不同砧穗組合對(duì)豆瓣菜扦插苗生理特性及硒積累的影響

黃科文，李克強(qiáng)，劉 繼，歲立云，劉 磊，王 鋌，鄭陽霞，林立金，廖明安，*

(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，四川 成都 611130； 2.成都市農(nóng)林科學(xué)院，四川 成都 611130； 3.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 果蔬研究所，四川 成都 611130)

硒(Se)是一種必需微量元素，參與了動(dòng)植物體的多種代謝途徑[1]。我國是典型的缺硒國家，有72%的人口存在著不同程度的缺硒現(xiàn)象[2]，適當(dāng)增加攝硒量對(duì)增強(qiáng)國民體質(zhì)、預(yù)防缺硒疾病具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。盡管我國相繼研發(fā)出了種類繁多的富硒農(nóng)產(chǎn)品[3]，但大部分為非聚硒類植物，對(duì)硒的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)能力較差[4]。通過適宜的農(nóng)藝措施來增強(qiáng)植物對(duì)硒的富集能力可以充分利用有限的硒資源。嫁接是將一株植物的砧木與另一株植物的接穗連接起來，通過組織愈合共同發(fā)育形成新植株的無性繁殖技術(shù)，在我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有悠久的歷史[5]。適宜的砧穗組合不僅能夠提高植物的抗逆性[6]，還能影響植物對(duì)礦質(zhì)元素的吸收[7-8]，在農(nóng)作物和園藝植物中均有廣泛的應(yīng)用。在嫁接共生體的生長(zhǎng)發(fā)育中，接穗所需的水分和礦質(zhì)營養(yǎng)均由砧木供給[9]。傳統(tǒng)的嫁接理論認(rèn)為，砧木(異源根)對(duì)土壤元素的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)是決定接穗生長(zhǎng)發(fā)育的主要原因。但越來越多的研究指出，嫁接并非簡(jiǎn)單的換根，砧木和接穗在嫁接共生體中存在著復(fù)雜的砧穗互作效應(yīng)[10]，除營養(yǎng)物質(zhì)和同化產(chǎn)物以外，在砧穗間還存在著多種信號(hào)物質(zhì)和遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)，在嫁接苗的生長(zhǎng)代謝中發(fā)揮著同樣重要的作用[11-13]。扦插是以植株的一部分離體器官為材料，利用植物的細(xì)胞全能性使其長(zhǎng)成完整植株的繁殖手段，具有操作簡(jiǎn)易、成活率高，以及完全保持母株遺傳性的特點(diǎn)[14]。若以嫁接苗的接穗為材料進(jìn)行扦插，不僅可以快速繁殖，節(jié)省育苗成本，還能在保持接穗遺傳性狀完整的基礎(chǔ)上排除異源根的干擾，客觀真實(shí)地反映出嫁接對(duì)接穗生長(zhǎng)發(fā)育的影響。豆瓣菜(Nasturtiumofficinale)俗稱西洋菜，為十字花科水生草本植物，在我國各地均有分布，具有生長(zhǎng)勢(shì)旺、抗逆性強(qiáng)、扦插成活率高等優(yōu)點(diǎn)，在沿海地區(qū)常用作綠葉水生蔬菜栽培[15-16]。另外，豆瓣菜對(duì)外源硒的耐受范圍廣，富集能力強(qiáng)，是一種次生硒富集植物，當(dāng)外源硒濃度為10 mg·kg-1時(shí)可以顯著促進(jìn)豆瓣菜的生長(zhǎng)[17]。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，以不同陸生十字花科植物為砧木、豆瓣菜為接穗嫁接處理一個(gè)月后，截取接穗幼嫩枝條扦插在鎘污染土壤中，豆瓣菜扦插苗的生長(zhǎng)和鎘含量具有顯著差異[18]。這暗示了嫁接具有影響豆瓣菜抗逆性和離子吸收的作用，但關(guān)于其對(duì)硒積累的影響未見報(bào)道。因此，本試驗(yàn)以豆瓣菜為接穗，青菜、油菜、蘿卜、蔊菜、青花菜5種十字花科植物為砧木，在硒(10 mg·kg-1)處理下，研究了不同砧木對(duì)豆瓣菜扦插苗硒富集特性的影響，以期篩選出可以有效促進(jìn)豆瓣菜生長(zhǎng)和 硒積累的砧穗組合，為揭示砧穗互作的生理機(jī)制提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試豆瓣菜嫩枝取自四川農(nóng)業(yè)大學(xué)成都校區(qū)周圍農(nóng)田，青菜品種為甜脆小白菜(不結(jié)球)，油菜品種為德5油319，蘿卜品種為胭脂紅2號(hào)，青花菜品種為綠洲西蘭花，蔊菜品種為無瓣蔊菜。

