不同砧木与红地球葡萄硬枝嫁接亲和力评价及遗传背景分析

袁军伟，李敏敏，刘长江，韩 斌，尹勇刚，郭紫娟，赵胜建

(河北省农林科学院 昌黎果树研究所，河北 昌黎 066600)

红地球葡萄是我国鲜食葡萄中第二大主栽品种，在全国栽培面积超过7万hm2[1]。红地球在我国传统上一直采用自根栽培，根系浅、抗逆性差[2-3]，采用适宜的抗性砧木进行嫁接栽培可提高其抗性，改善其品质，并扩大其栽培范围[4-9]，而亲和力是保证嫁接成功的前提，有些砧木品种虽抗逆性很强，但由于其与栽培品种嫁接亲和性差，很难被直接利用[10-11]。马爱红等[12]研究酿酒葡萄嫁接亲和性时认为，接穗新梢生长量可作为评价嫁接亲和性的有效指标；石雪晖等[13]研究认为，葡萄绿枝嫁接亲和力与叶片中可溶性糖含量有关；杨瑞[14]研究砧、穗叶片中生理物质与嫁接亲和力的关系时认为，生长势的强弱与嫁接成活率呈正相关；而嫁接亲和力的高低与砧、穗叶片中可溶性糖、蛋白质含量以及过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)活性等生理指标的差值呈显著负相关；高博等[15]研究认为，葡萄硬枝嫁接过程中接穗抹芽、嫁接口及砧木用低浓度的2号ABT生根粉处理能显著提高嫁接苗成活率；袁全春等[16]针对葡萄硬枝嫁接苗木愈伤组织融合过程难以检测愈伤组织融合比例的问题，提出一种基于计算机视觉的无损检测方法。目前，国内外对于葡萄砧穗组合亲和性的研究主要集中在对其嫁接成活率的比较及与之相关的生理因子的研究方面，而从遗传背景角度分析葡萄砧穗组合硬枝嫁接亲和性方面的研究鲜有报道。鉴于此，通过红地球与不同砧木进行硬枝嫁接，对不同砧穗组合进行多指标综合评价，筛选出适宜的砧穗组合，并结合砧木遗传背景和相关因子分析对亲和力差异的原因进行探讨，以期为红地球葡萄硬枝嫁接育苗中砧木的选择提供理论依据和技术支持。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试砧木包括贝达、SO4、5BB、101-14、188-08、110R、3309、5C等8个品种(表1)，分别与红地球配置嫁接组合，以红地球自根苗为对照。

1.2 试验方法

2017年3月中旬，选择砧木和接穗粗细基本一致的枝条进行硬枝嫁接(每砧穗组合嫁接400段)，然后利用双层地热线加温技术[22]对嫁接段进行催根处理。

1.2.1 砧穗组合萌芽率、接口愈合率、基部愈伤生成率调查 2017年4月中旬，每砧穗组合随机选择40段催根后的嫁接段，分别对接穗萌芽、接口愈合、基部愈伤、萌芽-愈合-愈伤(即嫁接段接穗萌芽、接口愈合、基部愈伤均生成)情况进行调查，按照以下公式[12]计算萌芽率、接口愈合率、基部愈伤生成率、萌芽-愈合-愈伤率：

表1 供试葡萄砧木材料及对根瘤蚜、干旱、盐的抗性分级

萌芽率=萌芽数/调查总数×100%；

接口愈合率=接口愈合数/调查总数×100%；

基部愈伤生成率=基部愈伤生成数/调查总数×100%；

萌芽-愈合-愈伤率=萌芽-愈合-愈伤均生成的数量/调查总数×100%。

1.2.2 砧穗组合苗期生长量调查 2017年5月底(即扦插入钵后40 d)，随机选取20株营养钵苗调查嫁接苗苗期生长量，包括接穗品种的新梢粗度(基部)、长度及叶片数。

1.2.3 砧穗组合秋后生长量调查 2017年11月底，随机选取20株当年生嫁接苗进行生长量调查，包括砧木粗度(基部)、接穗新梢粗度(基部)、成熟新稍(即木质化)长度、根长、根粗、根数。

