油茶不同芽苗砧嫁接组合的亲和性生理1)

2015-03-06杨邵束庆龙姚小华龙伟王开良任华东滕建华

东北林业大学学报 2015年7期

杨邵束庆龙姚小华龙伟王开良任华东滕建华

(安徽农业大学，合肥，230036) (中国林业科学研究院亚热带林业研究所) (浙江省金华市婺城区东方红林场)

责任编辑:程红。

油茶(Camellia oleifera)为山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia)常绿灌木或小乔木，是我国南方重要的经济林木［1］。当前，芽苗砧嫁接是油茶良种繁育的主要途径，而嫁接亲和性是影响嫁接成活率的关键因素。油茶嫁接亲和性受到遗传、解剖结构、生长特性、生理生化、环境条件等多种因素的影响，是一个非常复杂的生物学过程，因此，嫁接亲和性的机理研究一直未能得到明晰的回答，是嫁接领域研究的难点［2］。陈红等［3］研究探索了茄子/番茄嫁接体嫁接愈合过程砧木和接穗的生理生化相互作用对嫁接亲和性的影响，也有研究对黄瓜等［4－7］嫁接体SOD活性、CAT活性、POD活性、MDA质量摩尔浓度、可溶性性糖质量分数、可溶性蛋白质量分数与嫁接亲和性进行了研究。但至目前为止，有关油茶嫁接愈合过程中生理生化的变化规律尚未见报道。本研究对油茶不同品种接穗嫁接愈合过程中结合部的生理指标及死亡率的动态变化进行研究，以期揭示不同油茶品种嫁接组合的亲和性及其机理，为更好地选择品种组合、提高芽苗砧嫁接成活率提供理论依据。

1 材料与方法

1．1 材料

供试种子于2013年10月采自浙江省金华市婺城区东方红林场，穗条分别来自于同一品种植株上部的半木质化的当年生枝条。取普通油茶长林系列4#、18#品种穗条为接穗，以普通油茶长林系列18#品种芽苗作为砧木，嫁接后嫁接体组合分别为4/18、18/18。种子沙藏催芽后待生长为健壮的芽苗，从胚芽近基部2 cm处切除胚芽，并将主根顶端切除保留6 cm左右作为砧木。穗条长度为3 cm，保留有一个叶片和一个叶芽，栽种于苗床上，苗床上方用农膜搭起50 cm高的小拱棚保湿，栽种45 d后揭膜。

1．2 方法

试验设计:每种嫁接组合各嫁接450株，于5月29日嫁接中取样1次，嫁接移栽后前6 h，每2 h取样1次，共3次;第6小时至第16小时，每5 h取样1次，共2次;第16小时至第24小时，8 h取样1次;第3天至第9天，每2 d取样1次，共4次;第15天至第55天，每10 d取样1次，共5次;总共16次。采用完全随机的方法取样，每次取样15株，重复3次，截取嫁接结合部1．0～1．5 cm的部分在流水中清洗干净，装入自封袋中。

死亡率的测定:每次取样前先清除接穗枯萎的嫁接体，并计数为ni，油茶芽苗砧嫁接体的动态死亡率pi=(ni/(N－∑ni－1－∑Ai－1))×100%。式中:N为总的嫁接体株数;A为每次取样的嫁接体株数;i为取样次数。

理化指标测定:称取样品鲜质量0．2 g于预冷的研钵中，加入10 mL预冷的pH=7．8磷酸缓冲液，用液氮研磨提取，然后将提取液于4℃，105 000 r·min－1离心15 min，取上清液为酶液，放入冰箱中4℃保存备用。氧化物歧化酶(SOD)活性采用氮蓝四唑(NBT)光还原法［8］测定，过氧化氢酶(CAT)活性采用H2O2法［9］测定，过氧化物酶活性(POD)采用愈创木酚法［10］测定，丙二醛(MDA)质量摩尔浓度用硫代巴比妥酸法［11］测定，可溶性糖质量分数采用蒽酮比色法［12］测定，可溶性蛋白质质量分数用考马斯亮蓝G250显色法测定［13］。测定可容性蛋白、丙二醛质量分数和酶活性的材料于冰箱中－70℃保存，测定可溶性糖的材料贮藏于－20℃。待取样完成后进行统一测定。

数据分析:对每个时间段内的指标进行3个重复测定，取平均值代表这个时期的指标水平。采用Pearson相关分析法分析对应时间的嫁接体死亡率和各指标间的相关性，所使用软件为SPSS 19．0。