供試土壤為水稻土，取自四川農(nóng)業(yè)大學(xué)成都校區(qū)農(nóng)田(30°71′N，103°86′E)，pH值7.42，有機(jī)質(zhì)31.73 g·kg-1，全氮1.05 g·kg-1，全磷0.37 g·kg-1，全鉀25.71 g·kg-1，堿解氮56.13 mg·kg-1，速效磷17.15 mg·kg-1，速效鉀56.65 mg·kg-1，全硒0.35 mg·kg-1。待土壤自然風(fēng)干后碾碎，稱取4.0 kg裝于21 cm×20 cm(高×直徑)的塑料盆內(nèi)，加入分析純Na2SeO3溶液，使土壤硒濃度為10 mg·kg-1，保持土壤田間持水量的80%，自然放置平衡4周，不定期翻土使土壤充分混合均勻。

1.2 試驗(yàn)方法

2016年11月，將豆瓣菜嫩枝扦插于持淹水狀態(tài)的土壤(未添加硒)中繁育，生長(zhǎng)期間及時(shí)澆水并預(yù)防病蟲害，每2周澆灌一次N 15%、P2O515%、K2O 15%的復(fù)合肥水溶液。青菜、油菜、蘿卜、蔊菜、青花菜種子分別撒播于含濕潤基質(zhì)的穴盤中，于25 ℃、4 000 lx光照強(qiáng)度下育苗，待5種幼苗高約8～9 cm，5～6片真葉展開時(shí)，分別移栽至21 cm×20 cm(高×直徑)的塑料盆中栽培(未添加硒土壤)，適應(yīng)1周后進(jìn)行嫁接處理。用枝剪將青菜、油菜、蘿卜、蔊菜、青花菜幼苗從離地約4 cm處剪斷并保留砧木真葉，取2 cm長(zhǎng)的豆瓣菜莖尖為接穗，采用劈接法嫁接。以嫁接帶將砧木與接穗連接固定后，用透明塑料袋罩住整株植株防風(fēng)保濕，待嫁接苗成活后及時(shí)去掉嫁接帶和塑料袋，不定期澆水，使土壤田間持水量保持在60%左右，拔除雜草并預(yù)防病蟲害。待嫁接苗成活30 d后，在溫度為25 ℃、光照強(qiáng)度為4 000 lx的溫室中，分別取青菜、油菜、蘿卜、蔊菜、青花菜為砧木，以及未嫁接的豆瓣菜嫩枝(5 cm左右)，扦插于硒處理土壤中栽培，分別記為青菜砧木、油菜砧木、蘿卜砧木、蔊菜砧木、青花菜砧木，以及未嫁接，每盆扦插3株豆瓣菜，每個(gè)處理重復(fù)6次。栽培期間及時(shí)澆水，保持土壤始終持淹水狀態(tài)，不定期更換盆與盆的位置以減弱邊際效應(yīng)的影響，及時(shí)去除雜草并防治病蟲害，待扦插60 d后收獲材料。

