全 文 ：植物生理学通讯 第 40 卷 第 5期，2004 年 10 月540
柑橘体细胞杂种砧木对脐橙幼树生长及根和叶中抗氧化酶系活性的影响
周开兵1,* 郭文武2 夏仁学1,** 黄仁华1 胡利明1
华中农业大学1 柑橘研究所， 2 作物遗传改良国家重点实验室，武汉 430070
提要 以体细胞杂种红橘 + 枳、红橘 + 粗柠檬和有性杂种 Troyer 枳橙、Swingle 枳柚作砧木的脐橙二年生嫁接苗为试材，
于盆栽条件下研究砧木对苗木生长及根和叶中抗氧化酶系活性影响的结果表明， 红橘+枳的生长势和花量明显强于和大
于其它砧木， 红橘+粗柠檬的生长和花量表现介于两种有性杂种之间；砧木不影响叶片中可溶性蛋白含量和超氧化物歧
化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性年动态变化特征。 4、6、8 月，叶中 POD 活性高低分别与各次新梢
生长量和树冠体积(8 月)大小呈负相关；12 月，根系与叶片的SOD和 POD 活性分别呈正相关，根系可溶性蛋白含量和根系
CAT 活性呈正相关。
关键词 柑橘砧木；生长；超氧化物歧化酶；过氧化物酶；过氧化氢酶
Effects of Somatic Hybrids Rootstocks on the Growth of Young Tree and the
Activities of Anti-oxidant Enzymes in Leaves and Roots of Navel Orange (Citrus
sinensis)
ZHOU Kai-Bing1,*, GUO Wen-Wu2, XIA Ren-Xue1,**, HUANG Ren-Hua1, HU Li-Ming1
1Citrus Research Institute, 2National Key Laboratory of Crop Genetic Improvement, Huazhong Agricultural University, Wuhan
430070
Abstract It was conducted with navel orange two-year-old young tree whose rootstocks were Red tangerine+Trifoliate,
Red tangerine+Rough lemon somatic hybrids and Troyer Citrange, Swingle Citrumelo sexual hybrids. The
effects of various rootstocks on the tree growth and the activities of antioxidant enzymes were studied through
potted experiment. The results showed that the growth and the number of the flowers of Red tangerine+Trifoliate were
more vigorous and larger than the other three, respectively, and Red tangerine+Rough lemon performed be-
tween the two varieties of sexual hybrids. Various rootstocks did not influence the general characters of the
annual changes in the content of soluble protein and the activities of CAT, SOD and POD in leaves. In April,
June and August, the activities of POD in leaves were negatively correlated with shoot length in Spring, Sum-
mer and Autumn and canopy volume. In December, the activities of the POD and SOD in roots were respec-
tively positively correlated with that in leaves. In root, the CAT activity was positively correlated with the
content of soluble protein.
