里程輝 于輝 劉志

摘要：以2年生盆栽岳冠/遼砧2號(hào)/山定子、岳冠/GM256/山定子、岳冠/77-34/山定子和岳冠/山定子為試驗(yàn)材料，研究在持續(xù)淹水脅迫下，不同中間砧對(duì)岳冠葉片和根系抗氧化酶和非酶類抗氧化物活性的影響。結(jié)果表明，在整個(gè)淹水過(guò)程中，各砧穗組合葉片和根系中SOD、POD、CAT、APX活性和游離脯氨酸含量先上升后下降，說(shuō)明樹體通過(guò)提高保護(hù)酶活性和非酶類抗氧化物含量抵抗氧化脅迫和增加滲透調(diào)節(jié);在淹水7～14 d出現(xiàn)差異，GM256組合的保護(hù)酶活性和游離脯氨酸含量顯著高于其他組合，遼砧2號(hào)組合最低?？梢?jiàn)，在淹水7～14 d時(shí)，GM256作為中間砧抗淹水能力最強(qiáng)，建議在降水量較多的遼寧丹東、大連等地，可以優(yōu)先考慮該組合。

關(guān)鍵詞：“岳冠”蘋果;中間砧;淹水;抗逆性酶;抗氧化物

澇害是蘋果在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中受到的非生物脅迫之一。植物根系長(zhǎng)期浸泡在水中，會(huì)產(chǎn)生乙醇等有害物質(zhì)，并且O2虧缺，CO2和乙烯等過(guò)剩使植物缺氧受害[1-5]。近幾年，蘋果的矮化密植栽培方式因其產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)、早果早產(chǎn)、生產(chǎn)管理方便等優(yōu)點(diǎn)，已成為我國(guó)蘋果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向和趨勢(shì)[6]。岳冠（寒富×岳帥）是由遼寧省果樹科學(xué)研究所雜交選育的蘋果新品種，該品種在冷涼地區(qū)發(fā)展比寒富更有優(yōu)勢(shì)[7]，并且近幾年發(fā)展迅速;遼砧2號(hào)（助列涅特×M9，引自遼寧省果樹科學(xué)研究所）、GM256（紅海棠× M9，引自吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所）、77-34（M9×小黃海棠，引自遼寧省果樹科學(xué)研究所）是3種適合在冷涼地區(qū)栽培的矮化、半矮化砧木，以山定子為基砧，這3種砧木為中間砧與岳冠嫁接后親和性良好。但在降雨期比較集中的大連、丹東東港等地，年降水量在1 000 mm 以上時(shí)，果樹易受澇害導(dǎo)致葉片黃化、脫落，產(chǎn)量降低，重則造成連續(xù)幾年樹體生長(zhǎng)受阻[8-11]。本試驗(yàn)利用淹水處理，測(cè)定不同砧穗組合岳冠蘋果中抗氧化酶和非酶類抗氧化物的變化，旨在全面反映淹水脅迫條件下各砧穗組合對(duì)岳冠生理特性的影響，篩選適宜水澇地區(qū)栽培的砧穗組合，以期為生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試材與處理

試驗(yàn)于2017年6月至7月在沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹栽培與生理生態(tài)試驗(yàn)基地（123°341′E，41°491′N）進(jìn)行。供試的盆栽苗為2年生苗，接穗品種為岳冠，基砧為山定子（Malus baccata），中間砧分別為遼砧2號(hào)、GM256和77-34，基砧接口粗度1.5 cm左右，嫁接高度為10 cm，中間砧段長(zhǎng)25 cm，2016年3月采用舌接方式進(jìn)行嫁接，包括岳冠/遼砧2號(hào)/山定子（YG/L2/Mb）、岳冠/GM256/山定子（YG/GM256/Mb）、岳冠/77-34/山定子（YG/77-34/Mb）和岳冠/山定子（YG/Mb）4種砧穗組合;嫁接后在溫室內(nèi)進(jìn)行常規(guī)管理，管理水平一致。試驗(yàn)用盆采用口徑30 cm、高30 cm的異形耐老化塑料營(yíng)養(yǎng)缽;營(yíng)養(yǎng)土為園土棕壤，質(zhì)地為粘壤土，有機(jī)質(zhì)含量14.25 g/kg，堿解氮含量78.39 mg/kg，速效磷含量 25.82 mg/kg，速效鉀含量178.21 mg/kg，pH值68。從2017年6月15日開(kāi)始，每種砧穗組合選擇長(zhǎng)勢(shì)一致的盆栽苗30株進(jìn)行處理，將盆栽苗放入水池中，加水漫過(guò)盆的上沿，使根系處于淹水狀態(tài)，設(shè)置淹水后0、3、7、14、28、35 d 6個(gè)處理，達(dá)到處理指標(biāo)后，采集葉片和根系，分別將同一處理葉片和根系的5株樣品混成1個(gè)樣品，用自來(lái)水和去離子水清洗，并用吸水紙吸干，樣品用鋁箔紙包好后立即放入液氮中速凍，在-80 ℃冰箱中保存，待所有樣品采集完后，冷凍樣品用研磨儀研磨成粉末，用于非酶類抗氧化物和抗氧化酶活性測(cè)定。葉片在中心干延長(zhǎng)頭采集當(dāng)年新稍第6～8張成熟無(wú)病蟲葉，細(xì)根按1/4圓法取樣。5次生物學(xué)重復(fù)。