1.3 樣品收集與測(cè)定分析

2017年3月，采集豆瓣菜中上部功能葉，剪碎，稱取0.10 g鮮樣以乙醇-丙酮提取法[19]測(cè)量其葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素含量；稱取0.20 g鮮樣于冰浴條件下使用磷酸緩沖液提取酶液后，分別采用氮藍(lán)四唑法[19]、愈創(chuàng)木酚法[19]、高錳酸鉀滴定法[19]和考馬斯亮藍(lán)染色法[19]測(cè)量豆瓣菜葉片的超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)活性，以及可溶性蛋白含量。之后整株收獲豆瓣菜，經(jīng)自來水反復(fù)沖洗干凈后用去離子水潤洗3次，分別將豆瓣菜根、莖、葉于110 ℃殺青15 min后，80 ℃條件下烘干至質(zhì)量不變，稱取質(zhì)量。烘干樣品經(jīng)粉碎、過篩后，分別稱取0.20 g，采用蒽酮比色法[19]測(cè)定豆瓣菜根、莖、葉的可溶性糖含量。另分別稱取1.00 g樣品，經(jīng)硝酸-高氯酸溶液消煮至透明后定容，并采用氫化物原子熒光光譜法測(cè)定豆瓣菜扦插苗根、莖、葉的硒含量[20]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用DPS進(jìn)行方差分析，對(duì)有顯著差異，采用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)=植物地上部分硒含量/根系硒含量，硒積累量=植物硒含量×植物生物質(zhì)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同砧穗組合對(duì)豆瓣菜扦插苗生物量的影響

由表1可知，與對(duì)照相比，以青花菜、蘿卜、油菜為砧木嫁接后顯著(P<0.05)提高了豆瓣菜扦插苗各部位的生物量，其中，以青花菜為砧木的嫁接處理使其根系和地上部分的生物量最大，分別較對(duì)照提高了23.96%和28.06%。以青菜為砧木嫁接后，豆瓣菜扦插苗根系和地上部分的生物量分別較對(duì)照顯著(P<0.05)降低了29.17%和32.96%。而以蔊菜為砧木的嫁接處理對(duì)豆瓣菜扦插苗根系和地上部分的生物量無顯著影響。就豆瓣菜扦插苗的根冠比而言，各處理與對(duì)照均無顯著差異。

表1 不同砧穗組合對(duì)單株豆瓣菜扦插苗生物量的影響

Table1Effects of different rootstock combinations on biomass ofN.officinalecuttings per plant

處理Treatment根系Roots/g莖稈Stems/g葉片Leaves/g地上部分Shoots/g 根冠比Roots/shoots ratio未嫁接Un-grafted0.480±0.015 c0.443±0.022 b0.618±0.044 c1.062±0.065 c0.453±0.016 ab青菜砧木Brassica chinensis stock0.340±0.008 d0.290±0.021 d0.422±0.032 d0.712±0.049 d0.479±0.023 a油菜砧木Brassica napus stock0.561±0.017 b0.513±0.028 a0.805±0.033 a1.318±0.056 ab0.426±0.007 b蘿卜砧木Raphanus sativus stock0.538±0.010 b0.501±0.059 a0.731±0.037 b1.232±0.080 b0.438±0.025 b蔊菜砧木Rorippa dubia stock0.479±0.012 c0.389±0.026 c0.616±0.068 c1.005±0.081 c0.479±0.016 a青花菜砧木Brassica oleracea stock0.595±0.037 a0.548±0.060 a0.812±0.041 a1.360±0.097 a0.438±0.027 b

數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；同一列數(shù)據(jù)后沒有相同小寫字母表示不同處理間某指標(biāo)差異顯著(P<0.05)。下同。

The data was the mean value±standard deviation. Different lowercase letters after the data in the same column indicated that there was significant (P<0.05) difference among different treatments. The same as below.

