耐淹砧木对猕猴桃枝叶生长及淹水胁迫的生理影响

陈玉明 史梦琪 张琮 徐凯

摘要：以对萼猕猴桃（Actinidia valvata Dunn.）、美味猕猴桃（Actinidia deliciosa A Chev.）2种砧木和东红、红阳、湘吉红3种接穗的嫁接苗为材料，对不同猕猴桃嫁接苗的枝条生长发育以及红阳/砧木受淹水胁迫时膜透性、根孔隙度、丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性等指标进行测定。结果显示，对萼猕猴桃砧木对接穗品种有促进叶片生长、增加节间长度等作用。淹水胁迫下对萼猕猴桃膜透性先升高、后保持相对稳定，而根孔隙度增加幅度大于美味猕猴桃，并且MDA含量和SOD活性整体呈先升高后降低的变化；相比美味猕猴桃砧木能保持植株良好的生命力，表现出较强的耐淹性。

关键词：猕猴桃；砧木；涝害；生长；生理

中图分类号：S663.4 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2018）08-0077-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.08.020

Physiological Effects of Inundated Rootstock on the Growth and Flooding Stress

of Kiwifruit

CHEN Yu-ming，SHI Meng-qi，ZHANG Cong，XU Kai

（College of Agriculture and Food Science/Zhejiang Province Physiological Laboratory for Fruit Tree Cultivation， Zhejiang A & F University， Lin'an 311300， Zhejiang， China）

Abstract： The grafted seedlings of Actinidia valvata Dunn.， susceptible A. deliciosa A Chev. two rootstocks and Donghong， Hongyang， Xiangjihong three scion are used as experimental materials. This experiment detects the growth index of stem and leaf， the porosity of root， the relative permeability of membrane， MDA content and superoxide dismutase activity in different varieties of kiwi seedlings. The results show that the growth rate of grafted seedlings leaf in flood-resistant rootstock is more fast； and flood-resistant rootstock also increases the internode length. Under the flooding stress， the membrane permeability of the flood-resistant kiwi rootstock increased； porosity rate of increase in flood-resistant rootstock is higher than control rootstock； and the MDA content and SOD activity increases first and then decreases. In conclusion， compared with the A. deliciosa， A. valvata shows a strong resistance to flooding， and performance in growth.

Key words： kiwifruit； rootstock； waterlogging； growth； physiology

水分是植物正常發育过程中重要的环境因子之一，但只有在适宜水分条件下，植物才能正常的完成生长发育等一系列生命活动。近年来，各地的洪涝灾害频发，尤其是在长江流域及以南地区。由于季风气候显著，夏季降水集中，易形成涝害。植物根系是植物吸收水分、空气、各种营养成分的重要部位，水分过多且持续性的胁迫对植物的正常生长发育将造成极大的危害，从而对农业生产产生显著影响。猕猴桃根系分布较浅，且对水分敏感，是不耐涝的果树种类之一。嫁接作为果树的主要栽培方式，对提高接穗品种的果实品质、产量以及抗逆性都有较大的作用。之前，猕猴桃栽培中通常采用砧木嫁接中华猕猴桃（Actinidia chinensis Planch.）或美味猕猴桃（A. deliciosa A Chev.）[1]。但在生产中可利用的砧木资源较少，且砧木的抗性差，这对猕猴桃的生长十分不利。近年来国内一些产区使用对萼猕猴桃（A. valvata Dunn.）作为砧木，对萼猕猴桃的根系发达，栽培区域不仅不局限于山区，而且还适宜于平原与易积水区域，用对萼猕猴桃作砧木与栽培用猕猴桃的优良品种嫁接后，表现出很强的亲和力，能保持优良品种的性状，具有很强的抗渍、抗病虫能力[2]。红心猕猴桃口感好、营养丰富、耐贮藏，生产面积不断增加，市场价值高，试验将红心猕猴桃的3个品种东红、红阳、湘吉红作为嫁接材料，把常用的美味猕猴桃和耐淹的对萼猕猴桃作为砧木材料，观测不同砧木对红肉猕猴桃生长发育的影响，并且探究受涝害时细胞膜透性和根孔隙度等生理指标的变化，以便进一步研究对萼猕猴桃耐淹砧木在涝害下的生理生化机制。

