葡萄柚嫁接愈合過程中砧穗生理物質特性及其與嫁接親和性的關係

基金項目（mù）:雲南省教育（yù）廳科學研究基金(編（biān）號:2021Y257);雲南森林資源培（péi）育與利用協同創新中心資助項目(編號:51400604)。

葡萄（táo）柚(Citrus paradise Macf． )屬於芸香科柑橘屬（shǔ），果實像葡萄一樣一簇一簇（cù）地垂掛，故稱之為葡（pú）萄柚 。葡（pú）萄柚的果實品質較好，一般用於鮮食，也可以製做果肉罐頭和果汁 。嫁接是葡萄柚苗木繁育的關鍵技術，接穗與砧木的親和性（xìng）和嫁接後的愈合情況對葡（pú）萄柚的生長、開（kāi）花和結果等均有顯著影響 。周洲以紅玉葡（pú）萄柚和馬敘無核為接穗，嫁接於 9 種砧木上，研究（jiū）發現不同嫁接組合的愈（yù）合情況、花期和果實產量出現顯著差異 。王偉軍（jun1）等研究（jiū）表明，不同砧穗組（zǔ）合在結果早晚、樹形矮化程度等方麵均存在差異 。嚴毅等認為，關鍵酶的含量（liàng）對葡（pú）萄柚嫁接苗的愈合具有（yǒu）一定的影響 。已有研究（jiū）表明，可溶性蛋白和碳水（shuǐ）化合物對於（yú）砧穗組合之間（jiān）連接的早期生長階段非常重（chóng）要，嫁接後有大量的高爾基體出現在隔離層細胞中，增加的（de）高爾基體會分泌蛋白質和碳水化合物在接穗和砧木（mù）間形成初始黏連 。前人對葡萄柚的研（yán）究主要集中在葡萄（táo）柚果實營（yíng）養和健康功效、嫁接生理酶活性、組織培養、遺傳育種等方（fāng）麵 ，而對於葡萄柚嫁接愈合形成（chéng）過程中接穗和砧木的（de）代謝物質含量變化以及（jí）酶活性與嫁接親和性的研究較少。因（yīn）此，本研究（jiū）以本地酸柚（yòu）為砧木，火焰、哈（hā）路比、瑞路比和星路比為接穗，通過比較（jiào）不同嫁接組合（hé）砧穗中的生理指標差異，以及分析砧穗中的生理指標與嫁接後的成活（huó）率所存在（zài）的關係，為研究葡萄柚嫁接親和性的早期預測以及砧木與接穗（suì）組合的選擇奠定基礎。

1 材料（liào）與方法

1． 1 試驗地（dì）及材料概括

試驗地為西南林業大學格林溫（wēn）室旁的露天試驗地(102°45'E，25°03'N)，年平均氣溫為 15 ℃，年平均（jun1） 降 水 量 約 為 1 000． 5 mm，年 日 照（zhào） 時 長 為2 327． 5 h 。以 星 路 比（bǐ） ( Star Ruby)、哈 路 比(Hudson Foster)、瑞路比(Ray Ruby)、火焰(Flame)4個葡萄柚品（pǐn）種（zhǒng）母樹樹冠上部四（sì）周一年生健壯枝條作為接穗，以營養（yǎng）袋（dài）苗（miáo）本地酸柚(C． grandis aurantium)為砧木（mù），不同砧穗組合的情況及簡寫（xiě）見表1。

表 1 不同砧穗組合情況

1． 2 試驗方法

試驗（yàn）開展於（yú） 2021 年 3 月 26 日。選取健壯枝條，剪為（wéi） 3 ～4 cm 長，每一段留 1 ～2 個飽滿芽。砧木距離基質（zhì）土壤表麵 6 cm 處平減，采用劈接法，分別將 4 種接（jiē）穗嫁接到砧木上。嫁接完成後，搭建高約 1． 5 m，50% 的遮陽網（wǎng）進行遮（zhē）陰處理。嫁接（jiē）愈合前，每隔 3 d 澆1 次水，愈合後每隔5 d 澆1 次水，澆水時避免水濺濕嫁接口。試驗（yàn）采用 3 次重複，隨機區組設計，共 4 個砧穗組合，每（měi） 30 株作為一個小區，共 5 個小區，其中（zhōng）一個小區用於嫁接成活率的統計，另（lìng）一個（gè）小區用（yòng）於嫁（jià）接愈（yù）合情況的觀察，其他 3 個小區（qū）用於采樣，每個組合共嫁接 150 株。成活率=嫁接後 40 d 接穗芽萌動的株（zhū）數（shù）/嫁接株數 ×100%。