2.2 不同砧穗組合對(duì)豆瓣菜扦插苗光合色素含量的影響

由表2可知，以青菜、油菜、蘿卜、青花菜為砧木嫁接后，豆瓣菜扦插苗的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量均顯著(P<0.05)高于對(duì)照，而以蔊菜為砧木的嫁接處理對(duì)其影響均不顯著。豆瓣菜扦插苗的葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總量在以青花菜為砧木的嫁接處理下達(dá)到最大值，分別較對(duì)照提高了28.52%、29.77%、28.77%。與對(duì)照相比，只有以蔊菜為砧木的嫁接處理對(duì)豆瓣菜扦插苗的類胡蘿卜素含量無顯著影響，其余嫁接處理顯著(P<0.05)提高了豆瓣菜扦插苗的類胡蘿卜素含量。另外，就豆瓣菜扦插苗的葉綠素a/b而言，各處理間均無顯著差異。

2.3 不同砧穗組合對(duì)豆瓣菜扦插苗抗氧化酶活性、丙二醛及可溶性蛋白含量的影響

由表3可知，與對(duì)照相比，只有以青菜和蘿卜為砧木的嫁接處理顯著(P<0.05)提高了豆瓣菜扦插苗的SOD活性，并分別較對(duì)照提高了29.77%和28.77%，其他嫁接處理對(duì)其無顯著影響。對(duì)豆瓣菜扦插苗的POD而言，只有以蔊菜為砧木嫁接后，豆瓣菜扦插苗的POD活性較對(duì)照顯著(P<0.05)降低了26.57%，其他嫁接處理對(duì)其影響不顯著。另外，除了以蔊菜為砧木的嫁接處理使豆瓣菜扦插苗的CAT活性與對(duì)照無顯著差異外，其余嫁接處理均顯著(P<0.05)提高了其CAT活性。其中，以青菜和青花菜為砧木的嫁接處理使豆瓣菜扦插苗的CAT活性顯著(P<0.05)高于其他處理，分別較對(duì)照提高了57.46%和49.78%。與對(duì)照相比，以青花菜為砧木嫁接后，豆瓣菜扦插苗的丙二醛含量較對(duì)照顯著(P<0.05)降低了31.92%，可溶性蛋白含量較對(duì)照顯著(P<0.05)提高了172.74%，而其他嫁接處理對(duì)豆瓣菜扦插苗的丙二醛和可溶性蛋白含量均無顯著影響。

表2 不同砧穗組合對(duì)豆瓣菜扦插苗光合色素含量的影響

Table2Effects of different rootstock combinations on photosynthetic pigment content ofN.officinalecuttings

處理Treatment葉綠素aChlorophyll a/(mg·g-1)葉綠素bChlorophyll b/(mg·g-1)總?cè)~綠素Total chlorophyll/(mg·g-1)葉綠素a/bChlorophyll a/b類胡蘿卜素Carotenoid/(mg·g-1)未嫁接Un-grafted2.595±0.079 c0.776±0.032 c3.371±0.106 c3.346±0.088 a0.669±0.022 c青菜砧木Brassica chinensis stock3.051±0.079 b0.930±0.027 b3.981±0.101 b3.283±0.069 a0.749±0.018 b油菜砧木Brassica napus stock3.259±0.086 a0.982±0.038 a4.241±0.118 a3.322±0.081 a0.816±0.030 a蘿卜砧木Raphanus sativus stock2.971±0.124 b0.912±0.035 b3.883±0.151 b3.260±0.094 a0.727±0.053 b蔊菜砧木Rorippa dubia stock2.533±0.087 c0.775±0.031 c3.308±0.111 c3.269±0.095 a0.636±0.021 c青花菜砧木Brassica oleracea stock3.335±0.106 a1.007±0.034 a4.341±0.134 a3.314±0.070 a0.811±0.026 a

表3 不同砧穗組合對(duì)豆瓣菜扦插苗抗氧化酶活性、丙二醛及可溶性蛋白含量的影響

Table3Effects of different rootstock combinations on antioxidant enzyme activities， malondialdehyde and soluble protein content ofN.officinalecuttings

