枳橙為砧的較大，以紅桔為砧的較小。

本研究在測定不同砧穗組合嫁接樹的生長指標(biāo)、生理生化指標(biāo)及葉片光合參數(shù)的基礎(chǔ)上，以主成分分析法對上述指標(biāo)進行降維，再通過模糊數(shù)學(xué)方法中的隸屬函數(shù)法求取綜合值，實現(xiàn)綜合評價。結(jié)果顯示，W·默科特與紅桔砧的親和性較好，莎斯特金與卡里佐枳橙砧的親和性較好，尤斯邁特金與資陽香橙砧的親和性較好，此結(jié)果與相關(guān)生長指標(biāo)分析結(jié)果基本一致，即以上砧穗組合的冠幅較大、株高較高、末節(jié)枝梢數(shù)較多及穗砧直徑比較為接近于1；塔荷金與枳砧的嫁接親和性較好，探戈與資陽香橙砧的親和性較好，此結(jié)果與相關(guān)光合參數(shù)的分析結(jié)果基本一致，即與相同接穗不同砧木組合相比，以上組合的光合參數(shù)均較大，符合親和性較好的表現(xiàn)；金塊與卡里佐枳橙砧的親和性較好，此結(jié)果與生理指標(biāo)和光合參數(shù)的分析結(jié)果均較為相符。

綜上所述，僅利用單項指標(biāo)或單獨某類指標(biāo)對柑桔砧穗組合的親和性進行評價均難以得到科學(xué)準(zhǔn)確的結(jié)果，而利用綜合評價方法將不同類型的多項指標(biāo)進行整合分析，可得到科學(xué)合理且可靠的結(jié)果。