1 材料与方法

1.1 材料

在浙江农林大学官塘生产试验基地，取2种砧木对萼猕猴桃、美味猕猴桃与3个栽培品种东红、红阳、湘吉红嫁接后的二年生嫁接苗，用有机肥∶泥炭∶土按照1∶1∶1混合后的基质种植于高35 cm、直径35 cm的黑色塑料盆中，采用日常水肥栽培管理，保证植株健康良好生长。

1.2 方法

1.2.1 生长发育测定 试验各处理于2017年6月18日至7月8日进行，选取每种穗/砧组合嫁接苗内长势一致的植株各5株，用数格子法测量每种组合嫁接苗新梢的叶片面积，作上标记，每隔一段时间重新测量叶片面积，直至标记的叶片成熟。同时用游标卡尺测量这些组合嫁接苗中部的枝条直径，皮尺测量6～7、7～8、8～9节间的长度。

1.2.2 淹水胁迫比较 采用“双套盆法”，对长势一致的红阳/对萼猕猴桃、红阳/美味猕猴桃、砧木对萼猕猴桃（CK1）、砧木美味猕猴桃（CK2）植株进行人为淹水处理。将定植嫁接苗的塑料盆置于容量为120 L（长约72 cm、宽约48 cm、高约40 cm）水箱内，保持水层距离盆土表面2 cm左右。对萼猕猴桃和美味猕猴桃砧木各1盆也置于水箱中，3次重复，淹水过程中需补水，使淹水高度保持稳定，并且在淹水前、第二天、第五天、第八天分别采取中部成熟叶片进行生理指标测定。

1.2.3 膜透性测定 用打孔器打取红阳/对萼猕猴桃、红阳/美味猕猴桃以及砧木对萼猕猴桃、砧木美味猕猴桃植株叶片相同数量小圆片，放置于25 mL带塞的玻璃试管中，加入15 mL去离子水，测初始电导值R1，去离子水电导值为R0，然后将试管放入沸腾的水浴锅中加热30 min，冷却后测电导值R2，计算相对电导率（膜透性），公式：

A=（R1-R0）/（R2-R0）×100%。

1.2.4 根孔隙度测定 采用比重瓶法进行测定[3]。取0.3 g干净的猕猴桃未破损的不定根。先在一个25 mL的比重瓶里加真空水或未带气泡的水，并称重（P）；轻轻地用滤纸擦拭根，再称重（R）；将根样品浸没在水中的比重瓶一并称重（PR）；然后把根样品从比重瓶取出，用碾杵和碾钵把根充分磨成糊状。用真空水将所有的糊状样品返回到比重瓶，并称重（PRG）；计算根孔隙度，公式：

POR=（PRG-PR）/（R+P-PR）×100%。

1.2.5 生理指标测定 采用氮蓝四唑光化还原法[4]测定超氧化物歧化酶（SOD）活性。用硫代巴比妥酸法并参考何勇[5]的方法测定丙二醛（MDA）含量。

1.3 数据分析

试验所得数据均为3次重复的平均值，利用Microsoft Office Excel 2010软件进行图表制作，应用SPSS 18.0统计软件进行数据统计分析，采用单因素方差分析（Oneway ANOVA）和最小显著差异法（LSD）比较不同数据之间的差异。

2 结果与分析

2.1 不同砧木對猕猴桃生长发育的影响

经过一段时间的叶面积测定，不同砧木对3个猕猴桃栽培品种叶片生长发育的影响情况见图1。从图1看出，在东红、红阳、湘吉红3个栽培猕猴桃品种中，选用对萼猕猴桃作为砧木的猕猴桃叶片成熟后面积都比美味猕猴桃作为砧木的要大，其中红阳/对萼比红阳/美味、湘吉红/对萼比湘吉红/美味的叶片面积分别大17.78%、25.58%。在生长的季节，6个组合的猕猴桃叶片生长发育都呈现前期快速增大、中后期叶片生长速度放缓的规律。

不同砧木对3个猕猴桃栽培品种枝条直径、节间长度的生长影响情况见表1。由表1可以看出，2种砧木对萼猕猴桃与美味猕猴桃在3个栽培品种东红、湘吉红、红阳里对节间长度的表现一致，都是前者高于后者，前者分别是后者的1.35倍、1.24倍、1.38倍。同时不同砧木对3个猕猴桃栽培品种的枝条直径产生不同影响。砧木为对萼猕猴桃的东红、湘吉红比砧木为美味猕猴桃的枝条直径要稍粗一些，但差异不显著（P>0.05），但在红阳品种中美味猕猴桃砧木与对萼猕猴桃砧木存在显著差异（P<0.05）。