處理TreatmentSOD活性SOD activity/(U·g-1)POD活性POD activity/(U·g-1·min-1)CAT活性CAT activity/(mg·g-1·min-1)丙二醛含量Malondialdehydecontent/(μmol·kg-1)可溶性蛋白含量Soluble proteincontent/(mg·g-1)未嫁接Un-grafted306.8±22.3 c7045±749 ab1.824±0.143 d55.39±4.47 ab3.408±0.573 bc青菜砧木Brassica chinensis stock363.9±21.6 a7540±980 ab2.872±0.186 a57.17±2.83 a2.727±0.349 c油菜砧木Brassica napus stock298.4±21.3 c6311±696 bc2.426±0.198 b51.61±1.91 b4.034±0.202 b蘿卜砧木 Raphanus sativus stock342.7±22.5 ab8089±569 a2.199±0.134 c56.38±2.24 a3.896±0.578 b蔊菜砧木 Rorippa dubia stock311.9±29.6 c5173±358 c1.727±0.202 d52.08±1.54 b4.184±0.748 b青花菜砧木 Brassica oleracea stock317.3±24.7 bc7154±181 ab2.732±0.149 a37.71±0.88 c9.295±0.951 a

2.4 不同砧穗組合對(duì)豆瓣菜扦插苗可溶性糖含量的影響

由表4可知，豆瓣菜扦插苗根系的可溶性糖含量從大到小的順序依次為蘿卜砧木>油菜砧木>蔊菜砧木>青菜砧木>青花菜砧木>未嫁接；豆瓣菜扦插苗地上部分的可溶性糖含量從大到小依次為蘿卜砧木>未嫁接>青花菜砧木>青菜砧木>油菜砧木>蔊菜砧木。其中，以蘿卜為砧木嫁接后，豆瓣菜扦插苗根系和地上部分的可溶性糖含量均顯著(P<0.05)高于其他處理，分別較對(duì)照提高了164.62%和111.51%。以青菜、油菜、蔊菜為砧木的嫁接處理使豆瓣菜扦插苗地上部分的可溶性糖含量分別較對(duì)照顯著(P<0.05)降低13.49%、22.77%、26.86%。

2.5 不同砧穗組合對(duì)豆瓣菜扦插苗硒含量的影響

由表5可知，以5種砧木嫁接后，豆瓣菜扦插苗根系的硒含量均顯著(P<0.05)高于對(duì)照，其中以蘿卜為砧木的嫁接處理使豆瓣菜扦插苗根系的硒含量最高，較對(duì)照提高了28.58%。就豆瓣菜扦插苗的地上部分而言，以青菜、蘿卜、蔊菜為砧木嫁接使豆瓣菜扦插苗地上部分的硒含量分別較對(duì)照顯著(P<0.05)提高了28.83%、36.36%、15.94%，而以青花菜為砧木的嫁接處理使其較對(duì)照顯著(P<0.05)降低了12.60%。另外，與對(duì)照相比，以蘿卜為砧木嫁接可使豆瓣菜扦插苗的硒轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)顯著(P<0.05)高于對(duì)照，而以油菜和青花菜為砧木嫁接則顯著(P<0.05)降低了其轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)，其他處理對(duì)豆瓣菜扦插苗轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)的影響不顯著。

2.6 不同砧穗組合對(duì)豆瓣菜扦插苗硒積累量的影響

硒積累量反映了植物對(duì)土壤硒的富集能力，與植物的生長(zhǎng)及硒吸收能力密切相關(guān)。由表6可知，只有以青菜為砧木的嫁接處理使豆瓣菜扦插苗根系的硒積累量顯著(P<0.05)低于對(duì)照，其他處理對(duì)其具有顯著(P<0.05)的提升作用。其中，以青花菜為砧木的嫁接處理使豆瓣菜扦插苗根系的硒積累量達(dá)到最大值，較對(duì)照提高了52.01%。對(duì)豆瓣菜扦插苗地上部分的硒積累量而言，以油菜、蘿卜為砧木嫁接分別使其較對(duì)照顯著(P<0.05)提高了28.69%、58.24%，而其他處理下豆瓣菜扦插苗地上部分的硒積累量與對(duì)照無顯著差異。

表4 不同砧穗組合對(duì)豆瓣菜扦插苗可溶性糖含量的影響

Table4Effects of different rootstock combinations on soluble sugar content ofN.officinalecuttings %