1.2 測(cè)定方法

參照He等的方法[12]測(cè)定蘋果葉片和根系游離脯氨酸含量。樣品中過(guò)氧化物酶（POD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）和抗壞血酸過(guò)氧化物酶（APX）活性測(cè)定參照He等的方法[13]，超氧化物歧化酶（SOD）活性利用蘇州科銘生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)的試劑盒進(jìn)行測(cè)定。

利用Microsoft Excel 2010和SPSS 17.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 淹水后不同砧穗組合對(duì)岳冠葉片和根系SOD活性的影響

從圖1可知，各組合葉片和根系的SOD活性隨著淹水時(shí)間的延長(zhǎng)呈先上升后下降的趨勢(shì)，淹水后3 d后迅速上升，7 d達(dá)到最高值，之后持續(xù)下降，35 d 降至最低。各組合間葉片的SOD活性只在淹水后7 d和14 d出現(xiàn)差異，均是YG/GM256/Mb最高（438.8 nkat/mg和297.0 nkat/mg），并在淹水后7 d時(shí)明顯高于其他組合，在淹水后14 d時(shí)，明顯高于YG/L2/Mb，其他組合間差異不明顯;各組合間根系的SOD活性在淹水后3 d時(shí)就出現(xiàn)差異，其中YG/GM256/Mb和YG/77-34/Mb明顯高于其他2種組合，并且這種差異一直持續(xù)到淹水后14 d，YG/GM256/Mb 活性一直保持最高，淹水后7 d時(shí)明顯高于其他3種組合，淹水后14 d時(shí)明顯高于 YG/Mb和YG/L2/Mb。另外，在整個(gè)淹水過(guò)程中，各組合根系的SOD活性始終高于葉片。

2.2 淹水后不同砧穗組合對(duì)岳冠葉片和根系POD活性的影響

從圖2可知，各組合葉片和根系的POD活性與SOD相似，也呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，淹水后3 d迅速上升，淹水后7 d達(dá)到最高值，之后持續(xù)下降，35 d降至最低。各組合間葉片和根系POD活性只在淹水后3～14 d出現(xiàn)明顯差異，均是YG/GM256/Mb最高，YG/L2/Mb最低，二者間一直差異明顯;從淹水后3～14 d，YG/L2/Mb葉片POD活性一直明顯低于YG/Mb，根系POD活性一直明顯低于 YG/77-34/Mb。同時(shí)在整個(gè)淹水過(guò)程中，各組合根系的POD活性也始終高于葉片。

2.3 淹水后不同砧穗組合對(duì)岳冠葉片和根系CAT活性的影響

從圖3可知，各組合葉片和根系的CAT活性也呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，淹水后3 d迅速上升，YG/L2/Mb在淹水3 d時(shí)達(dá)到最高值，其他3種組合在7 d時(shí)達(dá)到最高值，之后持續(xù)下降，35 d降至最低。與SOD和POD活性相似，各組合間葉片和根系CAT活性也在淹水后3～14 d出現(xiàn)顯著差異，淹水后3 d時(shí)，YG/L2/Mb最高，明顯高于其他組合，到淹水后7 d和14 d，均是YG/GM256/Mb最高，YG/L2/Mb最低，且二者間差異明顯。同時(shí)在整個(gè)淹水過(guò)程中，各組合根系的CAT活性一直低于葉片。

2.4 淹水后不同砧穗組合對(duì)岳冠葉片和根系A(chǔ)PX活性的影響

從圖4可知，各組合葉片和根系的APX活性與SOD、POD活性相似，也呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，淹水后3 d迅速上升，7 d達(dá)到最高值，之后持續(xù)下降，35 d降至最低。各組合間葉片的APX活性在淹水后3～28 d出現(xiàn)明顯差異，根系的APX活性在淹水后3～14 d出現(xiàn)明顯差異，也均是YG/GM256/Mb最高，YG/L2/Mb最低，且二者間一直差異明顯。另外在整個(gè)淹水過(guò)程中，各組合根系的APX活性也始終高于葉片。

