摘 "要:為了對新疆野蘋果進行搶救性保護,選用新疆野蘋果系砧木、八棱海棠砧木和SH38砧木以及10種待保護的新疆野蘋果接穗,采用劈接的方法,對新疆野蘋果的嫁接親和性進行了探討。結(jié)果表明,不同的新疆野蘋果接穗對不同的砧木具有特定的親和性,其中GB-9和XY-16對新疆野蘋果砧木具有較好的親和性,GD-12對新疆野蘋果系砧木和八棱海棠砧木的親和性均差。
關(guān)鍵詞:新疆野蘋果;砧木;接穗;嫁接親和性
中圖分類號:S661.1 """""文獻標志碼:A """""文章編號:1002-2910(2025)01-0011-05
Study on the graft compatibility of Malus sieversii
ZUO Peijie1,2, ZHANG Xuechao3, MENG Xiangpeng2, WANG Meili2, CHEN Dixin1, ZHANG Ruiping2*
(1.Henan University of Science and Technology, Luoyang, Henan 471023, China;"2.Zhengzhou Fruit Research Institute,"Chinese Academy of"Agricultural Sciences, Zhengzhou, Henan 450009, China; 3.Institute of Agricultural Sciences of Ili Kazak Autonomous Prefecture, Yining, Xinjiang 835000, China)
Abstract:"To implement emergency conservation measures for Malus"sieversii, this experiment selected Malus"sieversii"rootstocks, Malus"robusta"Balenghaitang rootstocks, Malus"domestica"SH38 rootstocks, and ten Malus"sieversii"scions. The grafting compatibility of Malus"sieversii"was explored using the method of splitting and three replicates, serving as a foundation for emergency conservation measures for Malus"sieversii. The results indicated"that different Malus"sieversii"scions exhibit specific compatibility with different rootstocks. GB-9 and XY-16 showed good compatibility with Malus"sieversii"rootstocks, GD-12 exhibits poor compatibility with both the Malus"sieversii"and Malus"robusta"rootstocks.
Key words: Malus"sieversii; rootstock; scion; graft affinity
新疆野蘋果(Malus sieversii)屬于薔薇科(Rosaceae)蘋果屬(Malus)多年生落葉果樹,其野生種質(zhì)資源在研究蘋果的起源演化、遺傳多樣性和種質(zhì)改良中具有重要作用[1]。但近年來由于放牧、開荒、采摘野蘋果果實以及病蟲害等的影響,新疆野蘋果自然種群數(shù)量銳減,新疆的新源縣和鞏留縣野蘋果自然種群分別從1960年的41.86 km2、""37.50 km2減少到2020年的16.00 km2,16.33 km2[2],目前被列為二級瀕危保護植物(圖1),因此開展新疆野蘋果資源的保存和研究工作,對于中國蘋果種質(zhì)以及育種工作具有深遠的意義[3]。