處理Treatment根系Roots莖稈Stems葉片leaves地上部分Shoots未嫁接Un-grafted1.30±0.09 d10.29±0.76 c6.31±0.57 b8.08±0.70 b青菜砧木Brassica chinensis stock1.68±0.17 c11.20±0.89 b4.34±0.43 d6.99±0.59 c油菜砧木Brassica napus stock3.05±0.16 b8.00±0.38 d5.03±0.29 c6.24±0.32 d蘿卜砧木Raphanus sativus stock3.44±0.23 a14.68±0.69 a18.62±0.76 a17.09±0.73 a蔊菜砧木Rorippa dubia stock1.71±0.20 c7.03±0.65 e5.23±0.50 c5.91±0.54 d青花菜砧木Brassica oleracea stock1.40±0.14 d8.46±0.76 d6.77±0.58 b7.47±0.65 bc

表5 不同砧穗組合對(duì)豆瓣菜扦插苗硒含量的影響

Table5Effects of different rootstock combinations on Se content ofN.officinalecuttings

處理Treatment根系Roots/(mg·kg-1)莖稈Stems/(mg·kg-1)葉片Leaves/(mg·kg-1)地上部分Shoots/(mg·kg-1)轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)Transfer coefficient未嫁接Un-grafted38.24±2.77 d6.76±0.39 de8.38±0.37 c7.70±0.39 d0.202±0.013 b青菜砧木Brassica chinensis stock47.57±1.59 ab9.96±0.65 b9.90±0.42 b9.92±0.51 b0.209±0.007 ab油菜砧木Brassica napus stock43.79±1.77 c7.22±0.27 d8.49±0.53 c7.99±0.43 d0.183±0.008 c蘿卜砧木Raphanus sativus stock49.17±2.20 a10.55±0.56 a10.47±0.70 a10.50±0.64 a0.214±0.008 a蔊菜砧木Rorippa dubia stock45.11±2.49 bc8.03±0.58 c9.49±0.43 b8.93±0.48 c0.198±0.008 b青花菜砧木Brassica oleracea stock46.87±1.98 ab6.55±0.29 e6.86±0.34 d6.73±0.31 e0.144±0.006 d

表6 不同砧穗組合對(duì)豆瓣菜扦插苗硒積累量的影響

Table6Effects of different rootstock combinations on Se accumulation ofN.officinalecuttings μg·plant-1

處理Treatment根系Roots莖稈Stems葉片Leaves地上部Shoots未嫁接Un-grafted18.38±1.85 d3.00±0.27 d5.19±0.54 c8.19±0.81 cd青菜砧木Brassica chinensis stock16.18±0.87 e2.89±0.35 d4.18±0.46 d7.07±0.79 d油菜砧木Brassica napus stock24.57±1.65 b3.70±0.29 b6.84±0.65 b10.54±0.92 b蘿卜砧木Raphanus sativus stock26.48±1.65 ab5.30±0.77 a7.66±0.85 a12.96±1.49 a蔊菜砧木Rorippa dubia stock21.64±1.73 c3.13±0.38 cd5.85±0.69 c8.98±0.94 c青花菜砧木Brassica oleracea stock27.94±2.82 a3.59±0.47 bc5.58±0.49 c9.17±0.91 c