2 结果与分析

2．1 嫁接组合的成活率

在油茶芽苗砧结合部伤口愈合过程中由于嫁接不亲和等因素导致部分植株死亡，其典型特征为:植株叶片缺少光泽，颜色由深绿色变成浅黄色，腋芽枯萎，最后叶片脱落，接穗干枯，结合部死亡。2个嫁接组合的死亡率见表1。4/18结合部在发育过程中死亡率要低于18/18结合部(除第5天外)，且都表现出先增加后下降的趋势;4/18结合部死亡率分别在第7天、第15天出现2次较大值，分别为2．20%、2．17%;18/18结合部死亡率在第15天出现最大值，值为6．42%，是同时期4/18号结合部死亡率的2．96倍。可见，4/18嫁接体成活率要高于18/18嫁接体成活率，且结合部成活的关键期在嫁接后的半个月内。

2．2 嫁接组合的理化指标

2．2．1 SOD活性

从表1可以看出:4/18结合部和18/18结合部的SOD活性在嫁接后24 h内均呈现先下降后上升再下降再上升的趋势，嫁接后第3天至第55天先下降后上升最后趋于稳定;嫁接后0 h～55 d(除第25天)，4/18结合部的SOD活性均低于18/18结合部;前24 h内差值均较大，差值最大出现在嫁接后第4小时，达到116%;4/18结合部和18/18结合部在嫁接后SOD活性均出现3次较大值。4/18结合部分别在嫁接后第11小时、第24小时、第5天出现较大值;18/18结合部分别在嫁接后第6小时、第24小时、第7天出现较大值;4/18结合部和18/18结合部在嫁接后SOD活性值最低点都出现在嫁接后第15天。表明嫁接后24 h内SOD活性变化剧烈，结合部可能已经形成愈伤组织，嫁接后第15天接穗的愈伤组织与砧木的愈伤组织可能已经连接。

2．2．2 CAT活性

嫁接后24 h内，2个嫁接组合CAT活性均表现出先上升后下降的趋势，4/18结合部CAT活性均要高于18/18结合部的(除第0、24小时外);嫁接后24 h至55 d，2个嫁接组合CAT活性呈现先上升后下降的趋势;嫁接后24 h至第9天，4/18结合部CAT活性值开始低于18/18结合部的(除第5天外);4/18结合部，分别在第6小时、第5天、第25天出现3次较大值，18/18结合部在嫁接后的第3、7天出现2次较大值(表1)。在第3天，18/18结合部可能已经形成了大量的愈伤组织;在第25天，4/18结合部可能已经充分愈合。

2．2．3 POD活性

在嫁接后24 h内4/18结合部和18/18结合部POD活性均呈现先上升后下降再上升的趋势;而4/18结合部POD活性出现了5次较大值，分别在嫁接后4 h、11 h、24 h、7 d、25 d;而18/18结合部的POD活性变化平缓，分别在第6小时、第3天、第35天出现3次较大值(表1)。嫁接后24 h内，由于对机体机械伤害起保护作用，POD活性值变化剧烈;4/18结合部嫁接后第7天可能是愈伤组织的接触时期，嫁接后第25天、第35天可能分是别4/18嫁接体、18/18嫁接体愈伤组织分化维管束的高峰时期，这一时期4/18嫁接体要早于18/18嫁接体，并有可能于这一时期形成贯通砧木和接穗的维管束桥。

2．2．4 MDA质量摩尔浓度

在嫁接后24 h内，4/18结合部在第6小时出现第1次较大值，18/18结合部出现2次较大值，分别为第4小时和第16小时;4/18结合部MDA质量摩尔浓度在嫁接后24 h至55 d内均低于18/18结合部(除第5天、第15天)且都呈现先上升后下降的趋势，最后恢复至起始水平，并且都出现一个较大值，分别为第15天和第25天(表1)。表明，在嫁接后24 h内，愈伤组织可能已经出现;4/18结合部在第15天和18/18结合部在第25天死亡率过高可能与膜质过氧化作用有关。

表1 油茶不同芽苗砧嫁接组合死亡率及生理指标

2．2．5 可溶性糖质量分数

如表1所示:在嫁接后24 h内4/18结合部可溶性糖质量分数呈上升趋势，在第11小时出现第1次较大值，而18/18结合部可溶糖质量分数呈下降的趋势;嫁接后24 h至55 d，2个嫁接组合结合部可溶性糖质量分数均呈先上升后下降的趋势，且嫁接后第24小时至第25天，4/18结合部可溶性糖质量分数要低于4/18结合部可溶性糖质量分数，4/18结合部可溶性糖质量分数在第15天出现一次较大值，18/18结合部可溶性糖质量分数分别在第3天、第7天、第15天出现3次较大值。

