全 文 ：植物生理学通讯 第41卷 第3期，2005年6月302
不同苗龄接穗的西瓜嫁接体愈合过程中的3种酶活性变化
张红梅1 黄丹枫1,* 丁明1 薛万新2
1 上海交通大学农业与生物学院，上海 201101；2 上海种业集团，上海 200233
提要 用贴接法嫁接西瓜品种早佳(8424)和砧木葫芦品种将军的结果表明：接穗苗龄越大，嫁接成活率越低。多酚氧化
酶(PPO)活性嫁接初期较高，以后变化平稳；大苗龄接穗嫁接体的PPO 活性较高。嫁接初期过氧化物酶(POD)和苯丙氨酸
解氨酶(PAL)活性升高，以后呈下降趋势，木质素合成和维管组织分化阶段再度升高。
关键词 西瓜；接穗苗龄；嫁接体；多酚氧化酶；过氧化物酶；苯丙氨酸解氨酶
Changes in Three Enzyme Activities in the Process of Watermelon Seedlings
Grafted with Different Ages of Scion
ZHANG Hong-Mei1, HUANG Dan-Feng1,*, DING Ming1, XUE Wan-Xin2
1School of Agriculture and Biology, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 201101, China; 2Shanghai Seed Industry Group,
Shanghai 200233, China
Abstract The seedlings of watermelon (Citrullus lanatus) variety Zaojia (8424) with different ages were
grafted on the gourd (Lagenaria siceraria) variety Jiangjun by the close-joining method. The results showed
that the elder the scion became, the lower the survival rate of grafting was. Polyphenol oxidase (PPO) activity
was higher in the early days of grafting. The elder scions had higher PPO activity. Peroxidase (POD) and
phenylalanine ammonia lyase (PAL) activities increased primarily, then decreased gradually, and increased again
during the synthesis of lignin and vascular tissue differentiation.
Key words watermelon (Citrullus lanatus); scion ages; grafted plants; polyphenol oxidase; peroxidase; pheny-
lalanine ammonia lyase
收稿 2004-08-13 修定 　 2004-12-08
资助　 上海市科技兴农重点攻关项目(农科攻字2002第4-3-4号)。
*通讯作者(E-mail：hdf@sjtu.edu.cn, Tel: 021-64787808)。
我们以往的工作表明，嫁接苗可提高西瓜的
抗枯萎病能力、耐盐性和抗逆性[1,2]。另外，蔬
菜生产中使用的自动嫁接机已使嫁接操作变得简单
易行，从而促进了蔬菜嫁接栽培技术的普及，这
对蔬菜瓜果生产机械化、标准化水平和稳产高产
无疑是有利的[3]。嫁接机对砧木和接穗的素质要
求较高，接穗苗龄对自动化嫁接操作、嫁接愈合
过程和嫁接成苗率都有较大的影响，多酚氧化酶
(polyphenol oxidase, PPO)、过氧化物酶(peroxidase,
POD)、苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia
lyase, PAL)在嫁接愈合过程中作用很大。张蜀秋
等[4]认为 PPO 活性与隔离层的形成有关，POD 在
贯穿砧木和接穗的维管束分化过程中参与木质素合
成[5]，PAL 活性与木质素合成和管状分子形成有
着紧密联系[6]。本文分析不同苗龄接穗西瓜嫁接
体愈合过程中 PPO、POD、PAL 活性的变化，以
期能为嫁接亲和性机制的研究和机械嫁接育苗中选
择适宜的嫁接接穗苗龄提供参考。
材料与方法
试验在上海交通大学农业与生物学院人工气
候室中进行。采用葫芦(Lagenaria siceraria)品种
将军为砧木，西瓜(Citrullus lanatus)品种早佳
(8424)为接穗。砧木和接穗分别播于72孔穴盘和
128 孔穴盘中。基质体积比为泥炭∶珍珠岩∶蛭
石 =2∶2∶1。子叶出土后每天早晨 7:00 浇营养
液。营养液是荷兰Hydro Agriculture Rotterdam B.