2.5 淹水后不同砧穗組合對(duì)岳冠葉片和根系游離脯氨酸含量的影響

游離脯氨酸作為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)之一，可以調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)滲透式來(lái)緩解逆境對(duì)植物的傷害，逆境條件下其含量增加是對(duì)逆境的一種自衛(wèi)反應(yīng)。如圖5所示，在整個(gè)淹水過(guò)程中，各組合葉片和根系中的游離脯氨酸含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，淹水后3 d迅速上升，7 d達(dá)到最高值，之后持續(xù)下降，但淹水后14 d仍處于較高水平，35 d降至最低，低于未淹水時(shí)含量。YG/GM256/Mb在整個(gè)淹水過(guò)程中一直處于最高;各組合間葉片僅在淹水7 d和14 d時(shí)存在明顯差異，淹水后7 d時(shí)，YG/GM256/Mb明顯高于其他組合，YG/L2/Mb明顯低于其他組合，淹水后14 d時(shí)，YG/Mb明顯低于YG/GM256/Mb;各組合間根系僅在淹水7 d時(shí)存在明顯差異，YG/GM256/Mb明顯高于其他組合，YG/L2/Mb明顯低于 YG/GM256/Mb 和YG/Mb。各組合在淹水14 d之前，游離脯氨酸含量根系高于葉片，但在淹水14 d之后，根系低于葉片。

3 討論與結(jié)論

植物遭受水分脅迫時(shí)，會(huì)啟動(dòng)一系列適應(yīng)機(jī)制，通過(guò)提高保護(hù)酶活性和一些非酶類抗氧化物含量，增強(qiáng)活性氧和自由基的清除能力，從而減輕對(duì)細(xì)胞的傷害。SOD是植物抗氧化系統(tǒng)的第一道防線，可以催化超氧陰離子自由基發(fā)生歧化反應(yīng)，形成氧分子和過(guò)氧化氫，避免超氧自由基對(duì)細(xì)胞膜的過(guò)氧化作用。POD是以酚類化合物為底物分解H2O2，能夠反映植物生長(zhǎng)發(fā)育的特點(diǎn)、體內(nèi)代謝狀況以及對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)性。CAT是生物體內(nèi)清除過(guò)氧化氫的主要酶類之一，存在于植物組織的過(guò)氧化體中，主要作用是催化H2O2分解為H2O和O2[14]。APX廣泛存在于植物細(xì)胞的溶質(zhì)、過(guò)氧化物酶體、線粒體和葉綠體中，能夠以抗壞血酸為電子供體還原H2O2為H2O，是葉綠體中清除H2O2的關(guān)鍵酶[15]。脯氨酸是植物體內(nèi)主要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)之一，可以保護(hù)酶和植物體內(nèi)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能。本研究發(fā)現(xiàn)，在整個(gè)淹水過(guò)程中，各砧穗組合葉片和根系中SOD、POD、CAT和APX活性呈先上升后下降趨勢(shì)，說(shuō)明淹水前期植株體內(nèi)產(chǎn)生較多的活性氧誘導(dǎo)了酶保護(hù)系統(tǒng)，使4種抗氧化酶活性升高，以便清除活性氧，減輕傷害，隨著淹水時(shí)間延長(zhǎng)，脅迫傷害加重，超過(guò)植株自身承受能力，導(dǎo)致4種抗氧化酶活性逐漸降低，這與楊寶銘等在蘋果[16]、彭克勤等在水稻[17-18]、王娟在牡丹[19]和陳玉明等在獼猴桃[20]上的研究結(jié)果一致。并且在淹水3～14 d出現(xiàn)差異，其中GM256組合的保護(hù)酶活性一直保持最高，說(shuō)明該組合更加有效清除樹體組織中的活性氧和自由基，通過(guò)減少脂質(zhì)過(guò)氧化水平増強(qiáng)對(duì)淹水的耐受性，喬砧和77-34組合居中，遼砧2號(hào)組合保護(hù)酶活性最低。游離脯氨酸變化趨勢(shì)與保護(hù)酶一致，淹水7～14 d出現(xiàn)差異，其中GM256組合的游離脯氨酸含量一直最高，說(shuō)明緩解淹水毒害方面，作用更大一些，77-34組合居中，喬砧和遼砧2號(hào)組合含量較低。

GM256作為中間砧，在淹水7～14 d，葉片和根系中4種抗氧化酶活性和游離脯氨酸含量高于其他組合，增強(qiáng)活性氧和自由基的清除能力，降低細(xì)胞滲透勢(shì)，從而減輕對(duì)細(xì)胞的傷害，更能適應(yīng)淹水環(huán)境，建議在降水量較多的遼寧丹東、大連等地，可以優(yōu)先考慮該組合。

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