2．2．6 可溶性蛋白质量分数

如表1所示:嫁接后，4/18结合部可容性蛋白质量分数均要高于18/18结合部(除0 h);在嫁接24 h内，4/18结合部呈下降的趋势，而18/18结合部可溶性蛋白质量分数呈先下降后升高再下降再升高的趋势;在嫁接24 h后，2个嫁接组合均呈现先下降后上升的趋势。2个嫁接组合在第15天后可溶性蛋白质量分数都逐步上升，这可能与这一时期维管束开始分化并且逐步形成砧穗间的维管束桥有关。

2．3 嫁接组合理化指标间的相关性

从表2中可以看出，4/18嫁接体死亡率与其他指标相关程度大小为:可溶性蛋白质量分数＞MDA质量摩尔浓度＞可溶性糖质量分数＞SOD活性＞POD活性＞CAT活性。死亡率与可溶性蛋白质量分数的相关系数达－0．73，呈极显著负相关，与MDA质量摩尔浓度呈极显著正相关，相关系数达0．65，与可溶性糖质量分数呈显著正相关，与SOD活性呈负相关，与POD活性呈正相关。POD活性与可溶性蛋白质量分数呈负相关。18/18嫁接体死亡率与其他指标相关程度大小为:可溶性糖质量分数＞可溶性蛋白质量分数＞MDA质量摩尔浓度＞SOD活性＞POD活性＞CAT活性。死亡率与可溶性蛋白质量分数的相关系数达－0．49，呈极显著负相关，与MDA质量摩尔浓度呈显著正相关，与可溶性糖质量分数呈极显著正相关，相关系数达0．62，与SOD活性呈显著负相关，与POD呈正相关。POD活性与可溶性蛋白质量分数呈负相关。

表2 油茶芽苗砧嫁接组合结合部生理指标间的相关关系

3 结论与讨论

在亲和性研究中，成活率是判断嫁接亲和力的常用指标，可以作为判断砧穗组合的短期嫁接亲和性［14］。在该试验中4/18，嫁接体成活率要明显高于18/18嫁接体成活率且结合部成活的关键期在嫁接后的半个月内，与冯金玲等［15］对油茶嫁接体亲和性的研究一致;在较亲和的嫁接体结合部中SOD、POD酶活性高峰出现的时间较早，这与苏媛［7］对黄瓜嫁接体的研究结果一致;并且在较亲和的嫁接体结合部的SOD活性较低，POD活性要高，这分别与曲云峰［16］在大扁杏(Prunus armeniaca×sibirica)上的研究和严毅等［17］在葡萄柚(Citrus paradisi)上的研究结果一致;而嫁接结合部CAT活性与嫁接体亲和性没有一定的联系，不能直接作为反映嫁接体亲和性关系的指标。

嫁接体愈伤组织的形成需要大量的糖类物质［18］，并且在水分胁迫下，其含量随胁迫程度的加深而呈增大的趋势［19］。在嫁接后1～15 d，18/18嫁接体的死亡率和可溶性糖含量都呈逐步上升趋势并高于4/18嫁接体，可能与嫁接体结合部愈伤组织的形成与分化有关，也可能因为嫁接后嫁接体发育前期砧穗并未愈合，而18/18嫁接组合的接穗叶片较大，受水分胁迫更严重有关。

可溶性蛋白的积累与细胞的分裂活动有关，嫁接口的愈合需要更多的营养物质和能量，以增进嫁接后细胞分裂和愈伤组织的形成［6］。本试验结果表明:4/18结合部和18/18结合部可溶性蛋白质量分数的变化趋势与嫁接体愈合阶段有关;在愈合前期由于蛋白质在代谢过程中的合成代谢速度慢于分解代谢的速度，蛋白质含量逐渐减少，而在嫁接体愈合后期，当砧穗间维管束桥形成，砧穗融为一个整体后进入了正常的生长发育阶段，嫁接体中的可溶性蛋白质量分数开始逐渐增加，在较亲和的嫁接体结合部的可溶性蛋白质量分数较高。

MDA是膜质过氧化的主要产物之一，其积累是自由基毒害作用的表现［7］，同时可以作为判断植物对逆境条件反应强弱的一个重要指标［20］。4/18结合部MDA质量摩尔浓度与嫁接体死亡率呈极显著正相关，18/18结合部MDA质量摩尔浓度与嫁接体死亡率呈显著正相关，并且在较亲和的嫁接体结合部的MDA质量摩尔浓度的高峰较早，含量较低。

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