V.公司生产的Kaistalon育苗专用肥料，其中氮、
磷、钾、镁的比例为 1 8 ∶1 8 ∶1 8 ∶3 。
试验设计 5 个接穗苗龄，分别为播种后 5、
7、10、13 和 18 d，生长形态分为：子叶微展、
子叶平展、第一片真叶显露、一叶一心、两叶
一心五级。5 个嫁接组合从接穗最小苗龄到最大
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苗龄依次编号为：A 、B 、C 、D 、E ，嫁接采
用贴接法[7]。分别在嫁接后第 2、4、6、8、10
天取嫁接接合部位，测定各项指标，每个处理取
3 株为 1 次重复，共重复 3 次。
嫁接成活率的统计：每个处理留 150 株进行
观察，每 50 株为 1 次重复，于嫁接后第 15 天统
计嫁接苗的成活率。
酶活性测定：PPO 活性测定参照文献 8 的方
法，以每分钟OD525变化0.001为1个酶活力单位；
POD 活性用愈创木酚法测定[9]，以每分钟OD470 变
化 0.01 为 1个酶活力单位；PAL 活性用紫外分光
光度法测定[9]，以每小时OD290变化0.01为 1个酶
活力单位。
实验结果
1 不同苗龄接穗西瓜的嫁接成活率
从图 1 可以看出，A、B、C 3 个处理的嫁
接成活率都在 90% 以上，三者之间无显著差异。
处理 D 和 E 的嫁接成活率较低，分别为 83.3% 和
7 2 %，说明接穗苗龄太大不宜用于嫁接。
2 不同苗龄接穗西瓜嫁接体愈合过程中的PPO活
性变化
如图 2 所示，PPO 活性从嫁接后第 2 天开始
下降，4 d 后上升，后再下降。第 2 天 PPO 活
性较高，这可能与嫁接苗的创伤有关。在整个愈
合期内，处理 E 的 PPO 活性显著高于其它处理，
第 8 天达到高峰，以后下降。D 处理的 PPO 活性
也高于 A、B、C 3 个处理。处理 A、B、C 的
P P O 活性较低，处理间差异不显著。
3 不同苗龄接穗西瓜嫁接体愈合过程中的POD活
性变化
由图 3 可见，随着嫁接体的形成，P O D 活
性呈升高、下降、又升高的趋势。嫁接后第 4 天
出现一个高峰，处理B的POD活性最高，为 183.71
U·g-1(FW)，与其它处理相比差异显著。嫁接后第
6~10 天，各处理的 POD 活性均有不同程度的增
加，处理 C 的 POD 活性高于其它处理。E 处理的
酶活性在整个愈合期间一直较低。
4 不同苗龄接穗西瓜嫁接体愈合过程中的PAL活
性变化
图 4 显示，随着嫁接体的愈合进程，PAL 酶
活性的变化趋势与 POD 相似。嫁接后第 4 天，处
理D、E的 PAL 活性较高，分别为29.02 和 26.01
U ·g-1(F W)，显著高于其它处理，这可能与处理
图1 不同苗龄接穗对西瓜嫁接成活率的影响
Fig.1 Effects of scion with different ages on the survival
rate of grafted watermelon seedlings
　　 A~E 分别表示接穗苗龄为 5、7、10、13、18 d 的嫁接组
合。下图同此。
图2 不同苗龄接穗西瓜嫁接体愈合过程中的PPO活性变化
Fig.2 Changes in PPO activities in watermelon seedlings
grafted with different ages of scion
图3 不同苗龄接穗西瓜嫁接体愈合过程中的POD活性变化
Fig.3 Changes in POD activities in watermelon
seedlings grafted with different ages of scion
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D、E 接穗本身的木质化程度有关。在愈合后期，
即嫁接后 8~10 d，处理 A 的 PAL 活性迅速增加，
高于处理 D、E，这可能与接合处维管组织形成
有关[6]。
讨　　论
嫁接成活率在很大程度上反映了嫁接的亲和
性[10]。从本文结果可知，接穗从子叶微展到第一
片真叶显露都可以进行嫁接，幼嫩的组织细胞可
塑性大，容易实现脱分化和再分化。从机械嫁接
的操作要求和嫁接苗的健壮程度的实验效果综合分
析，接穗过于幼嫩不利于机械操作，且嫁接后接
穗容易徒长，所以可以认为接穗苗从子叶展平到
第一片真叶显露(播种后约7~10 d)是西瓜机械嫁接
的最适宜时期。第一片真叶展平后的接穗嫁接，
成活率迅速下降，这可能与接穗叶面积大，易萎蔫
失水，以及接穗茎中空且木质化程度高有关。
嫁接体发育过程中的一些相关酶的活性对嫁
接伤口愈合有影响。PPO 是细胞中线粒体外末端
氧化酶之一，参与伤呼吸及细胞壁木质素合成。
细胞受伤或受刺激时，暴露的细胞常常呈现较高
的 PPO 活性[4]。本文结果表明，接穗苗龄最大嫁
接组合的 PPO 活性最高，说明接穗的木质化程度
高，砧木与接穗间的隔离层存在时间长，嫁接面
难以融合，从而影响嫁接成活率。
POD 作为氧化吲哚乙酸的关键酶之一，在嫁
接初期，可以氧化嫁接面的吲哚乙酸，调节生长
素水平，维持激素平衡[5]。本文嫁接后第 4 天的
POD 活性升高可能与此有关，砧木和接穗间失去
共质体联络，随着嫁接上产生的隔离，植物激素
运输受阻，嫁接面激素分布发生变化，相关的
POD 同工酶快速表达，在嫁接面局部氧化吲哚乙
酸。有实验表明，在形成贯通接穗和砧木的维管
束桥时，接合部的 POD 活性较高，说明 POD 在
维管组织木质化过程中是重要的[5,11]。本文结果
与此一致，在嫁接后 6~10 d，POD 活性较高。
E 处理的 POD 活性一直较低，这可能是其愈合速
度慢所致。POD 在嫁接体发育的多个方面发挥作
用，因此进一步分离其相关基因并研究其功能，
将助于从分子水平揭示嫁接体发育机制。
PAL 是催化苯丙烷类代谢途径第一个反应的
酶，也是这个途径的关键酶和限速酶，在细胞分
化和木质化中也有作用。现已证明，愈伤组织在
分化过程中出现的 PAL 活性高峰与木质素形成及
管状分子的分化紧密相连[6]。从本文结果看，随
着嫁接体的发育，PAL 酶活性的变化趋势与 POD
大体一致，说明两者的作用有相似之处，酶活性
升高都可以促进木质素合成和管状分子形成，因
而砧木和接穗间水分和营养物质运输能够顺利进
行。不同处理之间，以处理 D 和 E 的 P A L 酶活
性一直较高，这可能是接穗苗龄大，本身木质化
程度高造成的。
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图4 不同苗龄接穗西瓜嫁接体愈合过程中的PAL活性
Fig.4 Changes in PAL activity in watermelon
seedlings grafted with different ages of scion