王占鋒， 黃科文， 練華山， 林立金

(1.成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學院園林園藝分院，四川成都 611130； 2.四川農(nóng)業(yè)大學園藝學院，四川成都 611130；3.四川農(nóng)業(yè)大學果蔬研究所，四川成都 611130)

嫁接是人為地將一株植物的一部分(接穗)連接到另一株植物的根、莖及其他器官(砧木)上，使其同步發(fā)育形成一個完整植株的農(nóng)藝措施[1]，可克服土傳病害、消除連作障礙，在提高植物產(chǎn)量、抗逆性及改良果實品質(zhì)等方面有重要的應(yīng)用價值[2]。近年來，嫁接在果樹和蔬菜的生產(chǎn)應(yīng)用中已取得一定進展[3-6]，而相較于果樹和蔬菜，嫁接在花卉上的應(yīng)用以提高其觀賞價值為主[7]。王希等以青蒿作砧木嫁接不同品種的菊花發(fā)現(xiàn)，嫁接能夠有效促進菊花提前開花，提高花期品質(zhì)[8]。胡中成等將牡丹嫁接在芍藥上發(fā)現(xiàn)，嫁接繁殖的牡丹生長勢旺、成活率高、繁殖速度快，能夠滿足市場需求[9]。楊榮禮將碧桃和綠梅同時嫁接在毛桃上，使單株植物開出2種顏色的花，大大提升了毛桃的觀賞價值[10]。

不同砧穗組合對植株生長發(fā)育的影響存在較大差異。劉慧英研究表明，嫁接植物對養(yǎng)分吸收的種類和數(shù)量因砧木性質(zhì)而定，養(yǎng)分向接穗的運輸卻受到接穗性質(zhì)的影響[11]。毛麗君等研究表明，長勢不同的砧木對同一接穗的影響差異達到顯著水平，一般砧木長勢愈旺盛，接穗的發(fā)育愈良好，反之亦然[12]；嫁接可通過遺傳物質(zhì)的水平轉(zhuǎn)移或DNA甲基化模式的改變而誘導后代產(chǎn)生遺傳性狀變化[13]；采用不同砧木嫁接能夠提高少花龍葵的后代生物量[14]，且嫁接還能促進薺菜后代的生長[15]，這可能與嫁接導致DNA甲基化變異并遺傳給后代有關(guān)[13]。目前，有關(guān)自根苗嫁接對植物后代生長的影響尚未見報道。本試驗以硫華菊(Cosmossulphureus)和鳳仙花(Impatiensbalsamina)2種花卉植物為材料，分別研究自根苗嫁接對這2種植物后代生長的影響，以期為花卉栽培及育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 嫁接處理

2015年4月，將取自同一株上的硫華菊、鳳仙花種子分別進行播種育苗，待株高約為10 cm時進行嫁接或不嫁接處理。(1)未嫁接，作為對照(CK)；(2)同株嫁接：同一植株從離地約6 cm處剪斷，上部4 cm作為接穗、下部6 cm作為砧木進行嫁接，保留砧木葉片，此時接穗和砧木在生理上保持一致；(3)異株同苗嫁接：選擇2株大小基本相同的植株，從離地約6 cm處剪斷，將1株上部約4 cm長的接穗嫁接到另一株下部約6 cm長的砧木上，保留砧木葉片，此時接穗和砧木在生理上存在一定差異；(4)異株異苗嫁接：選擇2株不同大小的植株，將大植株從離地約6 cm處剪斷作為砧木，以另一株株高為 5 cm 的植株上部約4 cm長的莖尖作為接穗進行嫁接，保留砧木葉片，此時接穗和砧木在生理上存在較大差異。嫁接采用劈接法，用寬約1 cm、長約20 cm的塑料帶進行綁縛，使砧木與接穗的結(jié)合部分牢牢貼在一起。將嫁接成活及未嫁接的植株種植在準備好的土中，根據(jù)土壤實際情況不定期澆水，確保土壤水分含量保持在田間持水量的80%左右。開花時，采用硫酸紙袋進行套袋隔離；待種子成熟，分別收集各處理的種子進行保存。

1.2 硫華菊、鳳仙花嫁接后代育苗

2016年4月，將取自四川農(nóng)業(yè)大學溫江校區(qū)農(nóng)場的農(nóng)田土壤與營養(yǎng)土按體積比1 ∶1混合，稱取5.0 kg混合土裝于高×直徑為20 cm×25 cm的塑料盆內(nèi)；分別將硫華菊及鳳仙花不同嫁接處理后代的種子進行播種育苗，2張真葉展開時移栽至裝有基質(zhì)的盆中，每盆3株。每個品種、每種嫁接方式重復5次。經(jīng)常澆水以保持土壤田間持水量為80%。

