全 文 :·试验研究· 北方园艺2012(11):8~11
第一作者简介:严毅(1986-),女,四川西昌人,硕士,研究方向为果
树生物技术。E-mail:yanyiok@yeah.net。
责任作者:李贤忠(1963-),男,河南人,教授,现从事经济林和果树
引种及高效栽培技术研究工作。
基金项目:国家林业局葡萄柚推广资助项目(2010-2012[2010]47
号);西南林业大学云南省重点学科资助项目[xkz200906]。
收稿日期:2012-03-20
葡萄柚不同砧木嫁接亲和性与保护酶活性相关性分析
严 毅1,2,张 南 新1,何 承 忠1,李 贤 忠1
(1.西南林业大学 林学院,云南 昆明650224;2.昆明市海口林场,云南 昆明650114)
摘 要:以“哈路比”为接穗,分别嫁接在“曼赛龙”柚、美国酸橙、当地酸柚、枳壳砧木上,对不
同砧木与葡萄柚品种嫁接愈合过程亲和性与保护酶活性的相关性及嫁接愈合过程中保护酶活性
变化规律与嫁接成活的关系进行分析。结果表明:“哈路比”与4种砧木嫁接愈合过程中3种保护
酶活性大小变化趋势为:愈合部>接穗>砧木;愈合部酶活较高的组合,其嫁接成活率也相应较
高;相关性分析表明,愈合部保护酶活性大小与嫁接成活率一样均可作为嫁接亲和性的判定指
标;综合多项指标发现,葡萄柚“哈路比”与“曼赛龙”柚嫁接亲和性最高,与美国酸橙和枳壳亲和性
一般,与当地酸柚亲和性最差。
关键词:葡萄柚;砧木;嫁接;亲和性;保护酶活性
中图分类号:S 666.304+.3 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2012)11-0008-04
砧穗间能够获得最大亲和力的配置就是最佳砧穗
组合,在植物嫁接过程中,嫁接亲和力是嫁接繁殖能否
成功的最基本条件,而影响嫁接亲和力的因素很多,国
内外对嫁接亲和性机理的研究主要有2种观点:肖桂山
等[1]研究认为,嫁接亲和性取决于接穗与砧木细胞间的
相互识别作用,陈红等[2]则认为,接穗与砧木生理生化
的相互作用影响嫁接亲和性。抗氧化酶活性的变化可
以反映由于机械损伤产生的活性氧平衡状态[3-4],植物
体内活性氧的生成与清除主要是通过SOD、POD和
CAT保护酶系统达到动态平衡的,植物处于逆境时,保
护酶活性将发生变化,使自由基维持在一个低水平,从
而防止自由基伤害。
西南林业大学于2002年初从美国引进9个葡萄柚
品种接穗嫁接在版纳州普文林场,经过多年果实品质测
定研究表明,4号“哈路比”(Hudson)品质最优[5-6]。但
最适砧木选配始终是葡萄柚研究领域的一大瓶颈,仅仅
从嫁接成活率、嫁接后树的生长发育状况调查、果实品
质测定等来判定最适砧穗选配,对于周期长的多年生果
树存在严重滞后性[7],如若能建立嫁接成活率与生理生化
指标筛选体系,无疑对缩短多年生果树早期砧穗选配具有
重要意义。该试验以葡萄柚“哈路比”(Hudson)为接穗,
分别嫁接在“曼赛龙”柚(Citrus grandis var mansailong,
ML)、美国酸橙(C.aurantiumLinn,MC),当地酸柚(C.