1.3 数据统计分析

数据处理及相关性分析均采用SPSS 17.0及Excel 2010软件完成。

2 结果与分析

2.1 不同砧木对红地球葡萄嫁接组合萌芽及伤口愈合的影响

从表2可以看出，对于萌芽率，红地球/101-14和红地球/188-08较高，分别为90.0%和87.5%，与红地球自根对照无显著差异(P>0.05)，而红地球/110R和红地球/SO4最低，分别为47.5%和42.5%。对于接口愈合率，红地球/101-14、红地球/188-08和红地球/5C最高，分别为92.5%、92.5%和90.0%，而红地球/SO4最低，仅为35.0%；对于基部愈伤生成率，红地球/101-14最高，为95.0%，与红地球自根对照无显著差异(P>0.05)，而红地球/SO4最低，仅为40.0%；对于萌芽-愈合-愈伤率来说，红地球嫁接组合由高到低的顺序依次为：红地球/101-14>红地球/188-08>红地球/5C>红地球/3309>红地球/贝达>红地球/5BB>红地球/110R>红地球/SO4。

表2 红地球葡萄不同嫁接组合萌芽、愈合及根部愈伤情况比较

注：同列不同小写字母表示在0.05水平差异显著，下同。

Note：Different lowercase letters in same colum indicate significant difference at 0.05 level.The same below.

2.2 不同砧木对红地球葡萄嫁接营养钵苗生长量的影响

从表3可以看出，扦插入温室营养钵培养40 d后，除红地球/110R外，其他组合营养钵苗新梢粗度均显著高于自根对照(P<0.05)；红地球/101-14新梢长度最长，为10.00 cm，显著高于自根对照(P<0.05)，而红地球/110R最短，显著低于自根对照(P<0.05)；所有嫁接组合的新梢叶片数均显著低于自根对照(P<0.05)。说明红地球嫁接袋苗生长势显著强于自根对照。

表3 红地球葡萄不同嫁接组合营养钵苗苗期生长量比较Tab.3 Comparison of seedling growth of nutrient pot seedlings of different grafting combinations of Red globe grape

2.3 不同砧木对红地球葡萄嫁接苗成苗率的影响

由图1可以看出，在田间管理一致的情况下，红地球/101-14秋季成苗率最高，为73.0%，显著高于自根对照(P<0.05)，红地球/188-08为55.0%，略高于自根对照，但差异不显著(P>0.05)，红地球/3309为50.0%，略低于自根对照，但差异不显著(P>0.05)，而红地球/5C、红地球/SO4和红地球/5BB组合成苗率最低，分别仅为2.0%、1.5%和0，显著低于自根对照(P<0.05)。

2.4 不同砧木对红地球葡萄1年生嫁接苗生长量的影响

由表4可以看出，秋季落叶后，对供试的红地球砧穗组合生长量调查结果发现，8个嫁接组合砧木粗度均大于接穗新梢粗度，未出现“小脚”现象。红地球/3309、红地球/101-14、红地球/110R成熟新梢长度较长，分别为84.8、82.7、82.3 cm，均显著高于自根对照(P<0.05)，红地球/188-08、红地球/5C、红地球/SO4和红地球/贝达成熟长度较短，分别为56.4、48.0、48.0、46.6 cm，均显著低于自根对照(P<0.05)。

不同小写字母表示不同嫁接组合间差异显著(P<0.05)

表4 红地球葡萄不同嫁接组合1年生苗枝条生长量比较

注:- 表示数据缺失，下同。

Note:- indicate missing data,the same below.

2.5 不同嫁接组合1年生苗根系生长量比较

由表5可以看出，红地球/101-14和红地球/3309 1年生苗的根粗<2.0 mm的根数分别为15.2、15.3条，均显著高于自根对照(P<0.05)，而红地球/5C和红地球/SO4分别为8.3、6.3条，均显著低于自根对照(P<0.05)；除红地球/5BB外，其他红地球嫁接组合根粗>2.0 mm的根数均显著低于自根对照(P<0.05)。