3 討論

嫁接對(duì)植株生長(zhǎng)發(fā)育的影響在很大程度上與砧木的種類密切相關(guān)，利用適宜的砧穗嫁接可表現(xiàn)出明顯的“嫁接優(yōu)勢(shì)”，可有效提高嫁接苗的生物量和光合作用[21-22]。相較于傳統(tǒng)嫁接，本試驗(yàn)結(jié)果表明，嫁接處理后扦插對(duì)豆瓣菜的生長(zhǎng)和抗逆性具有不同程度的影響，且這種影響因砧木種類的不同表現(xiàn)出一定差異。在5種砧木中，以油菜、蘿卜、青花菜為砧木的嫁接處理可以有效促進(jìn)豆瓣菜扦插苗的生長(zhǎng)，其中，以青花菜砧木對(duì)其生長(zhǎng)的促進(jìn)效果最佳，而以青菜為砧木嫁接則顯著降低了豆瓣菜扦插苗各部位的生物量。另外，促進(jìn)豆瓣菜扦插苗生長(zhǎng)的嫁接處理具有比對(duì)照更低的根冠比，這表明以油菜、蘿卜、青花菜為砧木嫁接對(duì)豆瓣菜扦插苗地上部分的生長(zhǎng)更有利。植物可以通過光合色素將太陽能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學(xué)能，是維持植物生命活動(dòng)的重要基礎(chǔ)，因此光合色素的含量可以在一定程度上反映植株的生長(zhǎng)狀況。在本試驗(yàn)中，以油菜、蘿卜、青花菜為砧木嫁接顯著提高了豆瓣菜扦插苗的葉綠素及類胡蘿卜素含量，并且以青花菜為砧木使其光合色素的含量均達(dá)到最大值，說明嫁接對(duì)豆瓣菜扦插苗生長(zhǎng)的影響可能與其光合色素含量的差異有關(guān)。但使豆瓣菜扦插苗生物量降低的青菜砧木也不同程度地提高了其光合色素含量，結(jié)合其根冠比較大，推測(cè)以青菜為砧木的嫁接處理對(duì)豆瓣菜扦插苗具有一定的矮化效應(yīng)，可能與嫁接影響了豆瓣菜扦插苗的激素水平有關(guān)。植物長(zhǎng)期以來形成了一套抵御不利環(huán)境的抗逆機(jī)制，一方面可以通過SOD、POD、CAT等抗氧化酶系統(tǒng)有效清除植株體過量的活性氧自由基(ROS)，維持體內(nèi)活性氧的動(dòng)態(tài)平衡[23]；另一方面可以通過可溶性糖、可溶性蛋白，及氨基酸等滲透物質(zhì)的調(diào)節(jié)作用，維持膨壓，穩(wěn)定細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)和生物膜的結(jié)構(gòu)與功能[24]。硒對(duì)植株生長(zhǎng)代謝的影響與其濃度密切相關(guān)，研究表明，低濃度的硒具有提高抗氧化酶活性、降低葉片丙二醛含量、增強(qiáng)植株抗逆性等作用，而高硒環(huán)境則能誘導(dǎo)植株體內(nèi)的丙二醛含量急劇上升，使植株發(fā)生明顯的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，造成毒害作用[25]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同砧木嫁接對(duì)豆瓣菜扦插苗抗氧化酶活性和滲透物質(zhì)含量的影響具有明顯差異。其中，以青花菜為砧木的嫁接處理使豆瓣菜扦插苗的CAT活性和可溶性蛋白含量均處于較高水平，而丙二醛含量則顯著低于其他處理，結(jié)合其生物量最高、長(zhǎng)勢(shì)最旺的特點(diǎn)，可以推測(cè)抑制過量丙二醛造成的膜損傷是促進(jìn)豆瓣菜扦插苗生長(zhǎng)的原因之一。而相對(duì)應(yīng)地，以青菜為砧木嫁接的豆瓣菜扦插苗不僅生物量最低，長(zhǎng)勢(shì)最弱，其可溶性蛋白的含量也最低，暗示可溶性蛋白在豆瓣菜扦插苗干物質(zhì)積累中具有重要作用。以蘿卜為砧木的嫁接處理雖然使豆瓣菜扦插苗各部位的可溶性糖含量顯著高于其他處理，但其丙二醛含量仍處于較高水平，說明可溶性糖可能在豆瓣菜扦插苗抗高硒的機(jī)制中起到輔助作用。另外，使豆瓣菜扦插苗各部位生物量均處于較低水平的蔊菜砧木對(duì)豆瓣菜3種抗氧化酶活性的抑制作用最為顯著，表明在硒處理下抗逆性可能是決定豆瓣菜扦插苗生長(zhǎng)發(fā)育的重要因素之一。