Key words rootstock for citrus; growth; SOD; POD; CAT
收稿 2004-01-13 修定 　 2004-05-24
资助　 科技部移民科技专项(S200216)。
* E-mail: kaibingzhou0528@163.com
** 通讯作者(E-mail: renxuexia@mail.hzau.edu.cn,Tel:027-
87284181)。
我国长期以来以枳为柑橘的主导砧木，而枳
有后期不亲和、抗旱性差、不耐瘠、易感裂皮病
和根腐病等弱点，已成为生产中突出问题，制约
着柑橘增产和品质的改善。因此，培育、选择和
应用优良的新型砧木势在必行，体细胞融合和有性
杂交可能是有效的途径。美国已大量应用枳橙、枳
柚等有性杂种[1,2]，试验和开始推广体细胞杂种砧
木[3]，形势喜人。因此，柑橘砧木的选育和利用
研究成了我国柑橘砧木研究的重要任务之一。
材料与方法
试材共 4 种砧木，分别为体细胞杂种红橘 +
枳(Citrus tangerina+Poncirus trifoliata)[4]和红橘+
粗柠檬(Citrus tangerina+Citrus jambhiri)、有性杂
研究报告Original Papers
植物生理学通讯 第 40 卷 第 5期，2004 年 10 月 541
种Troyer枳橙(Citrus sinensis×Poncirus trifoliata)
和Swingle枳柚(Citrus grandis×Poncirus trifoliata)。
前 2 种体细胞杂种为自根砧，后 2 种有性杂种为
实生砧。2 种体细胞杂种由我校作物遗传改良国
家重点实验室提供(体细胞杂种红橘+粗柠檬尚未
公开)，于1999年春季将试管自根苗移栽于温室，
进行营养钵育苗；2种有性杂种种子于2000 年春
引自美国佛罗里达州，并立即播种于营养钵。所
有苗木于 200 0 年 11 月在温室中嫁接耐湿脐橙
(Citrus sinensis，暂定名，待审定品种)进行育
苗。2001 年 3月中旬选生长一致、无任何不良表
现的苗木上盆定植，每盆定植 1 株。试验用容积
为7 L 的陶盆。盆土为人工调配的营养土，腐熟
粪肥土、菜园土、砂土各占 1/3，有机质含量为
4.56%，pH 为 6.17。定植后移入培养网室，培
养网室在 6~8 月覆盖遮阳网，全年避雨。冬季经
抗寒锻炼后，于每年 1 月上旬移入温室越冬。其
它管理采用常规盆栽措施。比较 4 种砧木在生长
和生化指标上的差异。单株小区，4 次重复，随
机区组排列。在 2002 年 4、6、8、10、12 月
的 15 日和 2003 年 2 月 15 日分别取叶样，7月前
叶片取自上一年春梢中部，7 月及其后取自当年
生春梢中部。根样于2002年 12月 15日挖取，选
粗度 2 m m 以下细根。所有样品洗净后，液氮速
冻，在 -40℃超低温冰箱中保存备用。
在适宜物候期测定生长指标，穗、砧粗分别
为嫁接口上和下 5 cm 处粗度。2003 年 4 月盛花
期调查花量。可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝
G-250法[5]、过氧化物酶(peroxidase，POD)活性
采用愈创木酚法[5]，超氧化物歧化酶(superoxide
dismutase，SOD)活性采用氮蓝四唑法[5]，过氧化
氢酶(catalase，CAT)活性采用高锰酸钾滴定
法[5 ]。
采用 SAS 软件 ANOVA 过程作各时期不同砧木
间和各砧木不同时期间差异显著性测验，采用
LSD 法作多重比较分析，采用 SAS 软件 CORR 过
程作一元线性相关性分析。
实验结果
1 生长和花量
不同砧木对树体各项生长指标和花量都有明
显影响(表 1)。从总体上说，红橘 + 粗柠檬、红
橘+枳和Swingle枳柚新梢生长量都较大，后二者
树冠体积最大，Troyer 枳橙生长最弱。红橘+枳
的花量极显著地高于另3种砧木，Swingle枳柚的
花量极显著地高于其余2种砧木，Troyer 枳橙花
量最小。说明红橘 + 枳有利于幼树生长和提早成
花，红橘 + 粗柠檬使幼树新梢生长较强，花量与
Troyer 枳橙差异不显著。
表1 砧木对树体生长和花量的影响
Table 1 Effects of rootstocks on the growth and blossom of trees

砧木　 　　 树高/cm 冠幅/cm 树冠体积/m3 穗粗/cm　 砧粗/cm
　 新梢生长量/cm
花量/朵
春梢 夏梢 秋梢
Troyer枳橙 51.70b 36.58b 0.018c 0.93ab 1.18b 6.71ab 7.78b 6.25b 7.5C
