柳偉杰，王南南，孫昊琪，崔振華，王 然，馬春暉

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，山東 青島 266109）

梨是北方重要的落葉果樹，栽培歷史悠久，栽培地域廣闊。近年來，梨栽培面積不斷擴大[1]，與中間砧選育密切相關(guān)。由于歐洲梨砧木在國內(nèi)表現(xiàn)不親和性，而中間砧可以克服這種不親和性，所以中間砧是梨品種改良的重要途徑。因此，中間砧的選育是非常重要的，是果樹行業(yè)發(fā)展的重要措施。

中間砧對基砧的根系發(fā)育有一定影響[2]，優(yōu)良的砧穗組合生根能力強，根系發(fā)育早，根系生長健壯，具有較好的吸收水分和養(yǎng)分的能力。中間砧的砧穗組合根系生長量、根表面積密度都比自根砧的砧穗組合高[3]。良好的根系生長發(fā)育能保證地上部枝、果、葉的養(yǎng)分供應(yīng)，促進地上部開花結(jié)果，提高果實的品質(zhì)。根系生長旺盛、細(xì)根數(shù)目多，能為果樹生長發(fā)育提供更多的水分[4]和養(yǎng)分[5]，并且養(yǎng)分的吸收主要以毛細(xì)根為主[6]。中間砧對果實方面的影響，主要影響果實的大小、硬度、可溶性糖度[7-8]、可滴定酸，還影響葡萄糖、果糖、蔗糖和山梨醇糖含量[9]。梨葉片光合作用合成的有機物以山梨醇為主要運輸形式，在梨果實糖代謝中以山梨醇代謝和蔗糖代謝為主[10]。SOT2[11]是山梨醇糖代謝相關(guān)基因，隨山梨醇含量的升高而降低，糖代謝機制較復(fù)雜，還需要進一步探索。本研究主要探討4種中間砧對梨根系生長發(fā)育和果實品質(zhì)的影響，旨在為中間砧選育提供理論依據(jù)，為果樹行業(yè)發(fā)展提供理論參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

本試驗于2019年4—9月在青島農(nóng)業(yè)大學(xué)膠州梨砧木試驗園進行。品種為5年生雪青梨，基砧為豆梨（Pyrus calleryana Decne.），中間砧為南水溝1號、東7-28、中矮3號、OH×F51，株行距2.0 m×2.5 m，土壤為壤土，管理水平一般。

1.2 試驗方法

每個嫁接組合選5株生長發(fā)育良好的樹為試材，在花后60，75，90，105 d 進行取樣，每個組合選5個果實進行品質(zhì)分析，利用高效液相色譜法對果實糖和有機酸進行測定；利用CI-600 根系掃描儀（上海澤泉科技有限公司）對根系進行無損傷監(jiān)測，前期利用土鉆進行土壤鉆孔（離樹75 cm），將1 m根系測量管插入土中，定期將掃描頭深入管中進行掃描測量。

在NCBI 上搜索到關(guān)于糖代謝的相關(guān)基因SOT2（AB719045）和SUT1（KC801340），根據(jù)基因的核苷酸序列設(shè)計Real-time qPCR 特異引物，引物SOT2的上游序 列為5′-AAGGGCCAAGACGTCTGGAA-3′，下游序列為5′-AGGCCTGCTGAAAGAAATGG-3′；引物SUT1的上游序列為5′-GTAACAGAACTACACCCTTTGCTG-3′，下游序列為5′-GACCCATCCAATCAGTATCAAAG-3′。利用南京諾唯贊生物科技有限公司（Vazyme）提供試劑盒進行qPCR，參考戴美松等[12]的方法。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007、SPSS 7.05軟件進行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 中間砧對梨樹生長發(fā)育的影響