土壤環(huán)境和遺傳背景是影響植株富硒能力的重要因素。對(duì)嫁接苗而言，砧木的基因型直接決定了接穗對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)[26]。硒與硫在生物化學(xué)性質(zhì)中具有高度的相似性，這導(dǎo)致硒元素主要通過硫酸鹽的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑進(jìn)入植物體，因此相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)體的活性和表達(dá)直接決定了植物對(duì)硒的吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)[27-28]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，以不同砧穗組合嫁接后扦插對(duì)豆瓣菜硒的積累及分布具有不同程度的影響。與對(duì)照相比，5種砧穗組合均能提高豆瓣菜扦插苗根系的硒含量。在所有處理中，以蘿卜為砧木的嫁接處理使豆瓣菜扦插苗各部位的硒含量和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均達(dá)到最大值，說明蘿卜與豆瓣菜間的砧穗互作效應(yīng)增強(qiáng)了豆瓣菜扦插苗對(duì)土壤硒的吸收，并促進(jìn)了硒在豆瓣菜導(dǎo)管中的長(zhǎng)距離運(yùn)輸。出現(xiàn)這樣的結(jié)果，可能與不同砧木嫁接對(duì)豆瓣菜扦插苗相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)，以及硒的代謝途徑造成了不同程度的影響有關(guān)。關(guān)于嫁接對(duì)豆瓣菜扦插苗硒吸收的分子機(jī)理還需進(jìn)一步研究。硒積累量反映了植物對(duì)土壤硒的富集能力，與植物的生長(zhǎng)和硒吸收能力密切相關(guān)。就豆瓣菜扦插苗的硒積累量而言，與對(duì)照相比，以油菜、蘿卜、蔊菜、青花菜為砧木嫁接后，豆瓣菜扦插苗地上部分的硒積累量表現(xiàn)出更高的水平，其中以蘿卜為砧木嫁接使其地上部分的硒積累量顯著高于其他處理，可認(rèn)為是提高豆瓣菜硒積累量的最佳砧穗組合。這主要是由于蘿卜砧木具有顯著增強(qiáng)豆瓣菜扦插苗生長(zhǎng)和硒轉(zhuǎn)運(yùn)能力的作用。而以青花菜為砧木的嫁接處理下，雖然豆瓣菜扦插苗地上部分的硒積累量與對(duì)照無顯著差異，但其根系的硒積累量在所有處理中達(dá)到最大值，結(jié)合其抗性強(qiáng)、長(zhǎng)勢(shì)旺的優(yōu)點(diǎn)，可認(rèn)為是一種有效增強(qiáng)豆瓣菜扦插苗抗逆性的砧穗組合。

綜上所述，在硒處理?xiàng)l件下，以青菜、油菜、蘿卜、蔊菜、青花菜為砧木嫁接豆瓣菜后扦插對(duì)豆瓣菜扦插苗的生理特性和富硒能力具有不同程度的影響。這證實(shí)了，除砧木根系的差異以外，嫁接對(duì)接穗生長(zhǎng)發(fā)育的影響還存在著復(fù)雜的砧穗互作效應(yīng)，而這種效應(yīng)參與調(diào)控了豆瓣菜扦插苗的光合和抗逆性狀。與對(duì)照相比，以蔊菜為砧木的嫁接處理對(duì)豆瓣菜扦插苗生長(zhǎng)和抗逆性的影響無顯著作用；以青花菜、油菜、蘿卜為砧木嫁接可有效提高豆瓣菜扦插苗的生物量、光合色素含量、CAT活性，及可溶性蛋白含量，對(duì)豆瓣菜扦插苗的生長(zhǎng)和抗逆性均有一定的促進(jìn)作用；以青菜為砧木嫁接則顯著降低了豆瓣菜扦插苗各部位的生物量。另外，以油菜、蘿卜、蔊菜、青花菜為砧木的嫁接處理提高了豆瓣菜扦插苗地上部分的硒積累量，而以青菜為砧木嫁接對(duì)其具有一定抑制作用。以蘿卜為砧木的嫁接處理則使豆瓣菜扦插苗各部分的硒含量，以及地上部分的硒積累量達(dá)到最大，可為富硒蔬菜的栽培與選育提供一定參考。