新疆野蘋果矮化性狀形態(tài)學(xué)與生理指標(biāo)評(píng)價(jià)

王菁菁，劉立強(qiáng)，秦 偉，張學(xué)超，唐式敏

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052；2.伊犁哈薩克自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆 伊寧 835000）

目前，蘋果矮化密植栽培技術(shù)日趨成熟，因其具有產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)且生產(chǎn)管理便捷等優(yōu)點(diǎn)，已成為世界蘋果栽培技術(shù)發(fā)展的新趨勢。利用矮化砧木與短枝型品種，改進(jìn)栽培技術(shù)，使用生長調(diào)節(jié)劑，可以實(shí)現(xiàn)蘋果矮化的目的。而矮化砧木的選育及利用是控制樹體長勢的最簡單有效且經(jīng)濟(jì)省工的措施，且優(yōu)良砧木能顯著增強(qiáng)嫁接苗的光合作用，提高其對(duì)養(yǎng)分的積累量[1]。因此，選育出具有較強(qiáng)的抗旱性、抗寒性、抗鹽堿、抗病蟲等多種優(yōu)良抗逆性狀的矮化蘋果砧木品種（如新疆野蘋果）[2]，已成為當(dāng)前國內(nèi)外相關(guān)研究的重要論題。我國果樹種質(zhì)資源豐富，近年來，通過鑒定和評(píng)價(jià)相繼發(fā)掘出大量的矮化資源，并利用其培育出許多應(yīng)用于生產(chǎn)中的優(yōu)良矮化砧木，如蘋果矮化砧木‘SH1’[3]、梨矮化砧木‘中矮 4 號(hào)’[4]等。曹敏格等[5]在矮化砧木的預(yù)選中，以已知的矮化砧木或喬化砧木為對(duì)照，應(yīng)用綜合指標(biāo)進(jìn)行選擇，篩選出了具有矮化特性的砧木。有關(guān)研究者認(rèn)為，綜合利用節(jié)間長、電阻、柵海比、酶活性等指標(biāo)可以提高矮化單株的預(yù)選效果，彌補(bǔ)依據(jù)單項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行選擇的不足，且能達(dá)到準(zhǔn)確高效的目的。在矮化砧木的預(yù)選上，雖然前人已作了大量的研究和應(yīng)用，但是，由于蘋果矮化性狀遺傳機(jī)制較為復(fù)雜，目前還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來預(yù)測或評(píng)價(jià)其矮化性。

國家果樹種質(zhì)新疆野蘋果資源圃地處北緯43°57′，東經(jīng)83°08′，海拔667 m，自2012年建成以來，一直承擔(dān)著國家保種項(xiàng)目“新疆野蘋果種質(zhì)資源收集保存評(píng)價(jià)鑒定編目繁殖更新及分發(fā)利用”的研究工作任務(wù)，該資源圃內(nèi)的科研工作者深入新疆野蘋果種質(zhì)資源主要分布區(qū)的新源縣、鞏留縣、霍城縣、伊寧縣以及塔城的額敏縣、托里縣等地實(shí)地考察，初步鑒定并篩選出具有矮化、抗寒、抗旱、抗病、高酸、維生素C 含量高等特異性狀的種質(zhì)資源30 余份，GB-21 便是其中被列為疑似矮化的種質(zhì)資源。GB-21 枝條緊湊、節(jié)間短粗，從新疆鞏留縣被引種至該資源圃后，其植株矮小，的確表現(xiàn)出了極為明顯的矮化特性。然而，矮化砧木一定具有矮化特性，但是，具有矮化特性的種質(zhì)卻不一定能夠用作砧木使栽培的蘋果樹致矮。因此，運(yùn)用傳統(tǒng)的雜交育種技術(shù)或者先進(jìn)的生物科技手段，利用具有矮化特性的矮化資源培育出矮化砧木，這在蘋果生產(chǎn)上具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。為給蘋果矮化資源的鑒定與篩選提供理論參考依據(jù)，在前人研究的基礎(chǔ)上，本研究選擇喬化背景非常明確的栽培品種煙富3 號(hào)作為對(duì)照，對(duì)新疆野蘋果GB-21 的新梢生長量、節(jié)間長、枝皮率、葉面積、柵海比、枝條電阻、葉片水勢、葉綠素含量和酶活性等指標(biāo)進(jìn)行測定，并對(duì)其矮化特性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，現(xiàn)將研究結(jié)果分析報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 材 料