grandis aurantium,BY)、枳 壳 [Poncirus trifoliata
(Linn.)Raf.,ZK]砧木上,分析了不同砧木与葡萄柚品
种嫁接成活率及嫁接愈合过程中保护酶活性的变化规
律,探讨了嫁接成活率与生理酶的关联性,以建立葡萄
柚早期砧、穗筛选生理生化体系,为葡萄柚嫁接砧、穗早
期选配提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
嫁接试验于云南省西双版纳州普文镇试验林场进
行。取葡萄柚“哈路比”母树树冠上部外围1a生健壮枝
条上饱满芽作为接芽,采用带木质部“T”字形芽接法,分
别嫁接在2a生营养袋苗“曼赛龙”柚、美国酸橙、当地酸
柚、枳壳4种砧木上。
1.2 试验方法
1.2.1 砧、穗愈伤组织诱导 于2011年9月8日进行
愈合前愈伤诱导,分别在4种砧木和接穗品种中选择2
株树体健康、长势良好的树,在东、南、西、北4个不同方
位选择健壮的1a生枝条,在其10cm处,剪成1~2cm
长的斜口,用塑料薄膜包扎好。
1.2.2 结合部愈伤诱导 于2011年9月8日将葡萄柚
分别嫁接在“曼赛龙”柚(ML)、美国酸橙(MC)、当地酸柚
(BY)和枳壳(ZK)上,每个砧木品种为1个处理,共4个
处理,每个组合嫁接60个芽,设3次重复。
1.2.3 样品采集方法 嫁接后的第15天,接口已能完
全愈合[8],将砧、穗愈伤和嫁接愈合部愈伤,距愈伤部
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北方园艺2012(11):8~11 ·试验研究·
5cm处剪下,每个组合取3个处理单株,按不同处理入
袋,放入液氮中速冻后带回实验室,用小刀将愈伤组织
轻轻刮下,在-80℃冰箱中保存备用。
1.3 项目测定
保护酶活性测定于西南林业大学林学院生理实验
室进行。称取葡萄柚愈伤组织0.1g,放入研钵中,加入
适量液氮和石英砂进行研磨,待材料研细后加入2mL
磷酸缓冲液(0.1mol/LpH 6.0)研磨成匀浆,转入离心
管,再分别用1mL磷酸缓冲液冲洗研钵2次,合并液
体,以10 000r/min冷冻离心15min,上清液即为酶粗提
液,4℃冰箱储存备用。POD酶活性测定采用愈创木酚
法[9],470nm下测定吸光度值,酶活性大小以1min吸
光度变化值表示;SOD酶活性测定采用氮蓝四唑(NBT)
光还原法[10],560nm下测定吸光度值,酶活性值以1g
鲜重酶单位表示;CAT 酶活性测定采用 H2O2法[11],
240nm下测定吸光度值,酶活性以1g鲜重叶片1min
内吸光度的降低值表示。
1.4 数据分析
试验数据采用SPSS 16.0进行方差分析及相关性
分析,制图采用Microsoft Excel 2007软件进行。
2 结果与分析
2.1 葡萄柚不同砧木嫁接对成活率的影响
由图1可知,采用不同砧木嫁接30d后葡萄柚成活
率差异明显,除美国酸橙砧和枳壳砧成活率之间差异不
显著外,其它组合差异均达极显著。其中以“曼赛龙”柚
砧组合嫁接成活率最高,达95.45%;其次为枳壳砧组合
和美国酸橙砧组合;当地酸柚砧组合嫁接成活率最低,
仅为43.48%,比“曼赛龙”柚砧组合少54.44%。方差分
析和多重比较显示,“曼赛龙”柚砧组合嫁接成活率与其
它组合差异达极显著(P<0.01),枳壳砧组合与美国酸
橙砧组合嫁接成活率差异不显著(P>0.05)。若不考虑
后期不亲和性,认为“哈路比”与“曼赛龙”柚嫁接亲和性
最高,其次为枳壳和美国酸橙,当地酸柚最差。
图1 葡萄柚不同砧木嫁接成活率比较
Fig.1 Compare on diferent rootstocks on
the survival rate of grapefruit
2.2 不同砧木嫁接POD酶活性变化规律
由图2可知,除当地酸橙(BY)外,POD活性总体趋
势为愈合部>接穗>砧木,且砧木POD活性越高,嫁接
愈合时愈合部位酶活性也较高,说明不同砧木机械损伤
后,POD活性同步升高。不同砧木愈合部位酶活性大小
依次为“曼赛龙”柚砧(988.4300U·g-1·min-1)>枳壳
砧(855.1990U·g-1·min-1)>美国酸橙砧(833.3071
U·g-1·min-1)>当地酸柚砧(598.5547U·g-1·
min-1),其大小正好与嫁接成活率大小一致。为进一步
分析差异性,将愈合部位POD活性进行方差分析,结果
表明,葡萄柚不同砧木嫁接愈合部位POD活性存在差
异,其中“曼赛龙”柚砧、枳壳砧、美国酸橙砧与当地酸柚
砧之间差异显著(P<0.05),而“曼赛龙”柚砧、枳壳砧、
美国酸橙砧之间差异不显著(P>0.05)。因此,从POD
活性上认为“曼赛龙”柚、枳壳、美国酸橙为“哈路比”优选
砧木,而当地酸橙亲和性较差。
图2 葡萄柚不同砧木嫁接愈合过程POD酶活性变化
Fig.2 Diferent rootstocks on the healing process of
POD activity changes in grapefruit
图3 葡萄柚不同砧木嫁接愈合过程SOD酶活性变化
Fig.3 Changes of SOD activity of diferent rootstocks on
the healing process of grapefruit
2.3 不同砧木嫁接SOD酶活性变化规律
