不同砧木枝接‘元林’核桃愈合過程 掃描電鏡觀察

舒秀閣，唐貴敏，梁 靜，劉丙花，賈 明， 吳桂春，侯立群，趙登超*

（1. 山東省林業(yè)科學(xué)研究院，山東 濟南 250014；2. 山東英才學(xué)院藝術(shù)學(xué)院，山東 濟南 251400；3. 蒙陰縣林業(yè)局，山東 蒙陰 276200）

【研究意義】嫁接技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于經(jīng)濟林木種質(zhì)資源的保存和良種繁育，在提高經(jīng)濟林優(yōu)良品種的產(chǎn)量、改良果實品質(zhì)，提升抗逆性等方面具有重要的應(yīng)用價值?！厩叭搜芯窟M展】核桃嫁接技術(shù)常用方法為芽接和枝接[1]，為了加快核桃良種推廣速度，我國許多學(xué)者對核桃嫁接技術(shù)進行了多方面的探討和研究，在核桃嫁接成活機制方面，有對核桃枝接愈傷組織的形成部位進行解剖學(xué)觀察，但缺乏系統(tǒng)的研究[2-3]。實際的生產(chǎn)采用實生種子苗作為砧木進行嫁接繁育核桃良種，與其他樹種相比，關(guān)于核桃砧木研究還有待進一步加強?！帧颂沂巧綎|省林業(yè)科學(xué)研究院以‘元豐’核桃為母本，‘強特勒’核桃為父本雜交選育的核桃優(yōu)良品種[4]，在山東省泰安市該品種比‘香玲’核桃萌芽晚1周左右，為豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病性強的早實核桃品種，目前已在河南、陜西、甘肅等地進行大面積的栽培種植[5-9]?！颈狙芯壳腥朦c】不同砧穗組合對核桃的生長發(fā)育有影響，砧穗愈合過程也存在差異【擬解決的關(guān)鍵問題】以‘香玲’核桃、‘雞爪綿’核桃、‘黑核桃’和‘楓楊’種子培育的實生苗為砧木，采用砧木移栽室外嫁接法進行嫁接[7]，利用掃描電鏡觀察嫁接后不同砧穗組合愈傷組織形成過程，以期通過對核桃嫁接愈傷形成過程的顯微觀察，為選擇適宜的砧木，提高核桃嫁接成活率和提升苗木質(zhì)量提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于山東省林業(yè)科學(xué)研究院泰安試驗基地，地處泰安市下港鎮(zhèn)下里村，屬暖溫帶大陸性半濕潤季風氣候，四季分明，年平均降雨量850 mm，全年平均氣溫11.8 ℃，最熱月平均氣溫23.1 ℃，最冷月平均氣溫-3.5 ℃，全年日照平均2678 h，無霜期200 d。

1.2 試驗材料與樣品采集

砧木為‘香玲’‘雞爪綿’‘黑核桃’和‘楓楊’實生苗各50株，規(guī)格：粗度1.0 cm左右，高度80 cm左右；枝接接穗為‘元林’核桃，2016年2月采集后貯藏4 ℃的冷庫中待用；3月27日定植所有的核桃砧木，4月23—24日進行嫁接，采用砧木移植-室外嫁接法進行嫁接[7]，分別于嫁接后5，10，20，30 d帶根系挖取整株嫁接苗木，帶回試驗室后，用手術(shù)刀剖取嫁接部位組織，放入掃描電鏡固定液中，待用。

1.3 電鏡掃描觀察

將試驗材料放入3.5%的戊二醛中固定24 h以上，用磷酸緩沖鹽溶液（PBS）沖洗，1%鋨酸（OsO4）固定4～6 h，磷酸緩沖鹽溶液沖洗，梯度乙醇脫水，乙酸乙酯置換，二氧化碳臨界點干燥儀進行干燥，粘貼樣品到掃描電鏡樣品臺上，用IB-5型離子濺射儀噴金，使用JSM-6610LV(日本)掃描電鏡進行掃描觀察拍照。