本研究選擇了引種資源圃內(nèi)相同種下類型的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 共3 株新疆野蘋果樹作為供試材料，以該資源圃內(nèi)同一塊林地上的喬化植株煙富3 號(hào)（以下簡稱為“YF3”）為對(duì)照。供試材料于2018年定植，對(duì)照材料于2017年定植，其樹齡差距較小。

1.2 方 法

于2021年4月中旬分別選擇4 株樣樹東、南、西、北4 個(gè)方向的1年生枝條（每株樣樹各選30 根）進(jìn)行掛牌標(biāo)記，4月28日、5月23日、6月17日、7月12日、8月6日、8月31日對(duì)標(biāo)記枝條的長度和粗度進(jìn)行測定。2021年4月28日、5月23日、6月17日、7月12日、8月6日、8月31日、9月25日分別采集4 株樣樹樹冠東、南、西、北、中5 個(gè)方向無病蟲害的葉片，每株樣樹各采30 片葉片，將其放入冰盒中帶回實(shí)驗(yàn)室，測定葉片的面積和厚度、水勢、葉綠素含量和酶活性。2021年9月25日采集4 株樣樹大小均勻的葉片，每株樣樹各采集30 片葉片，擦拭干凈后沿中脈剪切成1 cm2的小塊，用FAA 固定液固定帶回實(shí)驗(yàn)室，以用于測定柵海比；同日采集4 株樣樹生長健壯的枝條，每株樣樹各采30 根，測定其枝皮率、節(jié)間長；每株樣樹另外各采集30 根粗度基本一致的枝條，測定枝條電阻。

1.2.1 形態(tài)指標(biāo)的測定

使用卷尺測定新梢生長量，使用游標(biāo)卡尺測定所選新梢枝條基部往上10 cm 處的粗度。用Yaxin-1241 葉面積儀測定葉片面積；用游標(biāo)卡尺測定30 片葉片的厚度，計(jì)算單葉厚度。秋季植株新梢停長后，測定節(jié)間長度（節(jié)間長度=年生長量／節(jié)數(shù)）。用游標(biāo)卡尺按十字交叉法測定枝皮率。用石蠟切片法測定柵欄組織與海綿組織的厚度，計(jì)算柵海比。

1.2.2 生理指標(biāo)的測定

參照成明昊等[6]所用方法（略有改動(dòng)）測定枝條電阻；采用DL334005 數(shù)顯萬用表，將自制電極舍去，改用小刀劃開枝條直至木質(zhì)部，將探頭置入木質(zhì)部測量讀出電阻值。采用小液流法[7]測定葉片水勢；采用美能達(dá)的SPAD-502 Plus 葉綠素儀測定葉綠素相對(duì)含量（SPAD 值）。采用紫外分光光度法測定過氧化氫酶（CAT）活性，采用氮藍(lán)四唑（NBT）光還原法測定超氧化物歧化酶（SOD）活性，采用愈創(chuàng)木酚法[8]測定過氧化物酶（POD）活性。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和計(jì)算，采用IBM SPSS statistics 23 軟件進(jìn)行方差分析，采用Origin 2021 軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 1年生枝生長量分析

1年生枝條長度的增長曲線如圖1所示。從圖1中可以看出，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3的1年生枝條的長度生長均呈上升趨勢：4月28日—5月23日，新梢生長均較緩慢；5月23日—6月17日，新梢快速生長，之后緩慢生長直至趨于停長。在其整個(gè)生長期，YF3 的新梢長度一直低于GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的。4月28日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 的新梢長度分別為15.82、14.70、16.43、13.46 cm，四者之間其新梢長度無顯著性差異（P＞0.05）；其余日期測定的新梢長度，YF3 的極顯著低于GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的（P＜0.01），而GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 之間其新梢長度無顯著性差異（P＞0.05）。8月31日測定的新梢長度均最長，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的新梢長度分別為52.83、51.08、48.73 cm，均極顯著高于YF3 的新梢長度（36.66 cm，P＜0.01）。