果樹種質(zhì)資源作為植物育種的基礎(chǔ)和原始材料,是生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ),在果樹育種中占有重要地位[4]。種質(zhì)資源的保存可以挽救大批珍稀瀕危的資源,維護生物多樣性的同時,為科學(xué)研究以及后續(xù)的開發(fā)利用提供基礎(chǔ)[5]。果樹種質(zhì)資源保存方式[6]主要有離體保存(種子保存、組織培養(yǎng)保存、超低溫保存、基因文庫保存、根域限制栽培、植物人工種子、胚培育技術(shù)等)、原生境保存和異地保存。在新疆野蘋果中,目前已經(jīng)部分實現(xiàn)超低溫保存[7]、原生境保存、異地保存[8,9]、種子保存、組織培養(yǎng)保存等,但這些保存方法體系的建立正在研究中。
由于嫁接繁殖速度快,可以通過砧木增強抗寒、抗旱、抗病蟲等能力并能保持接穗的優(yōu)良性狀,因此,目前通過嫁接繁殖技術(shù)實現(xiàn)果樹資源的保存是異地保存的主要方式。嫁接親和性是嫁接繁殖能否成功的最基本條件,嫁接存活率、砧木與接穗之間的生長反應(yīng)、嫁接口的愈合程度是嫁接親和性的主要評判標準。李開花等(2015)以新冠、新帥和紅肉蘋果為接穗嫁接到新疆野蘋果砧木上,發(fā)現(xiàn)紅肉蘋果的嫁接親和性高于新冠和新帥[10]。新疆野蘋果作為砧木的抗性的研究較多,如抗蘋果小吉丁蟲[11]、土壤連作障礙[12]、抗旱[13]、抗寒[14]和耐鹽堿[15]等,而作為保存新疆野蘋果種質(zhì)資源的砧木的親和性的相關(guān)研究,目前尚未見報道。
筆者采用3種砧木嫁接10種新疆野蘋果進行保存,3種類型砧木及其特點如下,①新疆野蘋果系砧木(以下簡稱:XJY),耐寒力中等,耐旱力強,豐產(chǎn);②八棱海棠砧木(以下簡稱:BA),根系發(fā)達,須根多,具有出色的抗性和耐瘠薄能力[16];③SH38砧木(以下簡稱:SH38),屬于矮化砧木,與紅富士等主栽蘋果品種嫁接親和力強,結(jié)果早,抗寒、抗抽條能力強,但需肥水量大,不耐鹽堿[17]。研究10種新疆野蘋果接穗和3種砧木的嫁接親和性,為新疆野蘋果的快速繁殖和保護提供參考。
1 "材料與方法
1.1 "試驗地概況
試驗地設(shè)在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所蘋果資源圃內(nèi)。
1.2 "試驗材料
2023年3月從國家果樹種質(zhì)新疆野蘋果資源圃選取10份新疆野蘋果資源的接穗,其資源圃編碼為:GD-9、GD-10、GD-12、GD-16、GD-17、GB-9、XY-53、XY-16、HDM-21、HDM-12;砧木為本課題組前期已擴繁保存的3種類型的砧木,分別為新疆野蘋果系砧木、八棱海棠砧木和SH38砧木,所用砧木均為獨立盆栽,兩年生,株高約1 m。
1.3 "試驗方法
于2023年3月在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所蘋果資源圃內(nèi)采用劈接的方法進行嫁接。每種接穗嫁接在3種砧木上,各嫁接3株。選擇和接穗粗細、長短相近的砧木嫁接到一起,接穗的生物學(xué)上端用嫁接膜封住,防止接穗水分流失,影響嫁接成活率。劈接步驟:①接穗切削;②砧木切削;③接合;④包扎(圖2)。嫁接完成后進行正常的田間管理。
1.4 "測定指標及方法
嫁接存活率統(tǒng)計。2024年3月29日統(tǒng)計嫁接植株的嫁接存活率,以接穗新長出真葉無萎蔫表現(xiàn)、正常伸展無異樣者為嫁接成活[18]。
嫁接存活率(%)=存活接穗數(shù)/總嫁接接穗數(shù)×100。
嫁接親和力調(diào)查。2024年3月,用卷尺測量嫁接口以上的新梢長度[19],取平均值。觀察嫁接部位的愈合程度,嫁接部位完全愈合為優(yōu),出現(xiàn)瘤狀突起情況記錄為良,其他為差[10]。
2 "結(jié)果與分析
2.1 "嫁接成活率分析
10種新疆野蘋果資源嫁接到3種類型的砧木上,其嫁接存活率分布在0%~88.9%之間,差異較大,具體統(tǒng)計結(jié)果見表1:XJY作砧木嫁接存活率為60.00%;BA作砧木嫁接存活率為46.67%;SH38作砧木嫁接存活率為24.13%。XJY對新疆野蘋果的嫁接存活率最高,表明XJY較適合作為以上10種新疆野蘋果接穗的砧木;SH38對新疆野蘋果的嫁接存活率最低,表明SH38相較不適合作為以上10種新疆野蘋果接穗的砧木。
接穗HDM-12在3種砧木上總的存活率最高,為88.90%,其次為GD-9、GD-16,存活率為77.80%,表明HDM-12、GD-9和GD-16比較適合以上3種砧木嫁接保存;接穗GB-9、XY-53、GD-12、HDM-21、XY-16和GD-17在3種砧木上的存活率為55.6%~22.20%,可以適當考慮選用以上3種砧木嫁接保存;接穗GD-10無存活,說明GD-10不適合通過以上3種砧木嫁接保存。