2.2 淹水对不同砧木猕猴桃叶片和根系形态的影响

实施人为涝害过程中发现，在淹水2 d时，不同砧木均没有明显变化；第五天有部分红阳/美味猕猴桃叶片上有灰色水渍斑，较幼嫩枝条出现了叶片皱缩、顶芽干枯现象，中部成熟叶片偶有边缘卷曲；而红阳/对萼猕猴桃无明显变化。淹水第八天时，大部分红阳/美味猕猴桃叶片皱缩变枯，但叶片中部区域仍为绿色，脱落少；而红阳/对萼猕猴桃无明显变化。另外在处理的第二天，2种砧木的红阳猕猴桃根系都长出了乳白色的新不定根；至第五天，红阳/美味猕猴桃根系已有部分老根发黑，新不定根变透明，此时红阳/对萼猕猴桃根系不定根数量不断上升；到最后淹水8 d结束时，红阳/对萼猕猴桃根系依旧表现健康强壮，而红阳/美味猕猴桃不定根基本都腐烂发黑，具有活性的根系甚少。以上叶片和根系的受涝害表现，说明对萼猕猴桃作为砧木在红阳猕猴桃上具有较强的耐涝性。

2.3 淹水对不同砧木猕猴桃膜透性和根孔隙度的影响

在淹水胁迫下，植物体内代谢失衡，细胞膜被破坏，体液里大量离子外渗，这可用相对电导率（也称为膜透性）的大小来判断植物膜系统的损伤程度、反映植物的抗逆性强弱。实施人为涝害对红阳/对萼猕猴桃、红阳/美味猕猴桃以及砧木对萼猕猴桃、砧木美味猕猴桃植株叶片相对电导率的影响情况见图2。从图2可见，试验开始时红阳/对萼猕猴桃和红阳/美味猕猴桃叶片的平均相对电导率分别是10.26%、10.15%；到第二天，红阳/对萼猕猴桃叶片相对电导率高于红阳/美味猕猴桃；随着淹水时间的增加，红阳/对萼猕猴桃的相对电导率保持在一个稳定水平，而红阳/美味猕猴桃的相对电导率呈明显上升的趋势。到第八天时，红阳/对萼猕猴桃和红阳/美味猕猴桃的叶片相对电导率比最初分别增加了0.49、2.69倍，两者显著差异（P<0.05）。而砧木对萼猕猴桃、砧木美味猕猴桃的叶片相对电导率变化不大。

猕猴桃的根为肉质须根，其孔隙度只有1.0%～2.7%，怕涝喜湿，对氧气敏感，实施人为涝害对红阳/对萼猕猴桃、红阳/美味猕猴桃以及砧木对萼猕猴桃、砧木美味猕猴桃植株根孔隙度的影响情况见图3。从图3看出，不同砧木的猕猴桃根孔隙度整体呈先上升、后持续下降的变化趋势。在受到胁迫2 d时，根孔隙度急剧上升，其中红阳/对萼猕猴桃和红阳/美味猕猴桃分别增加到原来的67.70%、50.47%。随着淹水时间的持续，第二天到第八天，根孔隙度不断降低，但红阳/对萼猕猴桃的根孔隙度始终高于红阳/美味猕猴桃。而砧木对萼猕猴桃、砧木美味猕猴桃的根孔隙度也是变化不大。

2.4 淹水对不同砧木猕猴桃MDA含量、SOD活性的影响

实施人为涝害对红阳/对萼猕猴桃、红阳/美味猕猴桃以及砧木对萼猕猴桃、砧木美味猕猴桃植株叶片MDA含量和SOD活性的影响情况见图4。从图4看出，从开始到淹水的5 d，红阳/对萼猕猴桃、红阳/美味猕猴桃的MDA含量一直持续上升，且两者存在显著性差异（P<0.05）；第五天到第八天，红阳/对萼猕猴桃MDA含量明显降低，而美味猕猴桃下降趋势平缓；淹水8 d，红阳/对萼猕猴桃与红阳/美味猕猴桃的MDA含量比对照分别增加了28.32%、68.83%，并且红阳/对萼猕猴桃MDA含量显著低于红阳/美味猕猴桃（P<0.05）。而砧木对萼猕猴桃、砧木美味猕猴桃的MDA含量变化不大。