由图3可知,除“曼赛龙”柚(ML)砧组合嫁接愈合
过程中SOD活性大小为愈合部位SOD酶活性>砧木>
接穗外,其它组合SOD活性同样遵循愈合部位>接
穗>砧木;而不同嫁接组合愈合部位SOD活性大小与
砧木SOD活性大小顺序一致,SOD活性同样同步增加,
而且增加幅度越大,嫁接成活率也越高。方差分析表
明,葡萄柚嫁接时不同砧木其愈合部SOD酶活性有差
异,“曼赛龙”柚砧组合与其它组合差异显著(P<0.05),
美国酸橙砧组合、枳壳砧组合和当地酸柚砧组合之间差
异不显著(P>0.05)。从SOD活性变化规律上,认为
“曼赛龙”柚砧组合较其它3个组合较好。
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·试验研究· 北方园艺2012(11):8~11
2.4 不同砧木嫁接CAT酶活性变化规律
由图4可知,葡萄柚不同砧木嫁接愈合过程CAT
酶活性变化较一致,除美国酸橙(MC)外,总体趋势为愈
合部位CAT酶活性较接穗和砧木愈伤组织酶活性高;
且愈合部酶活性高与嫁接成活率高相吻合,表现为嫁接
成活率高的嫁接组合其愈合部CAT酶活性也高,即“曼
赛龙”柚>枳壳>美国酸橙>当地酸柚,可见愈合部
CAT酶活性大小与嫁接成活率之间的密切联系;方差分
析表明,葡萄柚不同砧木嫁接愈合部CAT 酶活性差异
达显著水平(P<0.05),说明不同砧木与葡萄柚嫁接时
对CAT酶影响较大。从CAT 酶活性水平看出“曼赛
龙”柚较其它3种砧木更优。
图4 葡萄柚不同砧木嫁接愈合过程CAT酶活性变化
Fig.4 Changes of CAT activity diferent rootstocks on
the healing process of grapefruit
2.5 不同酶的活性与嫁接成活率相关性分析
由表1可知,葡萄柚不同砧穗组合嫁接成活率与
POD、SOD活性之间呈正相关,相关系数均达0.81以
上;决定系数依次为0.81188、0.87240、0.66100,说明此3
种酶活性大小与嫁接成活率之间的相关程度分别高达
81.12%、87.24%、66.10%。由此证明,愈合部保护酶活
性大小可以作为嫁接亲和性的判定因素。
表1 不同砧木嫁接愈合部酶活性与
成活率相关性分析
Table 1 Analysis on the correlation between enzymatic
activity and survival rate
指标
Index
相关系数
Correlation coeficient
决定系数
Coeficient of determination
Sig. F
POD 0.901 0.81188 0.014 6.721*
SOD 0.934 0.87240 0.008 8.142**
CAT 0.813 0.66100 0.000 163.324**
3 讨论与结论
众多学者认为嫁接亲和性是嫁接繁殖能否成功的
最基本条件,反之嫁接成活率在很大程度上反映了嫁接
的亲和性[12]。该试验葡萄柚“哈路比”与4种砧木嫁接
时,嫁接成活率大小依次为“曼赛龙”柚砧>枳壳砧>美
国酸橙砧>当地酸柚砧,认为葡萄柚“哈路比”与“曼赛
龙”柚嫁接亲和性最高,与美国酸橙和枳壳亲和性一般,
与当地酸柚最差。
植物对逆境的反应是一个复杂的响应机制。正常
情况下,植物细胞内自由基的产生与清除处于一种动态
平衡,一旦这种平衡被打破,自由基便会积累,当自由基
积累到一定程度时,膜内拟脂双分子层中含有的不饱和
脂肪酸,易于被自由基氧化分解而造成膜结构的破坏,
进而对植物造成伤害[13]。而植物在处于逆境时并不总
是处于被伤害状态,主要通过POD、SOD和CAT三者协
同作用,使自由基维持在一个低水平,从而防止自由基
伤害,使需氧生物得以生存[11]。该试验结果表明,葡萄
柚在嫁接愈合过程中,保护酶活性起到了应有的保护作
用,表现为愈合部愈伤组织酶活性较嫁接愈合前砧、穗愈
伤组织酶活性高,即愈合部>接穗>砧木;这与苏媛[14]在
黄瓜嫁接研究中结果一致;而愈合部位较高酶活性正好与
保护酶在嫁接愈合过程中的系列作用相吻合[15];就愈合
部位酶活性大小与成活率之间的细微关系也可以看出,愈
合部酶活较高的组合,其嫁接成活率也相应较高。
从嫁接成活率与愈合部POD、SOD、CAT酶活性相关
程度达81.12%、87.24%、66.10%可知,愈合部保护酶活性
大小与嫁接成活率一样均可作为嫁接亲和性的判定指标。
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01
北方园艺2012(11):11~14 ·试验研究·
第一作者简介:曹兵(1970-),男,教授,现主要从事森林培育学及
树木栽培生理与城市林业方面的教学与研究工作。
基金项目:宁夏自然科学基金资助项目(NZ0702);宁夏科技攻关
国际合作资助项目;宁夏留学人员创新创业资助项目。
收稿日期:2012-03-19
灵武长枣光合作用研究初报
曹 兵1,江 莉1,李 银 娣1,孙 永 胜2,苏 伟 东3
(1.宁夏大学 农学院,宁夏 银川750021;2.灵武市林业局,宁夏 灵武751400;3.灵武市果业开发有限责任公司,宁夏 灵武751400)
摘 要:选择灵武长枣7a生幼龄植株和12a生成年植株为研究对象,采用CARIS-1型便携