1． 3 樣品采集及測定

為（wéi）探究嫁接愈合過程中相關物質的變化，故在嫁接後 0、2、4、6、14、22、30 d 分別取 1 次樣，其中0 d 取樣時（shí），接穗為剛從母株上隨機取下 3 cm 長度除去葉片（piàn）的枝條，砧木取距離基質土壤表麵 3 ～6 cm 長度未經嫁接的砧木。取樣時從每個小（xiǎo）區中取 2 株嫁接苗，死亡萎蔫的不取樣，用枝剪將距（jù）離嫁接口 3 cm 處的砧木和接穗剪下，刀片刮取砧木和接穗的韌皮部，分別剪碎後，用錫箔紙將剪（jiǎn）碎的韌皮部分別包（bāo）裹，將包（bāo）裹好的韌皮部放入液（yè）氮中冷凍後儲藏於超低溫冰箱中。嫁接後 40 d 時統計成活狀況，接穗芽萌動則表示嫁接成活。砧木和接（jiē）穗中的可溶性糖與澱粉含量參（cān）照張誌良（liáng）等（děng）的蒽（ēn）酮比色法測（cè）定，可溶性蛋白含量參照張誌良等的考馬斯亮藍染料結合法 測定，過氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性參照李（lǐ）合生的方法（fǎ） 測定。POD酶活單位 U:在波長為 470 nm 下，1 min 1 g 葡萄柚韌皮部組織（zhī）在反應體係中吸光度變化 1 所需的酶量;PPO 酶活單位 U:在波長為 420 nm 下，1 min 1 g葡萄（táo）柚韌皮部組織在反應（yīng）體係中吸光度變（biàn）化 0． 01所需的酶量。

1． 4 數據處理

數據統計使（shǐ）用 Excel 2010 軟（ruǎn）件進行（háng），用 Origin2021 進行（háng）作圖，采用 SPSS 26． 0 軟件進行方（fāng）差分（fèn）析、多重比較和相關性分析(Duncan's 新（xīn）複（fù）極差法)。

2 結果與分析

2． 1 不同嫁接組合愈合情況的觀察

砧穗的親緣（yuán）關係越近，嫁接後愈合得越（yuè）好（hǎo），因此嫁接後的愈合情況可以作為判斷親和（hé）性高低的指標 。本試驗參照嚴（yán）毅等的（de）方法 ，嫁接後觀察不同嫁接組合砧穗的愈合情況。由表 2 可知，最先（xiān）出現愈（yù）傷組織的（de）組合為 Z3S3 和 Z4S4，Z2S2、Z1S1組（zǔ）合的形成時間分別為 7、8 d。在 14 d 時（shí），Z3S3 組合的愈合情況最好，形成（chéng）的愈傷組織（zhī）植株數最（zuì）多（duō）。

表 2 不同嫁接組合的愈合（hé）情況觀察

注:“A”表示愈合較（jiào）好;“B”表示愈合一般（bān）;“C”表示愈合較差。

2． 2 不同嫁接組合的成活率

嫁接植株的成活率反映了接穗和砧木之間的親和性，兩者之間存在正相關關係 。嫁接後40 d，對 4 個嫁接組合的成活率進行統計。由（yóu）圖 1可（kě）知，Z3S3 組合的（de）嫁接成活率最高為 73． 33%，Z2S2 組合的嫁接成活率最低為46． 67%。從顯著性分析可以得出，Z3S3 組（zǔ）合的成活率顯著高於其（qí）他的嫁（jià）接組合，Z2S2 嫁接（jiē）組合的成活率顯著低於其他的嫁接組合，而 Z1S1 和 Z4S4 這 2 個（gè）嫁接組合（hé）之間的成活率不存在顯著（zhe）性差異。

2． 3 不同嫁接組合的可溶性（xìng）糖和澱粉含量

由表 3 可知，在嫁接愈合過程中，接穗中可溶性（xìng）糖含量都呈降低—升高—降低的變化趨勢，嫁接（jiē）後前 14 d 接穗（suì）中可溶性糖含量整體逐（zhú）漸降低，降低了4． 83% ～64． 65%。與其他幾個接穗相比較，S3 的可溶性糖含（hán）量最先上升，且上升幅度最大。由表 3可（kě）知，嫁接後不同嫁接組合砧木中可（kě）溶性糖的含量整體呈現升高—降低—升高的趨勢。在嫁接（jiē）後的前（qián） 4 d，砧（zhēn）木中可溶（róng）性糖含量均呈（chéng）上升趨勢，Z3 的可溶性糖含量上升了 8． 73%，上升幅度最大，可溶性糖含量上升最低的（de）為 Z4，上升了 5． 41%，可見嫁接（jiē）初期，不同嫁接組合砧木的可溶性（xìng）糖含量變化不大。4 d 以後，不同（tóng）嫁接（jiē）組合的砧木中可溶性糖含量變化情況幾乎一致。由顯著性分析（xī）可知（zhī），不同的（de）采樣時間同一接穗的可溶性糖含量（liàng）有部分存在顯著差異，對應砧木的情況與接穗相同。同一采樣時間內，同一個（gè）嫁接組合接穗和砧木之間的可溶性糖含量全部都存在極顯著差異。