2.2 "嫁接后新梢長度分析
不同新疆野蘋果資源的接穗在3種砧木上的新梢長度呈現(xiàn)差異,分布在19.40~109.10 cm之間,具體統(tǒng)計見表2,其中BA上嫁接的XY-16的新梢長度最長,為114.80 cm,次之的為XJY上嫁接的GD-17,新梢長度為109.10 cm;HDM-21在XJY上嫁接成活;HDM-12在XJY和SH38上新梢長度分別為90.00 cm和90.87 cm,相差不多,而在BA上最短。GD-9、GB-9、GD-16嫁接在BA上的新梢長度大于在XJY和SH38上的新梢長度。截至統(tǒng)計時間,已嫁接成活的植株中,XJY和BA的接穗新梢長度沒有較為一致的差異傾向,但是SH38上成活的接穗有3/4新梢長度小于其他二者。
2.3 "嫁接親和力評價
親和性調(diào)查中發(fā)現(xiàn),新疆野蘋果嫁接XJY和BA后,盡管二者的新梢長度不相上下,但嫁接口愈合程度有差異,接穗GB-9和XY-16在新疆野蘋果砧木上的傷口愈合最好,傷口平滑,沒有明顯的“大小腳”和瘤狀突起,而其余的嫁接都發(fā)現(xiàn)不同程度的瘤狀突起(圖3)。最終,調(diào)查統(tǒng)計成活接穗的嫁接口愈合情況優(yōu)和良比例和:XJY、BA、SH38分別為88.90%、87.50%和50.00%。綜合嫁接成活率、嫁接后新梢長度和嫁接口愈合程度認為,XJY對新疆野蘋果的嫁接親和力最好、BA次之、SH38最差。
3 "小結(jié)與討論
對于新疆野蘋果的保存,目前已經(jīng)有較多方法的嘗試,如吳傳金等[7]以新疆野蘋果無菌試管苗為材料,實現(xiàn)了新疆野蘋果資源的超低溫保存(新疆野蘋果莖尖在含有5%二甲基亞砜(DMSO)的""""0.4 mol/L蔗糖培養(yǎng)基上預(yù)培養(yǎng)3"d,60%玻璃化溶液(PVS2)中室溫裝載30 min,PVS2 0"°C下處理""""40 min,經(jīng)液氮保存至少24 h后,轉(zhuǎn)入繼代培養(yǎng)基上再培養(yǎng),成活率和再生率分別為93.3%和86.7%;閆秀娜等[20]通過對種子的不同層積處理,實現(xiàn)了對新疆野蘋果資源的實生繁殖保存。超低溫保存優(yōu)點為可以避免繼代培養(yǎng)和自然界中積累性的突變等發(fā)生的可能性,缺點為投入成本高,保存后也存在難以正常生長分化且成活率低等。嫁接保存的優(yōu)點為嫁接繁殖速度快,可以增強植株的抗寒、抗旱、抗病蟲等能力并能保持接穗的優(yōu)良性狀;實生繁殖的優(yōu)點是一次播種可獲得大量苗木,種子采集、貯存、運輸方便,實生苗生長旺盛、抗逆性強、易馴化,缺點是無法保證野生種質(zhì)保存的完整性、易混入異源花粉種質(zhì);嫁接保存和實生繁殖保存作為異地保存的兩種方法,其共同缺點皆為需要長期投入土地、資金和人力,前者嫁接保存的技術(shù)要求高、易傳播病毒,后者保存需加強種質(zhì)完整性、退化等研究。
本研究以新疆野蘋果作為接穗,探討比較所用嫁接砧木的適應(yīng)性。通過嫁接的方法分析了3種類型砧木對10種不同的新疆野蘋果資源的保存狀況,結(jié)果顯示,新疆野蘋果系砧木上嫁接新疆野蘋果的嫁接成活率最高,這與李開花[10]等的研究結(jié)果相似。不同接穗在不同砧木上的新梢長度呈現(xiàn)差異,總體上在XJY和BA上略大。所有嫁接植株從創(chuàng)面的愈合情況來看,只有少數(shù)嫁接XJY的嫁接口較為光滑,如GB-9和XY-16,其他均呈現(xiàn)出一定的不親和現(xiàn)象,可能是結(jié)合部位嫁接后產(chǎn)生的代謝物不能很好地流通所致。成活接穗的嫁接口愈合優(yōu)良情況來看,新疆野蘋果的嫁接親和力最好、BA次之、SH38最差。
現(xiàn)代栽培蘋果大多由新疆野蘋果演化而來,加強對新疆野蘋果資源的保護,對于研究蘋果進化具有重要意義。由于新疆野蘋果具有抗寒、抗旱等特點,也備受育種家關(guān)注。本研究分別以新疆野蘋果、八棱海棠和SH38為砧木對10種新疆野蘋果接穗進行保存,通過探討它們之間的砧木互作關(guān)系發(fā)現(xiàn),不同的新疆野蘋果接穗對不同的砧木具有特定的親和性,其中GB-9和XY-16對新疆野蘋果具有良好的親和性,HDM-12對新疆野蘋果和SH38有較好的親和性,GD-12對新疆野蘋果和八棱海棠的親和性均不好。
參考文獻:
王大江,肖艷宏,高源,等.我國蘋果屬植物野生資源收集、保存和利用研究現(xiàn)狀[J].中國果樹,2021(10):6-11.