Swingle枳柚 55.13ab 46.96a 0.032a 0.81b 1.41ab 7.92ab 12.91a 9.38a 35.8B
红橘 +枳 66.30a 43.24a 0.032a 0.87b 1.56a 9.09a 8.94b 8.11ab 58.0A
红橘 +粗柠檬 55.75ab 40.31ab 0.024b 1.03a 1.44ab 5.64b 15.38a 8.07ab 17.0C
　　表中树冠体积按圆锥形树冠计算。数字后的不同字母表示差异显著，小写字母表示P ≤0.05，大写字母表示P ≤0.01。表2 同此。
2 叶片生化指标
2.1 可溶性蛋白含量 红橘+枳在4~6月有一个明
显下降过程，其它3种砧木则为上升过程(图 1)。
除此差异外，6 月以后不同砧木叶片中可溶性蛋
白含量的年变化动态曲线具有相同的线形，并且
在年周期内，年动态变化总体上为上升趋势，表
明不同砧木基本上不改变叶片中可溶性蛋白含量年
动态变化特征。
在不同时期里，砧木显著或极显著地影响叶
片中可溶性蛋白含量的高低，且在不同时期间，
不同砧木间叶片中可溶性蛋白含量的相对高低次序
不 同 。
2.2 过氧化物酶活性 不同砧木对叶片中POD活性
年动态变化特征无明显的影响(图2)。POD活性年
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动态变化曲线为双峰曲线，在 4 月有一个小高
峰，在 1 2 月有一个大高峰。在各不同时期里，
不同砧木对叶片中 POD 活性高低具有显著或极显
著的影响，且不同时期间，不同砧木叶片中 POD
活性的相对高低次序不同。在12 月，2种体细胞
杂种叶片中POD活性极显著地高于2种有性杂种。
在4、6和 8月不同砧木叶片中POD活性分别
与不同砧木的春梢、夏梢和秋梢生长量呈显著负
相关(相关系数分别为：r=-0.9636*、r=-0.9604*、
r=-0.9757*。*表示P≤0.05，下同); 8月不同砧
木叶片中 POD 活性还与不同砧木树体的树冠体积
呈显著负相关(r=-0.9565*)。表明在生长期，叶
片中 POD 活性与树体生长势呈负相关，说明砧木
通过影响叶片中 POD 活性而影响树体生长。
2.3 超氧化物歧化酶 不同砧木对叶片中SOD活性
年动态变化特征没有明显的影响(图3)。4种砧木
的叶片中 S O D 活性年动态变化曲线都为单峰曲
线，并都在 8 月出现高峰；在 10~12 月都有一个
酶活性上升过程；各砧木在12月的酶活性和其在
次年 2 月的酶活性无显著差异。在不同时期里，
不同砧木对叶片中 SOD 活性高低具有显著或极显
著的影响，并且在不同时期间，不同砧木叶片中
SOD 活性的相对高低次序不同；在年周期内，红
橘 + 粗柠檬的 SOD 活性维持较高水平；在 12 月，
2 种体细胞杂种叶片中 S O D 活性与活性最高的
Swingle 枳柚无显著差异，维持较高活性。
2.4 过氧化氢酶活性 不同砧木对叶片中CAT活性
的年变化动态曲线的线形无明显影响，表明不同
砧木基本上不改变叶片中 CAT 活性年动态变化特
征(图 4 )。动态曲线的基本特征都为“L”形，
4~6 月有一个急剧下降过程；此后动态变化曲线
平缓，各砧木活性无显著变化。在各不同时期
里，砧木对叶片中 CAT 活性的高低有显著或极显
著的影响，并在不同的时期里，不同砧木间叶片
图1 砧木对脐橙叶片中可溶性蛋白含量的影响
Fig.1 Influence of rootstocks on the content of soluble
protein in leaves of navel orange
图2 砧木对脐橙叶片中POD活性的影响
Fig.2 Influence of rootstocks on the activities of POD in
leaves of navel orange
图3 砧木对脐橙叶片中SOD活性的影响
Fig.3 Influence of rootstocks on the activities of SOD in
leaves of navel orange
图4 砧木对脐橙叶片中CAT活性的影响
Fig.4 Influence of rootstocks on the activities of CAT in
leaves of navel orange
植物生理学通讯 第 40 卷 第 5期，2004 年 10 月 543
中CAT 活性的相对高低次序不同。在12 月，2 种
体细胞杂种的CAT活性极显著低于2 种有性杂种。
3 根系生化指标
12月测定不同砧木根系的生化指标表现出明
显的差异(表2)。红橘+粗柠檬的可溶性蛋白含量
极显著低于 Troyer 枳橙，极显著高于红橘 + 枳，
与Swingle枳柚差异不显著。红橘+粗柠檬的SOD