1.3 測定內(nèi)容與方法

2016年6月當硫華菊、鳳仙花進入初花期時，測定2種花卉的株高、莖基部直徑、葉片數(shù)；采用乙醇-丙酮浸提法等[16]測定葉片的葉綠素和類胡蘿卜素含量，采用常規(guī)方法測定可溶性蛋白含量及超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)等抗氧化酶活性[16]；收獲硫華菊、鳳仙花的莖稈、葉片，清洗干凈，稱質(zhì)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS軟件對試驗數(shù)據(jù)進行方差分析，并采用Duncan’s新復極差法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 嫁接對硫華菊及鳳仙花后代生長指標的影響

由表1可知，硫華菊、鳳仙花后代的株高、莖基部直徑、葉片數(shù)的排序為異株異苗嫁接>異株同苗嫁接>同株嫁接>未嫁接；硫華菊、鳳仙花嫁接后代(包括異株異苗嫁接、異株同苗嫁接、同株嫁接)的株高均顯著高于未嫁接的(P<0.05)，硫華菊、鳳仙花的異株異苗嫁接后代株高相對最高，分別較未嫁接的增加13.53%、15.92%；硫華菊、鳳仙花異株嫁接后代的莖基部直徑顯著高于未嫁接的后代(P<0.05)，而同株嫁接對其影響不顯著；鳳仙花嫁接后代的葉片數(shù)顯著多于未嫁接的后代(P<0.05)，其中鳳仙花異株異苗嫁接后代的葉片數(shù)相對最多，較未嫁接的增加40.00%；硫華菊嫁接后代的葉片數(shù)與未嫁接相比差異不顯著。

表1 嫁接對硫華菊及鳳仙花后代生長指標的影響

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示同一品種在不同處理間差異顯著(P<0.05)。下表同。

2.2 嫁接對硫華菊及鳳仙花后代生物量的影響

由表2可知，硫華菊、鳳仙花后代莖稈、葉片、地上部分的生物量排序為異株異苗嫁接>異株同苗嫁接>同株嫁接> 未嫁接；硫華菊嫁接后代的莖稈生物量顯著高于未嫁接的(P<0.05)，其中異株異苗嫁接后代的生物量相對最高，較未嫁接的增加34.78%；硫華菊異株異苗嫁接后代的葉片、地上部分生物量顯著高于未嫁接的(P<0.05)，分別較未嫁接的后代增加30.62%、32.54%；鳳仙花異株嫁接后代(包括異株異苗嫁接、異株同苗嫁接)的莖稈、葉片及地上部分生物量顯著高于未嫁接的(P<0.05)，而同株嫁接與未嫁接相比差異不顯著；鳳仙花異株異苗嫁接后代的莖稈、葉片、地上部分生物量相對最大，分別較未嫁接后代提高20.03%、17.86%、19.50%。

表2 嫁接對硫華菊及鳳仙花后代生物量的影響

2.3 嫁接對硫華菊及鳳仙花后代光合色素含量的影響

由表3可知，硫華菊嫁接后代的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量、類胡蘿卜素含量明顯高于未嫁接的，其中異株同苗嫁接后代的葉綠素b、葉綠素總量、類胡蘿卜素含量相對最高，分別比未嫁接的高24.27%、14.07%、20.16%(P<0.05)，異株異苗嫁接后代的葉綠素a含量相對最高，較未嫁接的高12.17%(P<0.05)；除鳳仙花同株嫁接后代的葉綠素b、類胡蘿卜素含量略低于未嫁接的外，其他嫁接方式的鳳仙花后代光合色素含量均高于未嫁接的；異株異苗嫁接鳳仙花后代的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量、類胡蘿卜素含量相對最高，分別較未嫁接的提高15.64%、43.02%、19.61%、10.76%。