圖1 1年生枝條長度的增長曲線Fig.1 Growth curve of annual branch length

1年生枝條粗度的增長曲線如圖2所示。從圖2中可以看出，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 的1年生枝條的粗度生長亦均呈上升趨勢：5月23日—6月17日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的新梢粗度增長均較緩慢，之后其新梢粗度均迅速增長；YF3 的新梢粗度在其整個(gè)生長期一直勻速增長。4月28日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的新梢粗度分別為2.77、2.71、2.67 mm，均小于YF3 的新梢粗度（3.41 mm）；而其余日期測定的新梢粗度，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的均大于YF3 的。8月6日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的新梢粗度分別為6.02、6.55、6.28 mm，YF3 的為4.96 mm，前三者與后者間均有極顯著性差異（P＜0.01）；8月31日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的新梢粗度分別為6.77、7.15、7.16 mm，YF3 的為5.43 mm，前三者與后者間亦均有極顯著性差異（P＜0.01）。

圖2 1年生枝條粗度的增長曲線Fig.2 Growth curve of annual branch diameter

2.2 節(jié)間長與枝皮率分析

節(jié)間長與枝皮率的測定結(jié)果見表1。從表1中可以看出，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的節(jié)間長分別為1.681 1、1.682 7、1.618 8 cm，均極顯著低于YF3 的節(jié)間長（1.903 9 cm，P＜0.01），而GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 之間其節(jié)間長無顯著性差異（P＞0.05）；GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的枝皮率分別為0.214 3、0.218 1、0.255 0，均極顯著高于YF3 的枝皮率（0.177 3，P＜0.01），而GB-21-3 的枝皮率（0.255 0）又極顯著高于GB-21-1（0.214 3）、GB-21-2（0.218 1）的枝皮率（P＜0.01）。

表1 節(jié)間長和枝皮率的測定結(jié)果?Table 1 Determination results of internode length and branch-cortex ratio

2.3 葉片生長量分析

葉面積的增長曲線如圖3所示。從圖3中可以看出，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 的葉面積均呈上升趨勢：5月23日—6月17日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的葉面積均迅速增長；4月28日—7月12日，YF3 的葉面積迅速增長。在其整個(gè)生長期，YF3 的葉面積均大于GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的；4月28日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 的葉面積分別為11.97、12.12、12.78、13.20 cm2，且四者之間無顯著差異（P＞0.05）；除4月28日外其余日期所測數(shù)據(jù)，YF3 與GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 之間其葉面積均有極顯著性差異（P＜0.01），而GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 之間其葉面積無顯著性差異（P＞0.05）。YF3 的最大葉面積為33.18 cm2，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的最大葉面積分別為20.12、22.03、20.76 cm2，前者極顯著大于后三者。

圖3 葉面積的增長曲線Fig.3 Growth curve of leaf area

葉片厚度的增長曲線如圖4所示。從圖4中可以看出，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 葉片厚度的增長曲線亦均呈上升趨勢：4月28日—6月17日，其葉片厚度均迅速增長，之后其增長速度均趨于平緩。在其整個(gè)生長期，YF3 的葉片厚度分別大于GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的；7月12日之前，YF3 與GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 之間其葉片厚度的差異均極為明顯，之后四者之間葉片厚度逐漸趨于一致。8月31日測定的葉片厚度均最大，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 的葉片厚度分別為0.468、0.476、0.472、0.480 mm，四者之間無明顯差異。

圖4 葉片厚度的增長曲線Fig.4 Growth curve of leaf thickness

2.4 葉片解剖結(jié)構(gòu)分析

葉片解剖結(jié)構(gòu)的觀測結(jié)果見表2。從表2中可以看出，GB-21-2、GB-21-3 的柵欄組織厚度分別為0.128 9、0.144 0 mm，均極顯著大于YF3 的柵欄組織厚度（0.115 9 mm，P＜0.01），而GB-21-3 的柵欄組織厚度（0.144 0 mm）又極顯著大于GB-21-2 的柵欄組織厚度（0.128 9 mm，P＜0.01）；GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的海綿組織厚度分別為0.091 9、0.091 2、0.106 2 mm，均小于YF3的海綿組織厚度（0.117 2 mm），GB-21-1、GB-21-2 與YF3 之間其海綿組織厚度均有極顯著性差異（P＜0.01）；GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的柵海比分別為1.208 0、1.438 3、1.373 4，均大于YF3 的柵海比（0.994 3），GB-21-2、GB-21-3 與YF3 之間其柵海比均有極顯著性差異（P＜0.01），而GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 之間其柵海比無顯著性差異（P＞0.05）。

表2 葉片解剖結(jié)構(gòu)的觀測結(jié)果Table 2 Observation results of leaf anatomical structure