光合测定系统,测定不同月份灵武长枣幼龄、成年植株光合作用,研究灵武长枣光合作用的季节
变化规律。结果表明:在整个生长季节内,灵武长枣的光合作用呈现出明显的月份变化规律,且
幼龄株、成年株的光合作用特性不一;成年植株的净光合速率(Pn)呈单峰型曲线变化,最高值出
现在夏季8月份(12μmol·m
-2·s-1),而幼龄植株的净光合速率呈双峰型曲线变化,最高值分别
出现在6和8月份(分别为7.8和13.9μmol·m
-2·s-1);气孔导度、蒸腾速率随月份的变化规律
与净光合速率的变化规律相同,但幼株的气孔导度、蒸腾速率明显大于成年植株。成株和幼株水
分利用效率的月份变化趋势相似,5月最大,6月份下降到最低值,后略有上升。幼株、成株的胞
间二氧化碳浓度值在5~9月维持在150~250μmol/mol。因此,灵武长枣的光合作用高峰期在
6、8月,幼株的光合能力强于成株。
关键词:灵武长枣;光合作用;净光合速率;水分利用效率
中图分类号:S 665.1 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2012)11-0011-04
绿色植物通过光合作用将无机物转变为有机物,将
光能转变为化学能,固定大气中的CO2,释放O2,是干物
质生产和积累的重要生理活动,它直接关系到植物的生
长与发育,对保持自然界的生态平衡、减缓全球气候变
化等有着极其重要的意义[1-3]。光合作用是一个复杂的
生物物理化学过程,受诸多外界环境条件和内部因素的
影响[4-5],不同种植物、同种植物的不同品种及不同地理
起源、同一植物的不同生长发育阶段或生境不同等,其
光合特性均有明显差异[6-9]。系统测定栽培植物的光合
Analysis on the Correlation Between the Grafting Affine of Different Stock and
Protection of Enzyme Activity in Grapefruit
YAN Yi 1,2,ZHANG Nan-xin1,HE Cheng-zhong1,LI Xian-zhong1
(1.Colege of Forestry,Southwest Forestry University,Kunming,Yunnan 650224;2.Kunming City Haikou Forestry Farm,Kunming,Yunnan 650114)
Abstract:With‘Hudson’for a scion,grafted onto root stock of Citrus grandis var.‘mansailong’,C.aurantiumLinn,C.
grandis aurantium,Poncirus trifoliata(Linn.)Raf respectively,discussed afinity in the process of grafting interspecific
of diferent grapefruit stock and the correlation with protect enzyme activity,the change law of enzyme activity during the
healing process of graft and the relationship with survival rate in grafting were studied.The results showed that
‘Hudson’with four than the root stock grafting the healing process three protective enzyme activity for healing the
change trend of healing of the ministry>scion>stock;The healing the combination of enzymatic activity was higher,the
graft survival rate was corresponding higher;The correlation analysis found that healing department protection enzyme
activity size and graft survival rate were the same as grafting the judgement of interspecific index;Comprehensive many
index think,grapefruit‘Hudson’and Citrics grandis var.‘mansailong’grafting afine was highest,the C.aurantium
Linn and Poncirus trifoliata(Linn)Raf.afine was general,C.grandis aurantiumwas the worst.
Key words:grapefruit;stock;graft;afinity;protective enzyme activity
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