表3 嫁接對硫華菊及鳳仙花后代光合色素含量的影響

2.4 嫁接對硫華菊及鳳仙花后代抗氧化酶活性的影響

由表4可知，硫華菊、鳳仙花后代抗氧化酶活性及可溶性蛋白含量排序為異株異苗嫁接>異株同苗嫁接>同株嫁接>未嫁接；硫華菊嫁接后代的抗氧化酶活性、可溶性蛋白含量顯著高于未嫁接的(P<0.05)，其中異株異苗嫁接后代的SOD、POD、CAT活性及可溶性蛋白含量相對最高，分別較未嫁接的顯著提高127.05%、138.67%、113.64%、42.18%(P<0.05)；鳳仙花嫁接后代的SOD活性及可溶性蛋白含量顯著高于未嫁接的，鳳仙花異株嫁接后代的POD、CAT活性顯著高于未嫁接的(P<0.05)；鳳仙花異株異苗嫁接后代的SOD、POD、CAT活性及可溶性蛋白含量相對最高，分別較未嫁接的顯著提高115.04%、214.10%、30.82%與85.52%(P<0.05)。

3 結(jié)論與討論

嫁接愈合的時間因植物種類、年齡及嫁接時期的不同而有所差異，但砧穗間的愈合過程卻大致相同[17]。在嫁接愈合過程中，砧木與接穗之間會通過改變營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和利用、水分與養(yǎng)分的運輸及內(nèi)源激素含量來相互作用、相互影響，進而引起植株當代出現(xiàn)嫁接變異的現(xiàn)象[18-19]。周寶利等以“托魯巴姆”作為砧木嫁接茄，可以顯著增強當代茄的抗冷、抗病性[20-21]。從理論上講，嫁接是一種無性繁殖，并不會引起遺傳信息的變化，但砧穗之間可能會通過遺傳物質(zhì)的水平轉(zhuǎn)移或表觀調(diào)控誘導其遺傳信息的變異[22]。Yagishita等研究發(fā)現(xiàn)，嫁接可使辣椒后代的果實性狀發(fā)生變化，并可將這種變異穩(wěn)定地遺傳下去[23]。潘相文等以4個大豆品種為接穗、以8種遠緣植物為砧木進行嫁接時發(fā)現(xiàn)，其后代出現(xiàn)高蛋白、高油、晚熟等不同類型的突變[24]。Taller等在突變的辣椒嫁接后代中檢測砧木中的DNA認為，嫁接誘發(fā)變異的原因是DNA從砧木轉(zhuǎn)移到了接穗的配子中[25]。本研究表明，硫華菊、鳳仙花自根苗嫁接后代株高等形態(tài)指標及地上部分生物量高于未嫁接后代，說明嫁接可能使硫華菊、鳳仙花產(chǎn)生表觀遺傳上的變異，并延續(xù)到下一代[13]。

表4 嫁接對硫華菊及鳳仙花后代抗氧化酶活性的影響

光合作用為植物提供物質(zhì)和能量，是植物生長發(fā)育的基礎(chǔ)，而光合色素是影響光合作用的主要因素之一，在一定范圍內(nèi)植物葉片光合色素含量越高，光合作用越強[26-28]。本試驗發(fā)現(xiàn)，嫁接可使硫華菊后代各光合色素的含量有不同程度的提高，而鳳仙花同株嫁接后代的葉綠素b、類胡蘿卜素含量較未嫁接的有所降低，異株嫁接則提高了其后代各光合色素的含量，這說明不同植物、不同嫁接處理對嫁接后代的影響會有所差異，可能與砧穗的生理差異程度有關(guān)。

植物在受到脅迫時往往會產(chǎn)生氧化脅迫，直接或間接產(chǎn)生過量的自由基對植物造成強烈的破壞作用[28-29]。超氧化物歧化酶、過氧化物酶、過氧化氫酶在植物體內(nèi)組成一個活性氧清除系統(tǒng)，能夠有效降低植物體內(nèi)的自由基水平，抗氧化酶活性及可溶性蛋白含量與植物的抗逆性有一定相關(guān)性[30]。有研究發(fā)現(xiàn)，在嫁接愈合過程中，植株體內(nèi)的激素、酶等生理生化特征會發(fā)生改變[31]。本試驗發(fā)現(xiàn)，嫁接可有效提高硫華菊、鳳仙花后代抗氧化酶活性及可溶性蛋白含量，這可能是在嫁接這種生物脅迫下，硫華菊、鳳仙花當代抗氧化酶活性及可溶性蛋白含量被改變，并通過表觀遺傳的形式傳遞給下一代[13]，相關(guān)機制有待進一步研究。

綜上所述，嫁接能夠有效提高硫華菊、鳳仙花后代的株高、生物量、光合色素含量及抗氧化酶活性，促進其后代的生長發(fā)育并增強其抗逆性，其中，異株異苗嫁接處理對硫華菊及鳳仙花后代的生長促進效果相對最好。

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