茶與咖啡的遠(yuǎn)緣嫁接試驗(yàn)研究

季愛兵 ，彭文書 ，曾胤 ，嚴(yán) 亮 *

（1.滇西應(yīng)用技術(shù)大學(xué)普洱茶學(xué)院，云南普洱 671009；2.普洱茶研究院，云南普洱 665000）

茶是中國人生活中不可缺少的一種飲料，目前全球160 多個(gè)國家與地區(qū)、近30 億人喜歡飲茶[1]?？Х仍谖鞣饺说纳钪杏兄豢扇〈牡匚?，據(jù)統(tǒng)計(jì)全球日均咖啡消費(fèi)量達(dá)到20 億杯[2]?？Х鹊娜騼r(jià)值高達(dá)1 000 億美元；茶葉的全球價(jià)值達(dá)到900 億美元[3]。茶葉中含有600 余種有機(jī)化學(xué)物，40 多種無機(jī)礦物元素。茶和咖啡的主要成份相似但又不完全相同，都含有蛋白質(zhì)、脂類、糖類、咖啡因類、多酚類、維生素類、礦物質(zhì)等[4-7]，但是主要物質(zhì)的比例有很大不同。

云南的茶產(chǎn)業(yè)和咖啡產(chǎn)業(yè)有巨大的發(fā)展?jié)摿颓熬癧8]，但是也存在茶產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值低于全球水平、茶樹資源利用率低、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較為單一、茶樹和咖啡樹的種質(zhì)資源創(chuàng)新度不高等問題。鑒于茶葉和咖啡在云南經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中的重要地位，以及全球茶葉和咖啡產(chǎn)業(yè)的發(fā)展態(tài)勢，對茶葉和咖啡種植技術(shù)進(jìn)行升級和創(chuàng)新，積極培育茶樹和咖啡樹新品種，無疑將會推動茶葉和咖啡產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，加快實(shí)現(xiàn)云南省“千億云茶”、壯大“云咖”產(chǎn)業(yè)的目標(biāo)[9-10]。

1 茶樹與咖啡遠(yuǎn)緣嫁接的理論基礎(chǔ)

嫁接是指有目的地將一株植物的芽或枝等器官（接穗）接到另一株帶有根系的植株（砧木）上的過程。嫁接方法很多，但能使遠(yuǎn)緣嫁接成活的以劈接法、靠接法、插接法、芽接法和種芽法居多。

遠(yuǎn)緣嫁接是指親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的種間、屬間、科間甚至是科間以上的植物之間的相互嫁接。根據(jù)嫁接所用砧木和接穗親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近，可將遠(yuǎn)緣嫁接分為種間遠(yuǎn)緣嫁接、屬間遠(yuǎn)緣嫁接和科間及其以上遠(yuǎn)緣嫁接[11]。

種間遠(yuǎn)緣嫁接指同一屬內(nèi)不同種間植物的嫁接。種間遠(yuǎn)緣嫁接是生產(chǎn)上最為常見的嫁接組合方式，在果樹、蔬菜和農(nóng)作物等上都有應(yīng)用[11-15]。種間遠(yuǎn)緣嫁接由于其砧木和接穗的親緣關(guān)系較近，對嫁接方法要求不嚴(yán)格，一些常用的嫁接方法就可使嫁接植株成活。嫻熟的操作也是嫁接成功的關(guān)鍵，適當(dāng)增長削切斜面、改進(jìn)削切方法、適當(dāng)推遲解綁時(shí)間和適當(dāng)增大環(huán)境濕度等，都有利于提高遠(yuǎn)緣嫁接的成活率[16]。

科間及其以上的遠(yuǎn)緣嫁接在農(nóng)作物上的成功實(shí)例較多[15]。此外，有些學(xué)者還利用試管苗進(jìn)行遠(yuǎn)緣嫁接?？崎g及其以上的遠(yuǎn)緣嫁接對嫁接方法要求較高，必須采用一些特殊方法才能成功[11]。

茶屬于杜鵑花目山茶科植物，而咖啡屬于龍膽目茜草科植物，因此，二者的嫁接屬于跨目遠(yuǎn)緣嫁接，這是植物嫁接中的難題。明代俞宗本《種樹書》中也有科間嫁接的記述，如：“梅接桃則脆，桃接杏則大”（種間嫁接）、“柑桔橙等于根棘接者易活”（屬間嫁接）、“桑上接梅，梅則不酸”（科間嫁接）等[12]。目前，跨科的遠(yuǎn)緣嫁接國內(nèi)已有一些成功的報(bào)道，利用甘薯與小麥遠(yuǎn)緣嫁接培育出了“薯麥”等新品種[15]，可見遠(yuǎn)緣嫁接能改良作物品種，提高作物品質(zhì)。然而，在全球范圍內(nèi)至今未見將茶樹和咖啡樹進(jìn)行嫁接成功的報(bào)道。因此，該研究的目的就是要突破遠(yuǎn)緣嫁接這一技術(shù)難點(diǎn)，利用嫁接技術(shù)對山茶科的優(yōu)良茶樹種和茜草科的優(yōu)良咖啡樹種進(jìn)行融合，為篩選和培育兼具茶樹和咖啡樹優(yōu)良性狀的“咖啡茶樹”新品種奠定基礎(chǔ)。