活性与 Troyer枳橙、红橘+枳无显著差异，而显
著地高于Swingle枳柚。2种体细胞杂种的POD活
性极显著地高于2种有性杂种。CAT活性以Troyer
枳橙最高，红橘 + 粗柠檬次之，另 2 种最低。统
计分析表明砧木根系的可溶性蛋白含量与其 CAT
活性呈显著正相关(r=0.9798*)，说明根系CAT有
可能是根系可溶性蛋白的主要组分之一。
将12月叶片生化指标与对应砧木根系生化指
标作线性相关性分析的结果表明，可溶性蛋白含
表2 不同砧木根系的12月份生化指标
Table 2 Biochemist indexes in root of different rootstock in December
砧木 可溶性蛋白/mg·g-1(FW) SOD /U·g-1(FW) POD /U·min-1·g-1(FW) CAT /mg·min-1·g-1(FW)
Troyer枳橙 128.31A 2 630.2a 284.02C 23.48A
Swingle枳柚 63.42BC 1 578.4c 231.98C 11.86C
红橘 +枳 50.20C 1 947.2bc 452.82A 11.07C
红橘 +粗柠檬 80.39B 2 209.8ab 360.47B 17.42B
量和 CAT 活性之间无线性相关性，而砧木根系与
接穗叶片的SOD与 POD活性之间呈显著正相关(分
别为r=0.9645*和r=0.9575*)。由于12月的SOD和
POD 与抗寒性有关，这反映出砧木的抗寒性强弱
与接穗抗寒性强弱具有正相关关系。
讨　　论
根据本文结果，得到如下两方面的认识：
1 体细胞杂种新资源用作砧木的初步评价
红橘 + 枳的生长势比其它 3 种砧木都强，而
且其花量最大，因此，可以初步认为，红橘 + 枳
是一个很有希望的优良砧木资源。本文结果表
明，红橘 + 粗柠檬的生长势介于 2 种有性杂种之
间；花量显著低于Swingle枳柚，而与Troyer枳
橙差异不显著。表明红橘 + 粗柠檬使耐湿脐橙幼
树在生长和成花上的表现介于2种有性杂种之间。
又由于已经证实在田间Troyer枳橙和Swingle枳柚
是优良的砧木，并在美国已普遍应用[1,2]。这说明
红橘+粗柠檬也是一种很有希望成为优良砧木的新
资 源 。
SOD、P O D 和 C A T 是植物交叉适应的关键
酶[6]，根系和叶片中酶活性高低应与树体抗逆性
强弱正相关[7,8]。在 12 月，根系和叶片中抗氧化
酶系活性高低应与树体抗寒性强弱呈正相关。2
种体细胞杂种使树体叶片和根系的3种酶活性高低
的综合表现介于 2 种有性杂种之间，即 2 种体细
胞杂种砧木使幼树的抗寒性可能介于2种有性杂种
砧木之间。这也证明 2 种体细胞杂种可能是优良
的新型砧木资源。
2 不同砧木叶、根抗氧化酶系活性的关系
前人研究过叶片中 POD 活性与砧木矮化特性
和树体生长的关系[9~15]，但绝大多数是在田间条
件下进行的，且取叶样局限于秋季，并未深入到
POD 活性的季节性变化。这些研究大致分两种，
一是认为 POD 活性高低与树体生长强弱呈正相
关[9,10]，另一种看法则相反[11~15]，因而尚无定论。
植物体中 POD 分为两类，即结构型和诱导型，且
以诱导型为主，结构型主要调节植物体生长与发
育[6]。由于田间试验易遭遇逆境，因而可能会有
大量的诱导型 P O D 形成，误差来源广，这可能
是前人试验结果出现对立的原因。本文用盆栽试
验，精细管理，未遭遇逆境，可能无诱导型 POD
形成；跟踪新梢抽生的高峰，及时采样分析叶片
中 POD 活性高低与新梢生长量大小的相关性得到
了叶片中 POD 活性与新梢生长量呈负相关的直接
证据，而 8 月(秋季)的叶片中 POD 活性与树冠体
积呈负相关，与前人的后一种结果[11~15]一致。表
明不同砧木是通过影响叶片中 POD 活性而影响树
体生长的。高 POD 活性抑制树体生长的生理原因
可能是 POD 降解生长素，生长素浓度降低后生长
植物生理学通讯 第 40 卷 第 5期，2004 年 10 月544
受抑制所致[16]，而 POD 则促进细胞壁中木质素的
形成和积累，因此限制了细胞壁的膨胀而抑制细
胞生长[17]。
在休眠期，根系和叶片的 SOD 和 POD 活性
呈正相关，这反映了砧木影响接穗抗性的方式，
说明可以通过改善砧木的抗性来改善品种的某些抗
性。根系和叶片中可溶性蛋白含量和 CAT 活性无
线性相关，说明接穗的这 2 种指标相对不易受砧
木影响，同时也说明砧木对接穗抗性、生长和发
育的影响可能是通过深刻影响接穗 SOD 和 POD 活
性而进行的。
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