表5 红地球葡萄不同嫁接组合1年生苗根系生长量比较

2.6 红地球葡萄不同嫁接组合亲和性评价相关因子分析

由表6可以看出，最终成苗率与温床催根后的萌芽率呈显著正相关(P<0.05)，与根粗<2.0 mm的根数呈显著正相关(P<0.05)，而温床催根后的萌芽率与接口愈合率、根部愈伤生成率呈极显著正相关(P<0.01)，与新梢长度呈显著正相关(P<0.05)。说明可以将催根后的萌芽率作为评价红地球硬枝嫁接亲和力的指标。生长势强的砧穗组合根系中直径在2.0 mm以下的细根也较多。

表6 红地球葡萄不同嫁接组合亲和性评价相关系数Tab.6 Coefficient of compatibility evaluation for different grafting combinations of Red globe grape

注:1.成苗率;2.萌芽率;3.愈合率;4.愈伤率;5.新梢粗度;6.新梢长度;7.接穗粗度;8.成熟新梢长度;9.根粗<2.0 mm的根数;10.根粗>2.0 mm的根数;*表示两指标呈显著相关关系(P<0.05)，**表示两指标呈极显著相关关系(P<0.01)。

Note:1.Seedling rate;2.Germination rate;3.Interface healing rate;4.Basal callus generation rate;5.Diameter of shoot;6.Length of shoot;7.Diameter of mature shoot;8.Length of mature shoot;9.Number of root(diameter<2.0 mm);10.Number of root(diameter>2.0 mm);* indicate a significant correlation at 0.05 level,** indicate a very significant correlation at 0.01 level.

3 结论与讨论

本试验结果显示，通过红地球与不同砧木进行硬枝嫁接试验，综合考虑成活率和生长量指标，初步筛选出亲和力强的砧穗木组合2个：红地球/101-14和红地球/3309，这与杨瑞[14]的研究结果基本一致，而5C、SO4、5BB三个砧木品种与红地球亲和力极差，在嫁接苗生产实践中应谨慎选择。

砧木和接穗的亲和性是限制抗性砧木利用的关键因素，很多性状优良的砧木因为与栽培品种亲和性差而难以被直接利用[23]，影响嫁接亲和性的因素很多，如亲缘关系[24]、砧穗内部组织结构的差异、生理生化的差异[25]和砧穗生长期长短等。武绍波等[26]研究认为，对于果树嫁接来说，一般亲缘关系近的砧穗组合嫁接亲和力也强，嫁接成活率也高，而不同属间嫁接亲和力较弱。有学者研究认为，嫁接不亲和的原因是接穗和砧木间韧皮部，即木质部维管和胞间连丝连接不充分，使得接穗和砧木间水分和养分运输不通畅，从而导致嫁接不亲和[27-28]。嫁接系统内，生理功能由2个基因型分担完成，其中，砧木供给水分和矿质营养，接穗供给碳水化合物，亲和力主要取决于砧木与接穗双方生理作用的相似程度，即嫁接成活必须有水分、养分以及同化物的相似及其含量的相当[29]。本研究中供试的8个砧木在嫁接成活率上存在明显差异，其中，来自河岸葡萄×沙地葡萄组合的101-14和3309与红地球嫁接亲合力均较强，因其亲本中有部分欧亚种亲缘关系[30]，而来自冬葡萄×河岸葡萄组合的砧木5C、SO4、5BB与红地球亲合力较差，该杂交组合砧木与红地球亲和力较差,主要是因为其来自冬葡萄的遗传背景[31]，红地球和5C、SO4、5BB三种砧木嫁接成活率极低，在生产中培育嫁接苗时，应谨慎选择。

通过各指标相关性分析，最终成苗率与温床催根后的萌芽率呈显著正相关(P<0.05)，生产上可以利用催根萌芽率进行红地球嫁接亲和力的早期判断。通过调查各砧穗组合的根系，可以看到生长势强的砧穗组合根系中2.0 mm以下的细根数较多，表明接穗品种生长势的改善与砧木类型密切相关。

此外，除了砧穗间的亲合力，嫁接时砧穗的生理状态[32]、外界环境因子[33](温度、湿度、光照等)、嫁接技术[34]、嫁接时期及嫁接后管理[35]等对嫁接的成功都至关重要，加强环境条件控制及田间管理也是嫁接栽培中不可忽视的环节。