2 試驗(yàn)計(jì)劃

為順利實(shí)施茶與咖啡的遠(yuǎn)緣嫁接試驗(yàn)，項(xiàng)目建立遠(yuǎn)緣嫁接試驗(yàn)園共1.6 hm2。其中，以咖啡樹為砧木，茶樹為接穗的嫁接試驗(yàn)園區(qū)0.67 hm2；以茶樹為砧木，咖啡樹為接穗的嫁接試驗(yàn)園區(qū)0.67 hm2；空白對照園區(qū)各0.13 hm2。具體思路如下：

砧木、接穗選擇→嫁接（切接）→成活率調(diào)查→嫁接園扶管→植物學(xué)特征、特性觀察記載→制作分析樣品→成分分析檢測。

3 茶樹咖啡遠(yuǎn)緣嫁接試驗(yàn)

項(xiàng)目在普洱茶樹良種場實(shí)施，咖啡以鐵皮卡品種為砧木或接穗，茶樹以短節(jié)白毫品種為砧木或接穗，互相進(jìn)行劈接法（切接法）和芽接法。以短節(jié)白毫茶樹品種和鐵皮卡咖啡品種進(jìn)行靠接實(shí)驗(yàn)。

3.1 咖啡樹為砧木的嫁接試驗(yàn)

2017 年1 月22—24 日，開展以咖啡樹為砧木嫁接茶樹試驗(yàn)，選擇5 年左右咖啡樹作為砧木，茶樹枝條為接穗和接芽，選擇劈接法（切接法）和芽接法經(jīng)不同處理進(jìn)行嫁接。

3.1.1 咖啡樹為砧木劈接法（切接法）。選擇50 穗茶樹枝條為接穗（圖1），其中10 穗采用植物生長激素浸泡法（NAA 100 mg/kg，浸泡 1 h），標(biāo)記為 A-1a；10 穗使用植物傷口愈合劑涂抹（圖2），標(biāo)記為A-1b；其余30 穗標(biāo)記為A-1。試驗(yàn)結(jié)果見表1。

從表1 可以看出，以咖啡作為砧木，茶樹枝條作為接穗進(jìn)行劈接法，最長的僅存活5 個(gè)月，使用植物生長激素（NAA）浸泡的接穗最長僅存活3 個(gè)月，而使用傷口愈合劑的穗條存活不超過1 個(gè)月。目前都無存活植株。

表1 茶樹與咖啡互嫁試驗(yàn)：咖啡砧木劈接法

3.1.2 咖啡樹為砧木芽接法。選擇50 穗茶樹枝芽為接穗（圖3），其中10 穗采用植物生長激素浸泡法（NAA 100 mg/kg，浸泡1h），標(biāo)記為A-2a；10 穗使用植物傷口愈合劑涂抹（圖4），標(biāo)記為A-2b；其余30 穗標(biāo)記為A-2。試驗(yàn)結(jié)果見表2。

從表2 可以看出，咖啡作為砧木，茶樹枝條作為接穗進(jìn)行芽接法，最長的僅存活7 個(gè)月，使用植物生長激素（NAA）浸泡的接穗最長僅存活6 個(gè)月，而使用傷口愈合劑的穗條存活不超過3 個(gè)月。

表2 茶樹與咖啡互嫁試驗(yàn)：咖啡砧木芽接法

3.1.3 咖啡嫁接咖啡。2017 年3 月4—6 日，利用5 年左右咖啡樹為砧木，咖啡樹枝條為接穗，用劈接法（切接法）（圖5，標(biāo)記為D-1）和芽接法（圖6，標(biāo)記為D-2）各嫁接10穗進(jìn)行對照試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表3。

從表3 可以看出，咖啡互嫁中，芽接法也僅存活了3個(gè)月，劈接法目前有3 穗存活了7 個(gè)月，已經(jīng)發(fā)出新枝?？梢钥闯鲅拷臃ㄔ诳Х然ハ嗉藿又胁灰状婊?，應(yīng)適當(dāng)改進(jìn)嫁接方法。

表3 咖啡互嫁試驗(yàn)：劈接法和芽接法

3.2 茶樹為砧木的嫁接試驗(yàn)

2017 年3 月4—6 日，用5 年以上樹齡茶樹品種短節(jié)白毫為砧木，選擇生命力強(qiáng)的咖啡枝條作為接穗，用劈接法（切接法）和芽接法經(jīng)不同處理進(jìn)行遠(yuǎn)緣嫁接。

3.2.1 茶樹砧木劈接法（切接法）。選擇53 穗咖啡枝條為接穗（圖7），其中13 穗采用植物生長激素浸泡法（NAA 100 mg/kg，浸泡 1h），標(biāo)記為 B-1a；10 穗使用植物傷口愈合劑涂抹（圖8），標(biāo)記為B-1b；其余30 穗標(biāo)記為B-1。試驗(yàn)結(jié)果見表4。