米爾卡米力·麥麥提,劉忠權(quán),馬曉東,等.新疆野蘋果的生存現(xiàn)狀、問題及保護策略[J].廣西植物,2021,41(12):2100-2109.
劉彬.新疆野蘋果(Malus sieversii)生態(tài)調(diào)查及生長發(fā)育的生物學(xué)基礎(chǔ)研究[D].天津:天津農(nóng)學(xué)院,2016.
沈建生,孫萍,賈惠娟,等.李種質(zhì)資源根域限制密植保存技術(shù)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2018(5):75-76.
李登科,王永康,薛曉芳,等.我國棗種質(zhì)資源研究利用進展[J].果樹資源學(xué)報,2021,2(1):1-6.
王逸涵,王爍凱,董美響,等.果樹種質(zhì)資源保存研究進展[J]".北方園藝,2024(5):127-131.
吳傳金,陳學(xué)森,曾繼吾,等.新疆野蘋果(Malus sieversii)超低溫保存及其植株再生[J].植物遺傳資源學(xué)報,2008(2):243-247.
喬衛(wèi)華,張宏斌,鄭曉明,等.我國作物野生近緣植物保護工作近20年的成就與展望[J].植物遺傳資源學(xué)報,2020,21(6):1329-1336.
付寶春,李登科,趙旗峰,等.山西省果樹種質(zhì)資源保護利用現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J].果樹資源學(xué)報,2021,2(1):7-10.
李開花,劉香,袁培紅,等.新疆野蘋果砧木嫁接親和性試驗研究[J].中國園藝文摘,2015,31(5):22-24.
劉愛華.新疆野蘋果林衰退原因及蘋果小吉丁蟲監(jiān)測與防控技術(shù)研究[D].北京:北京林業(yè)大學(xué),2021.
G.F,H.S.A,G.M.V,et al.Progress in evaluating Malus sieversii"for disease resistance and horticultural traits[J].Acta Horticulturae,2009.
烏仁其米格,劉立強,秦偉,等.不同抗旱措施下新疆野蘋果移栽苗土壤水分及葉片生理響應(yīng)[J].經(jīng)濟林研究,2021,39(1):97-110+120.
馬紅喜.新疆野蘋果幼苗應(yīng)答凍害的光合特性差異表達基因與蛋白質(zhì)篩選[D].石河子:石河子大學(xué),2022.
李春容.七種蘋果砧木抗鹽性和氮素利用效率的評價[D].楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué),2023.
吳玉霞,馬蘭,何天明.蘋果砧木八棱海棠和新疆野蘋果耐鹽性的比較[J].北方果樹,2018(2):4-7.
孫魯龍,樊娟,王翠翠,等.不同矮化中間砧對瑞雪蘋果花抗霜凍能力的影響[J].中國果樹,2023(8):12-16.
宿明潔.遷地保存新疆野蘋果資源遺傳多樣性分析[D].石河子:石河子大學(xué),2023.
李鵬,關(guān)曉野.紅肉蘋果嫁接繁殖[J].新農(nóng)業(yè),2008(4):54.
閆秀娜,李芳,閻國榮,等.瀕危植物新疆野蘋果種子的萌發(fā)特性[J].天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報,2015,22(2):33-36.
基金項目:蘋果珍稀瀕危種質(zhì)資源的搶救性保護(2021YFD1200202-02)。
*通信作者:張瑞萍(1981-),女,河南鄭州人,副研究員,從事蘋果資源、分子育種方面的研究工作。E-mail:zhangruiping@caas.cn
作者簡介:左培杰(1999-),男,河南鄭州人,在讀碩士研究生,從事蘋果資源方面的研究工作。E-mail:zuopeijie1999@163.com