由表1可知，不同中間砧樹高差異不顯著（P＞0.05），OH×F51 最矮，樹高為3.3 m，冠幅最小，為1.6 m×1.7 m，基砧和接穗的粗度最小，分別為7.4，6.4 cm，有明顯的小腳現(xiàn)象，其葉片最小，長寬分別為8.3，6.9 cm，其余3個中間砧的冠幅、基砧粗、接穗粗和葉片長、寬差異不顯著。南水溝1號中間砧的葉綠素含量與中矮3號中間砧的葉綠素含量有顯著性差異（P＜0.05），與其余2個中間砧的葉綠素含量無顯著性差異（P＞0.05），南水溝1號葉綠素含量最高，中矮3號葉綠素含量最低。

表1 不同中間砧樹高、冠幅與新梢量的比較

2.2 中間砧對梨根系生長發(fā)育的影響

由圖1可知，4個中間砧對根系影響差異顯著（P＜0.05）。東7-28 根系數(shù)量最多，根長密度大，為3.51 mm/cm3，中矮3號根系數(shù)量較少，根長密度小。由此說明，中間砧東7-28對梨根系生長發(fā)育影響最大，其次是OH×F51。

圖1 中間砧對梨根長密度的影響

2.3 中間砧對梨果實生長發(fā)育的影響

由圖2可知，隨著梨果實成熟，所有組合果實的重量逐漸增加?；ê?0，75 d，OH×F51 單果重最小，與南水溝1號中間砧的單果重差異顯著（P＜0.05），與其余2個中間砧的單果重差異不顯著（P＞0.05）。隨后果實迅速膨大，到花后105 d，不同中間砧單果重差異顯著（P＜0.05），東7-28 單果重最大，其次是南水溝1號，OH×F51 單果重最小。

圖2 不同中間砧對單果重影響

2.4 中間砧對梨果實單果重、縱徑、橫徑和硬度的影響

由表2可知，不同中間砧果實單果重和縱徑、橫徑有顯著性差異（P＜0.05）。東7-28 果實最大，為550.2 g，縱徑、橫徑最大，分別為8.83，10.33 cm；OH×F51 單果重最小，為285.5 g，縱徑、橫徑分別為7.34，8.11 cm，所有中間砧的果實硬度差異不顯著（P＞0.05）。

表2 不同中間砧對果實單果重、縱橫徑和硬度的影響

2.5 中間砧對梨果實品質(zhì)的影響

由表3可知，4個中間砧梨果實的果糖含量差異顯著（P＜0.05），以中間砧東7-28的果糖含量最高，為23.84mg/g，中矮3號的果糖含量最低，為18.62mg/g；4個中間砧梨果實的葡萄糖含量差異不顯著（P＞0.05）；中矮3號、OH×F51與南水溝1號、東7-28 果實的山梨醇含量差異顯著（P＜0.05），以中間砧東7-28的山梨醇含量最高，為26.53mg/g，OH×F51的山梨醇含量最低，為15.25mg/g；南水溝1號、東7-28與中矮3號、OH×F51 果實的蔗糖含量差異顯著（P＜0.05），以中間砧南水溝1號的蔗糖含量最高，為16.94mg/g，OH×F51的蔗糖含量最低，為12.55mg/g；中間砧中矮3號梨果實的蘋果酸含量與其余3個中間砧蘋果酸含量相比差異顯著（P＜0.05），為1.34mg/g；東7-28、OH×F51與南水溝1號、中矮3號果實的檸檬酸含量差異顯著（P＜0.05），以中間砧中矮3號的含量最高，為2.01mg/g，東7-28的含量最低，為0.44mg/g；中間砧東7-28與中矮3號梨果實的可溶性固形物和可滴定酸含量差異顯著（P＜0.05），東7-28的可溶性固形物含量最高，為11.0%，可滴定酸含量最低，為0.06%，中矮3號可溶性固形物含量最低，為9.2%，可滴定酸含量最高，為0.12%。