2.5 枝條電阻分析

枝條電阻與粗度見表3。由表3可知，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 的枝粗分別為5.68、5.75、5.83、5.76 mm，四者之間其枝粗均無顯著性差異（P＞0.05）。在枝條粗度基本一致的條件下，YF3 的枝條電阻（7.98 MΩ）最大，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的枝條電阻分別為5.80、5.57、5.20 MΩ，YF3 與GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 之間其枝條電阻均有極顯著性差異（P＜0.01），而GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 之間其枝條電阻無顯著性差異（P＞0.05）。

表3 枝條電阻值的測定結(jié)果Table 3 Determination results of branch resistance values

2.6 葉片水勢分析

葉片水勢的變化曲線如圖5所示。由圖5可知，在整個(gè)生長期，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 的葉片水勢均呈先下降后上升最后又下降的趨勢。GB-21-1、GB-21-2 的葉片水勢的變化趨勢相似：4月28日，GB-21-1、GB-21-2 的葉片水勢分別為-1.73、-1.98 Mpa，其水勢均最高；7月12日，GB-21-1、GB-21-2 的葉片水勢分別為-2.27、-2.27 Mpa，其水勢均低于4月28日的；9月25日，GB-21-1、GB-21-2 的葉片水勢分別為-5.00、-4.87 Mpa，其水勢均最低。GB-21-3 的葉片水勢，7月12日的測定值最高，為-2.14 Mpa；4月28日的測定值次之，為-2.23 Mpa；9月25日的測定值（-5.12 Mpa）最低。YF3 的葉片水勢，7月12日的測定值最高，為-1.64 Mpa；8月6日的測定值次之，為-1.99 Mpa；9月25日的測定值最低，為-4.63 Mpa。GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 與YF3的葉片水勢變化趨勢均表現(xiàn)為：6月17日—7月12日迅速增長，8月6—31日迅速下降；除4月28日外其余日期測定的葉片水勢，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的均低于YF3 的，而前三者間的差異不大。

圖5 葉片水勢的變化曲線Fig.5 Variation curves of leaf water potential

2.7 葉綠素相對(duì)含量分析

葉片中葉綠素相對(duì)含量（SPAD 值）的變化曲線如圖6所示。由圖6可知，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 葉片的SPAD 值在其整個(gè)生長期均逐漸增高：4月28日—5月23日，其SPAD值的增長速度均最快；8月31日—9月25日，其SPAD 值的增長速度均最慢。除4月28日與5月23日之外其余日期所測葉片的SPAD 值，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的均極顯著高于YF3 的（P＜0.01）。GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的最大SPAD 值分別為74.75、77.13、75.19，均極顯著高于YF3 的最大SPAD 值（67.71，P＜0.01）。

圖6 葉片葉綠素相對(duì)含量的變化曲線Fig.6 Variation curves of leaf relative chlorophyll content

2.8 葉片酶活性分析

2.8.1 葉片過氧化物酶活性分析

葉片過氧化物酶（POD）活性的變化曲線如圖7所示。由圖7可知，在整個(gè)生長期，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 葉片的POD 活性均呈先上升后下降再上升再下降的變化趨勢。GB-21-1、GB-21-2 葉片的POD 活性，5月23日的測定值均最大，分別為304.8、333.9 U·min-1·g-1；4月28日的測定值均最小，分別為108.6、98.17 U·min-1·g-1。GB-21-3 葉片的POD 活性，5月23日的最大，為323.3 U·min-1·g-1；6月17日的最小，為105.2 U·min-1·g-1。YF3 葉片的POD 活性，8月6日的最大，為465.0 U·min-1·g-1；6月17日的最小，為96.65 U·min-1·g-1。7月12日、8月6日、8月31日所測GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 葉片的POD 活性均極顯著低于同日測定的YF3 葉片的POD 活性：7月12日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 葉片的POD 活性分別為214.26、222.06、162.92 U·min-1·g-1，均極顯著低于YF3 葉片的POD 活性（420.50 U·min-1·g-1）；8月6日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3葉片的POD活性分別為202.30、149.73、182.10 U·min-1·g-1，均極顯著低于YF3 的（465.00 U·min-1·g-1）；8月31日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 葉片的POD活性分別為208.60、217.00、180.40 U·min-1·g-1，均極顯著低于YF3 的（333.00 U·min-1·g-1，P＜0.01）。除了8月6日所測GB-21-2葉片的POD活性（149.73 U·min-1·g-1）極顯著低于同日所測GB-21-1 的POD活性（202.3 U·min-1·g-1，P＜0.01）之外，9月25日所測葉片的POD 活性，GB-21-3（222.4 U·min-1·g-1） 極顯著低于GB-21-1（281.2 U·min-1·g-1）與GB-21-2（255.8 U·min-1·g-1）（P＜0.01），而其余日期所測GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 葉片的POD 活性均無顯著性差異（P＞0.05）。