2 結(jié)果與分析

2.1 ‘香玲’核桃實生苗嫁接‘元林’核桃后愈傷組織形成掃描電鏡觀察

‘香玲’核桃實生苗嫁接‘元林’核桃后愈傷組織形成掃描電鏡觀察結(jié)果如圖1所示，嫁接后第5天、第10天（圖1，zj-xl-5 d）電鏡照片上無愈傷細胞發(fā)現(xiàn)，第20天（圖1，zj-xl-20 d）時發(fā)現(xiàn)大量的愈傷細胞和愈傷組織，嫁接后第30天（圖1，zj-xl-30 d）砧木和接穗結(jié)合部位愈傷組織已經(jīng)充滿結(jié)合部位縫隙，愈傷組織成團狀在砧穗結(jié)合部位大量積累，接穗切口上發(fā)現(xiàn)大量的愈傷細胞和組織。

圖1 ‘香玲’核桃實生砧木苗嫁接‘元林’核桃愈傷形成掃描電鏡觀察

2.2 ‘雞爪綿’核桃實生苗嫁接‘元林’核桃后愈傷組織形成掃描電鏡觀察

‘雞爪綿’核桃實生砧木苗嫁接‘元林’后愈傷組織形成掃描電鏡觀察結(jié)果如圖2所示，采用‘雞爪綿’核桃實生砧木苗嫁接‘元林’核桃后第5天（圖2，zj-jzm-5 d）無愈傷細胞或組織發(fā)現(xiàn)，第10天（圖2，zj-jzm-10 d）發(fā)現(xiàn)有明顯的愈傷組織出現(xiàn)，砧木接穗開始愈合，第20天（圖2，zj-jzm-20 d）時發(fā)現(xiàn)大量的愈傷組織出現(xiàn)，嫁接后第30天（圖2，zj-jzm-30 d）砧木接穗結(jié)合緊密部位愈傷組織已經(jīng)充滿結(jié)合部位縫隙，愈傷組織成團狀在砧穗結(jié)合部位。

圖2 ‘雞爪綿’核桃實生砧木苗嫁接‘元林’核桃愈傷形成掃描電鏡觀察

2.3 ‘黑核桃’實生苗嫁接‘元林’核桃后愈傷組織形成掃描電鏡觀察

‘黑核桃’實生砧木苗嫁接‘元林’后愈傷組織形成掃描電鏡觀察結(jié)果如圖3所示，采用‘黑核桃’實生砧木苗嫁接‘元林’核桃后第5天（圖3，zj-hht-5 d）、第10天（圖3，zj-hht-10 d）均未發(fā)現(xiàn)有愈傷組織細胞出現(xiàn)，第20天（圖3，zj-hht-20 d）時發(fā)現(xiàn)有明顯的愈傷組織細胞出現(xiàn)，砧木接穗開始愈合，嫁接后第30天（圖3，zj-hht-30 d）砧木接穗結(jié)合緊密部位可以發(fā)現(xiàn)大量的愈傷組織，愈傷細胞主要由接穗‘元林’核桃上產(chǎn)生。

圖3 ‘黑核桃’實生砧木苗嫁接‘元林’核桃愈傷形成掃描電鏡觀察

2.4 ‘楓楊’實生苗嫁接‘元林’核桃后愈傷組織形成掃描電鏡觀察

‘楓楊’實生砧木苗嫁接‘元林’后愈傷組織形成掃描電鏡觀察結(jié)果如組圖4所示，采用‘楓楊’實生砧木苗嫁接‘元林’核桃后第5 天（圖4，zj-fy-5 d）、第10天（圖4，zj-fy-10 d）均未發(fā)現(xiàn)有愈傷組織或愈傷細胞出現(xiàn)，第20天（圖4，zj-fy-20 d）時發(fā)現(xiàn)有少量的愈傷組織細胞出現(xiàn)，砧木接穗開始愈合，產(chǎn)生愈傷部位主要位于篩管附近，嫁接后第30天（圖4，zj-fy-30 d）砧木接穗結(jié)合緊密部位可以發(fā)現(xiàn)大量的愈傷組織和愈傷細胞。