表3 不同中間砧對梨果實品質(zhì)的影響

2.6 不同中間砧果實糖代謝基因表達

通過對梨果實SOT2和SUT1表達量分析，SUT1 是蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白的基因，蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白承載著蔗糖運輸?shù)墓δ?，中?號的SUT1表達量高于其他組合，促進了果實中蔗糖的轉(zhuǎn)運，蔗糖分解加快（圖3）。同理，SOT2 是山梨醇轉(zhuǎn)運蛋白的基因，中矮3號的SOT2表達量高于其他組合，促進了果實中山梨醇的轉(zhuǎn)運，山梨醇分解加快（圖4）。

圖3 不同中間砧果實SUT1 基因表達量

圖4 不同中間砧果實SOT2 基因表達量

3 結(jié)論與討論

綜上所述，東7-28 作中間砧效果最好，其次是南水溝1號。中間砧在品種選育中起到十分關(guān)鍵的作用，中間砧不僅影響樹體生長發(fā)育，也影響根系生長發(fā)育和果實品質(zhì)。筆者主要從不同中間砧影響雪青梨根系發(fā)育和果實品質(zhì)著手，多方面分析中間砧影響了梨樹的生長發(fā)育，在樹體生長勢方面的影響主要體現(xiàn)在冠幅、砧穗粗度、葉片大小和葉綠素含量等方面。從分析結(jié)果來看，東7-28 親和性較好，樹高、冠幅適中，這與有關(guān)報道相符。龔艷箐等[13]采用主成分分析法和聚類分析方法對蜜柚砧穗組合嫁接親和性進行評價，紅綿蜜柚和黃金蜜柚以酸柚作砧木的砧穗組合生長勢旺盛，抽梢能力強，以枳作砧木時表現(xiàn)出不親和現(xiàn)象。由于砧穗互作的影響，中間砧還影響根系生長發(fā)育，從本試驗結(jié)果來看，東7-28 根長密度最大，中矮3號根長密度最小，試驗結(jié)果符合相關(guān)報道[14]，3年生樹在水平和豎直方向分布主要區(qū)域為0～60 cm，M 系砧木的根系以須根為主，生根量多，根長密度大，SH 系和青砧系砧木須根量少，根長密度小。

中間砧除了影響根系生長發(fā)育，還影響果實品質(zhì)。從分析結(jié)果來看，東7-28 果實品質(zhì)好，果實質(zhì)量大，果實可溶性固形物含量高，有報道指出[15]，中間砧影響了果實可溶性固形物和產(chǎn)量，SH6 作為中間砧嫁接果實產(chǎn)量高，果實可溶性固形物含量高。中間砧還影響果實硬度[16]和酸度[17]，從試驗結(jié)果來看，中矮3號果實可滴定酸含量最高，為0.12 %，蘋果酸和檸檬酸分別為1.34mg/g和2.01mg/g。中間砧對果實糖含量的影響是非常顯著的[18]，從試驗結(jié)果來看，東7-28 果實山梨醇、果糖和葡萄糖的含量最高，南水溝1號蔗糖含量最高。 SOT2和SUT1 是山梨醇和蔗糖的轉(zhuǎn)運蛋白基因，是果實糖代謝的關(guān)鍵基因，SOT2和SUT1分別控制著山梨醇和蔗糖的分解。從試驗結(jié)果來看，中矮3號果實的SOT2、SUT1基因表達量最高，說明果實中山梨醇和蔗糖轉(zhuǎn)運增強，山梨醇和蔗糖含量下降，東7-28 果實中SOT2表達量低，可能與果實中山梨醇含量高有關(guān)，南水溝1號果實SUT1表達量低，可能與果實中蔗糖含量多有關(guān)，這與有關(guān)報道相符[19]。但是OH×F51 山梨醇和蔗糖含量低，果實中SOT2、SUT1 基因表達量也低，與以上報道不相符，該結(jié)果可能還受其他因素影響，因此其原因尚不明確。中間砧影響梨果實品質(zhì)涉及多個方面，其機理較復(fù)雜，國內(nèi)外相關(guān)研究不足，有許多不明之處，本試驗從梨果實品質(zhì)著手，初步了解中間砧對果實品質(zhì)及根系生長發(fā)育的影響，為進一步研究果樹砧穗互作提供了參考依據(jù)。