圖7 葉片過氧化物酶活性的變化曲線Fig.7 Variation curves of leaf POD activity

2.8.2 葉片超氧化物歧化酶活性分析

葉片超氧化物歧化酶（SOD）活性的變化曲線如圖8所示。由圖8可知，在整個(gè)生長期，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3葉片的SOD活性均呈先下降后上升的變化趨勢。4月28日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3葉片的SOD活性均最大，分別為38.19、53.91、52.15、29.74 U·min-1·g-1；7月12日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 葉片的SOD 活性均最小，分別為5.40、4.49、5.70 U·min-1·g-1；8月6日，YF3 葉片的SOD 活性最小，為1.37 U·min-1·g-1。GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 葉片的SOD 活性均高于YF3的：8月6日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 葉片的SOD 活性分別為12.11、11.13、9.08 U·min-1·g-1，均極顯著高于YF3 的（1.37 U·min-1·g-1）；8月31日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 葉片的SOD 活性分別 為15.35、18.15、16.42 U·min-1·g-1，均極顯著高于YF3 的（5.22 U·min-1·g-1）。5月23日，GB-21-3 葉片的SOD 活性（48.61 U·min-1·g-1）極顯著高于GB-21-1 的（30.22 U·min-1·g-1，P＜0.01）；7月12日，GB-21-3 葉片的SOD 活性（5.7 U·min-1·g-1）極顯著高于GB-21-2 的（4.49 U·min-1·g-1，P＜0.01）；9月25日測定的葉片SOD 活性，GB-21-3（33.14 U·min-1·g-1）分別極顯著高于GB-21-1（23.67 U·min-1·g-1）與GB-21-2（24.06 U·min-1·g-1，P＜0.01）。除了5月23日、7月12日、9月25日之外的其余日期所測GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 葉片的SOD 活性均無顯著性差異（P＞0.05）。

圖8 葉片超氧化物歧化酶活性的變化曲線Fig.8 Variation curves of leaf SOD activity

2.8.3 葉片過氧化氫酶活性分析

葉片過氧化氫酶（CAT）活性的變化曲線如圖9所示。由圖9可知，在整個(gè)生長期，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 葉片的CAT 活性均呈先下降后上升再下降再上升的變化趨勢。GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 葉片的CAT 活性，4月28日的測定值均最高，分別為55.8、47.9、42.4 U·min-1·g-1；5月23日的測定值均最低，分別為8.16、19.8、25.95 U·min-1·g-1。YF3葉片的CAT活性，4月28日的測定值最高，為43.5 U·min-1·g-1；7月12日的測定值最低，為13.8 U·min-1·g-1。除5月23日外其余日期所測葉片的CAT 活性，GB-21-1的均高于YF3 的；所有日期所測葉片的CAT 活性，GB-21-2 的均高于YF3 的；除4月28日與6月17日外其余日期所測葉片的CAT 活性，GB-21-3 的均高于YF3 的。7月12日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的CAT 活性分別為21.1、38.68、39.3 U·min-1·g-1，均極顯著高于YF3 的（13.8 U·min-1·g-1）；8月6日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的CAT 活性分別為26.8、28.4、29.6 U·min-1·g-1，均極顯著高于YF3 的（18.8 U·min-1·g-1，P＜0.01）。