由表（biǎo） 3 可（kě）知，嫁接後接穗中的澱粉含量均呈現下降—上升的變化趨勢。在所（suǒ）有接穗中，S3 的澱（diàn）粉含量下降（jiàng）幅度最大，下降 53． 90%。6 d 後，Z2 砧木澱粉含（hán）量開始上升，其餘砧木的澱（diàn）粉含量在 14 d後（hòu）才（cái）開始上（shàng）升。與其他砧（zhēn）木相（xiàng）比，Z3 澱粉含（hán）量下降最多，下降（jiàng） 46． 32%。同一（yī）取樣（yàng）時間同一嫁接（jiē）組合接穗和砧木的澱粉含量均（jun1）存在極顯著差異，但各（gè）嫁接組合的砧木，隻有 Z3 在所有取樣時間所測得澱粉含量存在（zài）顯著差異。

表 3 不同嫁接組合的可溶性糖和澱粉（fěn）含量

注:同列數據後不同小寫字母表示在 0． 05 水平（píng）上差異顯著，“＊＊”表示同一天同一組合砧穗在 0． 01 水平上差異顯著。下同。

2． 4 不（bú）同嫁接組合的 POD 和 PPO 活性

由表（biǎo） 4 可知（zhī），隨著嫁接口的愈合，不同嫁接組合中接穗的 POD 活性變（biàn）化為升高 － 下降趨勢，砧木的POD 活性（xìng）變化（huà）趨勢與接穗相同（tóng）。22 d 時，Z3S3 組合接穗和砧木的 POD 活性比 Z1S1、Z2S2、Z4S4 組合的高，Z3S3 組合接穗和砧木中的 POD 活性分別是嫁接 0 d 的 306． 25%、286． 45%。從總體來看，Z3S3組合 POD 活性在不同取樣時間變化最明顯，Z1S1和 Z4S4 組合次（cì）之，Z2S2 組合 POD 活性（xìng）變化幅度最小。14 d 時，用接穗的（de） POD 活性剪去砧木（mù）的 POD活性，所得的差值取絕對值，Z1S1、Z2S2、Z3S3、Z4S4組合的差（chà）值分別為 0． 99、5． 64、9． 54、8． 43 U/g，接穗與砧木間的 POD 活性（xìng）存在極（jí）顯著差異的嫁（jià）接（jiē）組合為 Z2S2、Z4S4。

由表 4 可（kě）知，隨著嫁接口（kǒu）的愈合，4 個組合接穗的 PPO 活（huó）性表（biǎo）現為升高 － 降低的趨勢，砧木的 PPO活性表現為降（jiàng）低 － 升高的趨勢，砧穗的 PPO 活性變化趨勢（shì）不一致。4 個組合中，與 0 d 相比，Z2S2 組合（hé）接穗的 PPO 活（huó）性升高了 41． 17 U/g，Z3S3 組合接穗的 PPO 活性僅升（shēng）高 3． 74 U/g。整個嫁接愈（yù）合過程中，Z3S3 組合砧木的（de） PPO 活（huó）性變化（huà）幅度最大，而該組合接穗的變化幅度最（zuì）小。14 d 時（shí），用接穗的 PPO活性減（jiǎn）去砧木的 PPO 活性，所得的（de）差值取絕對值，Z1S1、Z2S2、Z3S3、Z4S4 組合的（de）差值（zhí）分別為 8． 93、16． 67、13． 7、7． 11 U/g，各組合接穗和砧木之間的PPO 活性均存在極顯著差異。