圖4 ‘楓楊’實生砧木苗嫁接‘元林’核桃愈傷形成掃描電鏡觀察

2.5 不同砧木嫁接‘元林’核桃后外觀形態(tài)觀察

以‘香玲’‘楓楊’‘雞爪綿’‘黑核桃’實生苗為砧木，枝接‘元林’核桃30 d后（圖5），接穗萌發(fā)新梢長度為5～10 cm，外部形態(tài)差異不大。

圖5 不同砧木嫁接‘元林’核桃后形態(tài)學(xué)觀察

3 結(jié)論與討論

嫁接愈合過程實質(zhì)就是砧穗愈傷組織的產(chǎn)生、對接、愈合、維管束的形成與維管束的分化，砧、穗結(jié)合成一體的整個過程[11]。嫁接親和是果樹繁殖和栽培成功的先決條件，它與果樹的生長、結(jié)實、果實品質(zhì)、壽命，以及種質(zhì)保存和規(guī)?；a(chǎn)等密切相關(guān)。因砧木和接穗同屬不同品種，或同一科不同屬，或不同科而產(chǎn)生親和性不同的嫁接體，接口愈合過程因此而異。曹建華等[12]認為砧穗嫁接親合力的大小主要取決于砧木與接穗雙方生理作用的相似程度，不僅與接合所產(chǎn)生的影響有關(guān)，還與愈合后砧穗在生理上的相互適應(yīng)有關(guān)。本試驗以‘元林’核桃為試驗材料，通過枝接嫁接方法，對比分析其不同砧木嫁接 ‘元林’核桃后愈傷組織形成及愈合過程，試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同品種嫁接愈合過程有所差異，‘香玲’核桃、‘黑核桃’砧木和楓楊砧木嫁接‘元林’后，第20天發(fā)現(xiàn)愈傷組織細胞，而‘雞爪綿’核桃砧木嫁接‘元林’后第10天已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有愈傷組織，說明‘雞爪綿’核桃砧木與‘元林’核桃愈合能力較強，就‘元林’核桃良種嫁接管理來說，采用枝接方法嫁接后，第10天到30天愈傷組織產(chǎn)生，此時期是嫁接管理的關(guān)鍵時期。

利用掃描電鏡觀察不同核桃品種嫁接后愈傷形成過程，不同砧木嫁接后，第5天沒有發(fā)現(xiàn)愈傷細胞和愈傷組織，第10天到30天在砧穗結(jié)合部位發(fā)現(xiàn)大量的愈傷組織，同時觀察發(fā)現(xiàn)接穗萌發(fā)新梢長度已達5～10 cm；猜想枝接后砧穗愈合過程與新梢生長同步進行，新梢生長萌芽所需要營養(yǎng)主要利用接穗本身的貯藏營養(yǎng)，砧穗愈合后繼續(xù)利用砧木吸收營養(yǎng)和水分完成愈合過程。嫁接不僅能保持果樹品種的優(yōu)良性狀，促使其提早結(jié)果，而且還能增強果樹的抗逆性，加快優(yōu)良品種繁育[13]，不同核桃砧木嫁接‘元林’核桃后的樹勢、生長結(jié)果等還需進一步深入研究。嫁接作為一種栽培技術(shù)因其實用性而被廣泛關(guān)注，對嫁接愈合過程的形態(tài)學(xué)研究和影響因子有了較為系統(tǒng)的認識[14-17]，但關(guān)于接穗和砧木之間相互作用，激素水平、酶活性、蛋白質(zhì)和基因表達對愈傷組織的產(chǎn)生和愈合的過程均有十分重要的影響[18]，仍需加強相關(guān)研究，進一步豐富核桃嫁接理論和實踐，以有效的提高嫁接成活率。