圖9 葉片過氧化氫酶活性的變化曲線Fig.9 Variation curves of leaf CAT activity

3 討 論

3.1 不同砧木枝條生長量的比較

一些學(xué)者以矮化、半矮化及喬化蘋果砧木為材料，研究了不同砧木新梢年均生長量的變化情況，其中，砧木矮化程度越大，其新梢的年生長量則越小[9]。李海燕等[10]在對(duì)‘華紅’蘋果致矮機(jī)理的研究中認(rèn)為，不同矮化中間砧對(duì)‘華紅’蘋果新梢粗度增大、生長量和節(jié)間長的減小等均有不同程度的影響：新梢生長量，不同矮化砧的（44 ～72.4 cm）均小于喬砧的（73.2 cm）；新梢粗度，不同矮化砧的（6.94 ～8.98 mm）多大于喬砧的（7.07 mm）。測定結(jié)果表明：GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的新梢生長量均大于YF3 的，8月31日GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的新梢均最長，分別為52.83、51.08、48.73 cm，均極顯著大于YF3 的（36.66 cm）；除4月28日外其余日期所采枝條的基部粗度，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的均大于YF3 的，8月31日所采GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 新梢的基部粗度均最大，分別為6.77、7.15、7.16 mm，均極顯著大于YF3 的（5.43 mm）。比較分析可知，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 新梢的生長量及粗度與矮砧的均基本接近，而YF3 的新梢生長量偏小，其原因可能是，YF3 被人為地、大量地修剪過，致使其掛牌待測枝條多為細(xì)弱枝。本研究測得的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的節(jié)間長分別為1.681 1、1.682 7、1.618 8 cm，均極顯著小于YF3 的（1.903 9 cm），這一測定結(jié)果與李海燕等[10]研究得出的不同矮化中間砧‘華紅’蘋果的節(jié)間長（2.101 ～2.517 cm）極顯著小于對(duì)照（2.722 cm）的結(jié)果一致，說明GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 可能都有一些矮化特征。

隗曉雯[11]對(duì)矮化程度不同的3 種蘋果砧木枝皮率的研究結(jié)果顯示，半矮化砧木的枝皮率（0.185 7～0.195 9）顯著高于喬化砧木的（0.167 1～0.174 1），并且顯著低于矮化砧木的（0.228 1 ～0.240 4）。史寶勝等[12]、趙國棟等[13]也得到過相同的研究結(jié)果。本研究測得的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的枝皮率分別為0.214 3、0.218 1、0.255 0，均極顯著大于YF3 的（0.177 3），說明GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 表現(xiàn)出了疑似矮化或半矮化特征。

3.2 不同砧木葉片結(jié)構(gòu)的比較

侯玉玨[14]的研究結(jié)果表明，隨著矮化程度的逐漸加大，富士蘋果的葉面積卻逐漸減小，而其葉片厚度逐漸增加，葉片的形態(tài)與生理指標(biāo)都表現(xiàn)出抗旱特征。其原因可能是，矮砧比喬砧的導(dǎo)管小、密度低，限制了水分的通過，給地上部造成了一定程度的水分脅迫[15]。本研究測得的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的葉面積、葉片厚度均小 于YF3 的：GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的 最大葉面積分別為20.12、22.03、20.76 cm2，均極顯著小于YF3 的（33.18 cm2）；而GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 的最大葉片厚度分別為0.468、0.476、0.472、0.480 mm，四者之間無明顯差異。這一測定結(jié)果說明，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3的葉片小而厚，可能具有矮化特征。

賈旭梅[16]等在對(duì)葉片結(jié)構(gòu)的解剖研究中發(fā)現(xiàn)，與喬砧相比，矮砧葉片的柵欄組織更厚，而海綿組織較薄。劉偉等[17]發(fā)現(xiàn)，柱型蘋果的柵欄組織厚度（0.056 2 ～0.075 1 mm）和柵海比（1.394 ～1.477 mm）均顯著高于普通型的柵欄組織厚度（0.049 3 ～0.059 8 mm）與柵海比（1.067 ～1.254 mm）。這與BaoyinChen 等[18]的研究結(jié)果一致：矮生型葉片柵欄組織較厚，由3 ～5 層細(xì)胞組成，而標(biāo)準(zhǔn)型的柵欄組織較薄，由2 ～3 層細(xì)胞組成。柵欄組織占比越大，則光合作用越強(qiáng)，積累的有機(jī)物就越多，有利于矮化果樹的豐產(chǎn)。測定結(jié)果表明，GB-21-2、GB-21-3 葉片的柵欄組織厚度分別為0.128 9、0.144 0 mm，均大于YF3 的（0.115 9 mm）；GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的海綿組織厚度分別為0.091 9、0.091 2、0.106 2 mm，均小于YF3 的（0.117 2 mm）。這組測定數(shù)據(jù)表明，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 均表現(xiàn)出了矮化特征。秦立者等[19]研究發(fā)現(xiàn)，不同矮化程度的砧木葉片柵海比的大小順序?yàn)闃O矮化（1.55）＞半矮化（1.43）＞矮化（1.28）＞非矮化（1.05）。本研究測得的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的柵海比分別為1.21、1.44、1.37，均大于YF3 的（0.99）， 說 明GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 表現(xiàn)出了疑似矮化或半矮化特征。