從表4 可知，茶樹作為砧木，咖啡枝條作為接穗，進(jìn)行劈接法，目前已長出新芽。之前的試驗(yàn)中，茶樹作為砧木，咖啡枝條作為穗條，也出現(xiàn)過假活現(xiàn)象，茶樹也長出愈傷組織（圖9），最后咖啡穗條長出新生葉，出現(xiàn)葉片變小變窄現(xiàn)象，前期長出愈傷組織的幾株也出現(xiàn)愈傷組織脫離和死亡現(xiàn)象。使用植物生長激素（NAA）浸泡的接穗目前也有存活的，而使用傷口愈合劑的穗條存活不超過3 個(gè)月。目前出現(xiàn)假活的穗條仍需進(jìn)一步觀察。

3.2.2 茶樹砧木芽接法。選擇55 穗咖啡枝芽為接穗（圖10），其中12 穗采用植物生長激素浸泡法（NAA 100 mg/kg，浸泡 1 h），標(biāo)記為 B-2a；11 穗使用植物傷口愈合劑涂抹（圖 11），標(biāo)記為B-2b；其余32 穗標(biāo)記為B-2。試驗(yàn)結(jié)果見表5。

從表5 可以看出，茶樹作為砧木，咖啡枝條作為接穗，進(jìn)行芽接法，最長的僅存活6 個(gè)月，使用植物生長激素（NAA）浸泡的接穗最長僅存活4 個(gè)月，而使用傷口愈合劑的穗條存活不超過2 個(gè)月。

3.2.3 茶樹嫁接茶樹。2017 年1 月22—24 日，利用5 年樹齡短節(jié)白毫茶樹為砧木，茶樹枝條為接穗，用劈接法（切接法）（圖12，標(biāo)記為C-1），和芽接法（圖13，標(biāo)記為C-2）各嫁接10 穗進(jìn)行對照試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表6。

從表6 可以看出，茶樹互嫁中，劈接法和芽接法都有存活，目前劈接法有6 穗已經(jīng)存活，芽接法有1 穗存活，都已經(jīng)發(fā)出新枝。芽接法存活數(shù)量很低，可以看出芽接法在茶樹互相嫁接中也不易存活，應(yīng)適當(dāng)改進(jìn)嫁接方法。

3.3 咖啡茶樹靠接試驗(yàn)

靠接法即接穗并不從母體上剪截下來，而是將用作接穗的植株種在砧木的近旁，把莖干互相靠攏起來進(jìn)行嫁接，待接穗和砧木完全愈合后再把砧木的上部和接穗的下部剪去。試驗(yàn)采用2 年生茶樹和2 年生咖啡幼苗37對間植（圖14），在同等位置分別切出傷口，然后將茶樹和咖啡互相綁結(jié)在一起。由于接穗在嫁接時(shí)都未脫離母體，目前茶樹和咖啡都是存活狀態(tài)，但未見傷口愈合。

4 結(jié)論與討論

茶樹與咖啡遠(yuǎn)緣嫁接試驗(yàn)共設(shè)5 個(gè)小組，另設(shè)茶樹與茶樹嫁接和咖啡與咖啡樹嫁接2 組對照。咖啡為砧木，茶樹為接穗的2 組，分別為劈接和芽接；茶樹為砧木，咖啡為接穗的2 組，分別為劈接和芽接，每個(gè)小組都有植物生長激素對照組和植物愈合劑的對照組。對照結(jié)果表明，使用植物愈合劑的10 對接穗都早早凋亡，使用植物生長激素處理的接穗存活率也很低。到目前為止，咖啡作為遠(yuǎn)緣嫁接砧木的所有接穗都已經(jīng)死亡，未見存活或假活現(xiàn)象；茶樹作為遠(yuǎn)緣嫁接砧木的劈接接穗尚有多株存活或假活現(xiàn)象，芽接的接穗都未見存活或假活現(xiàn)象。在前期的試驗(yàn)中，茶樹作為遠(yuǎn)緣嫁接的砧木，咖啡作劈接接穗，也出現(xiàn)過假活現(xiàn)象，甚至長出少許愈傷組織，但最終死亡。死亡后，取下接穗，觀察到愈傷組織并未與咖啡穗條結(jié)合，而是茶樹自身的愈傷組織，該組尚存活穗條仍需繼續(xù)觀察?？Х扰c咖啡嫁接試驗(yàn)中，芽接無1 穗存活，茶樹與茶樹嫁接中，芽接也僅存活1 株，可見芽接存活率相對于劈接要低，可能是因?yàn)檠拷拥募夹g(shù)要求比劈接更高。在另一組靠接試驗(yàn)中，穗條都未離開母體，無法確定是否嫁接成功，解開包扎觀察并未發(fā)現(xiàn)愈合現(xiàn)象，所以試驗(yàn)仍需繼續(xù)觀察。

表4 茶樹與咖啡互嫁試驗(yàn)：茶樹砧木劈接法

表5 茶樹與咖啡互嫁試驗(yàn)：茶樹砧木芽接法

表6 茶樹互嫁試驗(yàn)：劈接法和芽接法