从图4还可见，随着淹水时间的增加，猕猴桃SOD活性表现为先增加后下降的变化趋势。淹水2 d，红阳/美味猕猴桃比红阳/对萼猕猴桃的SOD活性增加幅度大；淹水5 d，红阳/对萼猕猴桃SOD活性的增加幅度是红阳/美味猕猴桃的5倍左右；淹水8 d，红阳/对萼猕猴桃、红阳/美味猕猴桃的SOD活性相比对照分别增加116.84%、4.53%，两者之间存在显著差异（P<0.05）。

3 小结与讨论

砧木在生产栽培中扮演着重要的角色，有改变花期、改善果实品质、提高对病虫害的抗性、增加抗寒抗涝等能力。试验结果表明，2种不同砧木嫁接不同品种的猕猴桃其生长性状有不同表现。在6月18日至7月8日这段时期，对萼猕猴桃作砧木对3个红肉猕猴桃品种红阳、东红、湘吉红的叶面积和节间长度的促进发育作用大于美味猕猴桃；不过红阳/美味猕猴桃对枝条直径的影响高于红阳/对萼猕猴桃。总的来说，对萼猕猴桃作砧木对红阳、东红、湘吉红猕猴桃的生长促进作用比美味猕猴桃大。

在逆境条件下，细胞内活性氧产生与清除之间的平衡遭到破坏，膜脂过氧化作用增强，从而导致了细胞质膜透性增大，对细胞膜造成伤害，使得细胞体内活性氧和自由基含量升高，膜质过氧化产物增加。而超氧化物歧化酶是植物体内清除活性氧的重要保护酶之一，能够抑制丙二醛的积累，维持细胞的稳定和完整，提高植物对逆境的适应性。根孔隙度表示根内气体体积占比的多少，说明通气组织发达程度，反映了根部吸收氧气的效率与能力。这是低氧环境下植物对涝渍适应性的一个重要指标；实际上距离根尖的远近，也会使所在位置的不定根孔隙度存在差异[6]。另外，涝渍使通气组织形成，引起的孔隙度增加还表现在植物的其他器官，如落羽杉、乌桕和美国山核桃在涝渍处理下，3种植物的根、茎和叶中组织孔隙度均显著增加[7]。试验里在淹水胁迫下，前 2 d内不同砧木的根孔隙度显著增加，且对萼猕猴桃根孔隙度的增幅大于美味猕猴桃，说明淹水胁迫使不同的砧木均发生根部组织结構变化，但对萼猕猴桃根系形成通气组织的能力更强。淹水中后期根孔隙度的下降，可能是因为新的不定根生长增加了根系空气吸收量，从而抑制了通气组织的形成；淹水过程中对萼猕猴桃根孔隙度始终高于美味猕猴桃，最后接近正常水平，适应了低氧环境且保持了根系活力，使植物正常生长，说明对萼猕猴桃的确具有较强的耐涝性。

在淹水中，红阳/对萼猕猴桃叶的膜透性随时间有所增加，后期表现平稳；而美味猕猴桃的膜透性一直呈上升趋势，且增加幅度大。生理测定指标也显示出涝害使红阳/美味猕猴桃中的丙二醛不断增加， 而红阳/对萼猕猴桃的丙二醛含量在后期有显著性下降，说明体内清除活性氧的保护酶已发挥作用，抑制了丙二醛的积累。持续受涝时，不同砧木的猕猴桃超氧化物歧化酶活性整体表现为先增加后下降的变化趋势，这与之前烟草[8]、桃[9]、花生[10]研究中发现的相似，说明涝害时超氧化物歧化酶活性保持较高水平可能是对萼猕猴桃耐涝性的的一种表现。

总之，在3个猕猴桃栽培品种红阳、东红、湘吉红中，用对萼猕猴桃作砧木表现出对接穗品种良好性状的积极作用，以及对淹水胁迫有较强的抗性，能够保证接穗品种处于淹水环境时仍能正常生长，反映出对萼猕猴桃是一个探究猕猴桃耐淹砧木生理生化响应胁迫机制的良好材料，而本试验为深入研究对萼猕猴桃的涝害胁迫生理反应机制做出了有积极意义的铺垫工作。

参考文献：

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[2] 吉首大学，湖南省猕猴桃产业化工程技术研究中心.一种高抗性猕猴桃砧木的培育及其嫁接技术[P].中国，CN201010139458.7，

2010-08-04.

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