表 4 不同嫁接組合的 POD 和 PPO 活性

2． 5 不（bú）同（tóng）嫁接組合的可溶性（xìng）蛋白含量

由表5 可知，0 ～14 d 接（jiē）穗中可溶性蛋白含量下降（jiàng） 10． 57% ～ 30． 60%，4 個組合中，Z3S3 組合接穗的可溶性蛋白含量下降最少。14 d 時（shí）與其他接穗相比，S3 的可溶性蛋白含量最先開始出（chū）現上升，且可（kě）溶性蛋白含量最（zuì）高。從表 5 中數（shù）據可以看出，4個組合所對（duì）應砧木的可溶性蛋白含量均整體表現為降低—升高的（de）變化趨勢。此外，同一（yī）采樣時間同一組合的（de）接穗和砧木之間可溶性蛋白含量（liàng）部分存在極顯著差異，Z3S3 組（zǔ）合中除2 d 外均存在極顯著差（chà）異。

表 5 不同嫁接組合（hé）的可溶性蛋白質量分數

2． 6 不（bú）同嫁接組（zǔ）合成活率與其砧（zhēn）穗生理（lǐ）指標的關係

由表 6 可知，在（zài）嫁接愈合過程中，嫁接成活率與砧穗中的可溶性糖、澱粉和可溶性蛋白含量以及POD 和 PPO 活性存在一定的相關性。嫁接後 2 d，嫁接成活率與接穗和砧木可溶性糖、澱粉和可溶性蛋白含（hán）量（liàng）等指標（biāo）的相關性不顯著，嫁接後4、22、30 d砧穗（suì）的可溶性糖（táng）、澱粉和可溶性蛋白含量均與嫁（jià）接成活率無顯著相（xiàng）關性，嫁接後 6 d，各（gè）組合接穗中的生理指標與嫁接（jiē）成活率均存在顯著正相關的為可溶性糖和可溶性蛋白含量，與嫁接成（chéng）活率存在顯（xiǎn）著負（fù）相關的為澱（diàn）粉含量（liàng）。嫁接後6、22、30 d，嫁接成活率與（yǔ）砧穗的 POD 活性均（jun1）存（cún）在極（jí）顯著正相關關係;嫁接後 4、6、14、22、30 d，嫁接成活率與砧穗的 PPO 活（huó）性均存在極（jí）顯著（zhe）負相關。

表 6 嫁接成活率與（yǔ）砧穗生理指標的相（xiàng）關性分析

注:“＊＊”“* ”分別表示在 0． 01、0． 05 水平上顯著相關。

3 討論

3． 1 嫁接成活率（lǜ）

嫁接作為植物常見的無（wú）性繁殖方法之（zhī）一，被（bèi）廣（guǎng）泛（fàn）應用於增強植物抗逆性、良種選育、改（gǎi）善（shàn）作物農藝性狀等方麵的研究 。接穗與（yǔ）砧木在分（fèn）類（lèi）學上關係越近，嫁（jià）接後愈（yù）合得越好，成活率越（yuè）高，楊邵等在研究油茶不同芽苗砧嫁接組合的親和性生理中，也將嫁接成（chéng）活（huó）率和愈傷組織的出現（xiàn）時間作為判斷嫁接（jiē）親和（hé）性的依據 。本研究中，嫁接 40 d時 Z3S3 組合（hé）的嫁接成活率為 73． 33%，顯著高（gāo）於其他組合，同時，該嫁接（jiē）組合的愈傷組織最先形成，這些（xiē）表明 Z3S3 組合的親和性更高。

3． 2 代謝物（wù）質（zhì）

在植物嫁接愈合部位會發生許多代謝物（wù）質含量和酶活性的變化 。營養物質（zhì）是細胞（bāo）分裂（liè）與分化（huà）的重要物質基礎和（hé）能量來源 。本試驗結果表明，嫁接後 0 ～14 d，不同砧穗中的可（kě）溶（róng）性糖含量整（zhěng）體均呈現降低的變化趨勢，出現這種情（qíng）況的原（yuán）因可能是因為嫁接初期，砧穗需要消耗大量的糖維（wéi）持（chí）正常的生（shēng）理活動，故可溶性糖的含量降低。而 14 d 以後，嫁接口逐漸愈合完全，砧穗間的（de）物質交（jiāo）換和流通逐步恢複（fù）正常，接穗中的可（kě）溶性糖含量開始上升，但低於嫁接 0 d 的含量（liàng），而砧木中的（de）可溶性糖含量幾乎維持不變，這與在王瑞等的研究 中，可溶性糖（táng）的含量變化趨勢相（xiàng）同，也與龔（gōng）豔箐等對（duì）蜜柚嫁接後可溶性糖含量的變化研究結果一致。