3.3 不同砧木枝條電阻的比較

有關(guān)研究結(jié)果表明，枝條電阻與砧木矮化有關(guān)。趙英等[20]研究了杧果枝條電阻率與生長勢的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，樹體越高則枝條電阻率越高，樹體越矮化則枝條電阻率越低，電阻率與生長勢具有顯著的線性相關(guān)關(guān)系（R2=0.878 2）。成明昊等[6]在對(duì)蘋果枝條電阻與其樹體生長勢間相關(guān)性的分析中發(fā)現(xiàn)，枝條電阻和生長勢之間的確呈顯著正相關(guān)。本研究測得的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 的枝條粗度分別為5.68、5.75、5.83、5.76 mm，四者間無顯著性差異，在此條件下測得的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的枝條電阻分別為5.80、5.57、5.20 MΩ，均極顯著小于YF3 的（7.98 MΩ），單從測定值來看，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 似乎都表現(xiàn)出了矮化特征。但是，所測電阻值的單位與成明昊等[6]的研究數(shù)據(jù)有兩個(gè)數(shù)量級(jí)的差異，也許因?yàn)樗脺y定方法有所改動(dòng)，大大減小了與枝條中電解質(zhì)液的接觸面積，故測得的電阻率增大；其次，枝條粗度偏小也是導(dǎo)致其電阻率偏大的原因之一。

3.4 不同砧木葉片水勢的比較

有關(guān)研究結(jié)果表明，葉片水勢與樹體矮化有關(guān)。王中英等[21]對(duì)蘋果矮化砧和喬化砧的葉片水勢的測定結(jié)果表明，就其水勢而言，喬砧紅星樹（-1.60 MPa）＞M7 中間砧（-1.64 MPa）＞M9中間砧（-1.86 MPa）；他們認(rèn)為，低水勢是樹體矮化的標(biāo)志之一，水勢越低，砧木致矮趨勢越明顯。韓曉毓等[22]對(duì)蘋果樹的研究結(jié)果也表明，不同砧木的葉片、枝條水勢大致相同，均表現(xiàn)為喬砧的高于矮砧的。本研究測得的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的葉片水勢，除4月28日外其余日期的測定值均小于YF3 的，如7月12日測得的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的葉片水勢分別為-2.27、-2.27、-2.14 Mpa，均明顯小于YF3 的（-1.64 Mpa），這一結(jié)果說明，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 或許具有矮化特征。

3.5 不同砧木葉綠素含量的比較

目前葉綠素含量的測定方法主要有傳統(tǒng)的分光光度法和SPAD 葉綠素儀法，但是，前者測得的是絕對(duì)含量值，后者測得的是相對(duì)含量值[23]。SPAD-502 可在田間快速無損地測量植物單位葉面積的葉綠素相對(duì)含量（SPAD 值），簡便、準(zhǔn)確、快速的特點(diǎn)使之得到廣泛的應(yīng)用。有關(guān)研究結(jié)果表明，植被葉片的SPAD 值與葉綠素呈正相關(guān)，SPAD 值可間接反映葉片的葉綠素含量[24]。

而針對(duì)矮化問題的研究，目前大多只涉及到葉綠素絕對(duì)含量。胡利明等[25]發(fā)現(xiàn)，矮化性較強(qiáng)的枳砧溫州蜜柑的葉綠素含量（2.54 mg·g-1）比Troyer 枳橙（2.26 mg·g-1）的更高，枳砧溫州蜜柑表現(xiàn)出更強(qiáng)的光合性能。羅靜等[26]研究發(fā)現(xiàn)，M9和M26 矮化中間砧均可顯著提高蘋果苗的葉綠素含量，測得的葉綠素含量，M26（7.12 mg·g-1）＞M9（6.93 mg·g-1）＞喬砧（6.47 mg·g-1）。劉偉等[17]對(duì)柱型蘋果突變體葉片解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，柱型蘋果的葉綠素相對(duì)含量(53.2 ～62.8)明顯大于普通型蘋果的(48.1 ～57.8)。而本研究采用SPAD 葉綠素儀檢測法測得的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的葉綠素相對(duì)含量，5月23日之后的測定值，均極顯著高于YF3 的，如9月25日測得的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的葉綠素相對(duì)含量最高，分別為74.75、77.13、75.19，均極顯著高于YF3 的（67.71）。這或許能間接反映葉綠素絕對(duì)含量與前人研究數(shù)據(jù)的關(guān)系，至于這一數(shù)據(jù)是否就能說明GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 具有矮化特性，還需進(jìn)一步驗(yàn)證。