澱粉是一（yī）種高（gāo）分子碳水化合物，可在植物（wù）中儲存能量，在裂解酶和水解酶作用下澱粉分解為寡糖，為細胞提供能量 。本研究（jiū）發現，嫁接初期接穗剛脫（tuō）離母體，需要消耗自身澱粉來維持代謝，這使得接穗中澱粉含量整體（tǐ）呈現下降趨勢。14 ～22 d，澱粉含量持續降低，分解補充（chōng）可（kě）溶性糖含量，可溶性糖含量在此（cǐ）階段有所升高，為嫁接口的愈合提供足夠（gòu）營養。14 d 後嫁接口（kǒu）逐漸愈合完全，可溶性（xìng）糖轉化為澱粉儲存，澱粉含量略微升高。

作為植物組織中的功能性蛋白（bái），可溶性蛋白含量越高，植（zhí）物體的代謝活動越強 。本研究 S3 中可溶性（xìng）蛋白含量在 6 d 後開始升高，而其餘接穗中可溶性蛋（dàn）白含量在 14 或 22 d 後才開始上升，可見S3 的代謝活動強（qiáng）於其餘接穗（suì）。接穗中可溶性蛋白含量高（gāo），代謝也就越旺盛，營養物質含量也就越高，嫁接口的薄壁細胞分裂（liè）迅速，嫁接（jiē）口愈合得更快 。Z3 中可溶性蛋白的含量大（dà）於其他砧木，可見 Z3 的生命活動更旺盛，更有利於嫁接成活，曲雲峰在大扁杏嫁接研究中也認為可溶性蛋白含量越高，嫁（jià）接體愈合（hé）越快 。

3． 3 氧化酶活性

植物抗氧化防禦係統中的 POD，在砧穗愈合過程中不僅可以清除自由基並抑製膜脂過氧化，同時維管（guǎn）組織（zhī）的木質化也進一（yī）步（bù）提高 。因此，為了抵禦嫁接口產生的過氧化氫等（děng）有害物質，在（zài）嫁接後的一段時間內，POD 活性會增加，後期隨著嫁接（jiē）口愈合，其活性（xìng）會逐（zhú）漸降低 。本研究中各嫁接組合（hé）接穗和砧木的 POD 活性均表現為先升高後（hòu）降低的（de）趨勢，這與李娜等的研究結果一（yī）致。14 d 時，Z3S3 組合砧穗的 POD 活性（xìng）差異較小。POD 活性（xìng）與（yǔ）嫁接成活率的相關性分（fèn）析（xī）表（biǎo）明，砧穗 POD 活性越高，嫁接成活率也越高，兩者之間存在正相關關係。在嫁接愈合的初期，PPO 主要作用於接穗與砧木（mù）間木質素的合成 。同時，在嫁接親和性（xìng）較低的組合中，因 PPO 將多酚氧化為醌類物質而在嫁接口聚集形成一層膜，從而導致砧穗愈合情況較差（chà） 。此外，嫁接後 PPO 過高可引起愈傷組織褐化不利（lì）於嫁接成活，通常 PPO 活性越高的（de）嫁接組合，接穗和砧木親緣關係越遠 。本研究表明，嫁接初期各組合（hé）接穗的 PPO 活性變化趨勢相同，砧木（mù）的 PPO 活性變化趨勢也相同，Z3S3 組合接穗和砧木的 PPO 活性比其他（tā）組（zǔ）合較低，說明 PPO 活性越低越有（yǒu）利於嫁接成（chéng）活，砧穗的 PPO 活性均與嫁接成活率呈負相關關係。

4 結論

對各嫁接組合嫁接後愈合情況的觀察、愈傷組織出現的時（shí）間以及砧穗中（zhōng）內含物質的分析比較可（kě）以得出（chū），以本地酸柚為砧（zhēn）木嫁接瑞（ruì）路比葡萄柚的親和性較高，表現（xiàn）為成活率較高，砧穗中可溶性糖和澱粉含量變化明顯（xiǎn），POD 活性較高和 PPO 活性較低等特點，通過嫁接愈合情況觀察也（yě）發現，以本地酸柚為砧木與瑞路比嫁接後，愈傷組織出現時間較早愈合情況較好。總（zǒng）之，本（běn）地酸柚與瑞路比葡萄柚的嫁接親和性顯著高於其他嫁接組合，根據不同采樣時期接（jiē）穗和砧木中生理指標含量的相關性分析（xī）可以得出（chū），葡萄柚嫁接（jiē）愈合過程中砧穗的營養（yǎng）物質含量變化及 POD 和 PPO 活性的高（gāo）低可以在一定程度上反（fǎn）映出嫁接（jiē）組合親和性的高低。

植物嫁接裏（lǐ）的（de）砧木和接穗的親和力表現形式有哪些？