3.6 不同砧木葉片酶活性的比較

與樹體矮化相關(guān)的酶包括POD、SOD 和CAT。李海燕等[10]在對(duì)‘華紅’蘋果幼樹葉片酶活性的研究中得出，POD 活性越高，樹體生長勢越弱。唐秀芝等[27]對(duì)蘋果的研究結(jié)果也證明了這一結(jié)論。但是，李文斌等[28]和呂斌等[29]在對(duì)柑橘的研究中發(fā)現(xiàn)，樹體生長勢與葉片POD 活性呈顯著正相關(guān)，葉片POD 活性的強(qiáng)弱順序?yàn)椋喊氚瑁景?，喬砧＞矮化砧。他們認(rèn)為，其原因可能是，酶活性測定方法或砧木類型不同。測定結(jié)果表明，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的葉片POD 活性，7月12日、8月6日、8月31日的測定值均極顯著低于YF3 的，如8月31日測得的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的葉片POD 活性分別為208.60、217.00、180.40 U·min-1·g-1，均極顯著低于YF3 的（333.00 U·min-1·g-1）。至于這一測定結(jié)果能否說明GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的確具有矮化特征，也需進(jìn)一步探討。

許多研究者的研究結(jié)果[30-32]都表明，SOD 和CAT 活性與樹體矮化均呈正相關(guān)，SOD 和CAT 活性均可作為矮化預(yù)選標(biāo)準(zhǔn)，如3 個(gè)不同類型桃的葉片SOD 活性的強(qiáng)弱順序?yàn)槠胀ㄐ停级讨π停紭O矮化型，而其CAT 活性的強(qiáng)弱順序?yàn)槠胀ㄐ停级讨π停紭O矮化型。這是因?yàn)椋?xì)胞中的羥基和活性基具有擴(kuò)張細(xì)胞的作用，矮化植株可能通過高水平的 SOD、CAT 清除自由基、限制細(xì)胞的伸長、促進(jìn)木質(zhì)化，從而控制樹體的長勢。測定結(jié)果表明，在所有觀測日期測得的葉片SOD 活性，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的均高于YF3 的；而其CAT活性，在6月17日之后均高于YF3 的，如8月31日測得的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的葉片SOD 活性分別為15.35、18.15、16.42 U·min-1·g-1，均極顯著高于YF3 的（5.22 U·min-1·g-1）；8月6日測得的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的葉片CAT 活性分別為26.8、28.4、29.6 U·min-1·g-1，均極顯著高于YF3 的（18.8 U·min-1·g-1）。從這一測定結(jié)果來看，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 均表現(xiàn)出了疑似矮化特征。

但是，植株矮化受多種因素的影響，包括基因和環(huán)境的共同影響，同時(shí)供試材料個(gè)體間的差異、測定方法的不同等因素對(duì)其矮化性的研究結(jié)果均有不同程度的影響。本研究重點(diǎn)關(guān)注了新疆野蘋果GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 在形態(tài)及生理方面與喬化植株的不同表現(xiàn)，為了進(jìn)一步綜合評(píng)價(jià)新疆野蘋果GB-21 的矮化性，后續(xù)研究可從分子水平確認(rèn)其矮化性。

4 結(jié) 論

在對(duì)新疆野蘋果矮化性狀形態(tài)學(xué)、生理指標(biāo)的研究中發(fā)現(xiàn)，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的枝條節(jié)間短、枝皮率高，其葉片小而厚、柵欄組織較海綿組織發(fā)達(dá)，并且枝條電阻率、水勢均較低，而其葉片CAT、SOD 活性均較高，除葉片厚度、水勢等個(gè)別指標(biāo)外，其余指標(biāo)與對(duì)照喬木YF3 間均能達(dá)到極顯著性差異，綜合各指標(biāo)測定值和前人的研究數(shù)據(jù)分析認(rèn)為，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 極有可能具有矮化特征。