不同倍性龙葵砧木嫁接对树番茄幼苗硒积累的影响

胡容平，范中菡，陈庆华，廖慧苹，李洪浩，陈 松，林立金

（1四川省农业科学院植物保护研究所/农业部西南作物有害生物综合治理重点实验室，成都 610066；2四川华胜农业股份有限公司，四川绵竹 618200；3四川农业大学果蔬研究所，成都 611130）

0 引言

硒(Se)是一种非重金属元素，是人类和动物生长发育所必需的微量元素之一[1]。中国是典型的缺硒国家，超过50%的人口存在着不同程度的硒摄入不足的现象[2]。适当增加硒摄入对增强国民抵抗力，有效预防缺硒造成的疾病有重要的影响[3]。目前，通过土壤补硒的方式增加作物体内硒含量的研究较多，但也有研究指出，大部分农产品为非硒富集类植物，对硒富集和转运的能力较差[4-5]。通过适宜的栽培技术或农艺措施来提高作物硒富集的能力有现实意义。

嫁接是将砧木与接穗连接起来，通过愈伤组织的形成而发育成新植株的无性繁殖技术。由于其具有恢复树种、促进生长繁育无病毒良种等优势，在栽培中运用广泛[6-7]。除保持母本的优良特性外，嫁接还能增强植物的抗虫[8]、抗病[9]、抗旱[10]、抗寒[11]等能力。近年来，许多研究表明，采用不同砧木进行嫁接可影响接穗对矿质元素的吸收[12]。张秀芝等[13]研究发现，采用矮化砧嫁接可促进苹果对磷、钾、钙和铜元素的吸收；季萌萌等[14]研究发现，在低磷的条件下，以富平楸子为砧木嫁接苹果，有利于提高苹果的磷吸收效率及利用效率；黄科文等[15]研究发现，以西兰花为砧木嫁接豆瓣菜之后扦插，可以促进豆瓣菜对硒的积累。由此可见，通过不同的砧木嫁接可以改变植物对养分的吸收，在一定程度上也能够改变对硒元素的吸收与积累。

龙葵(Solanum nigrum)和少花龙葵(Solanum photeinocarpum)均是茄科茄属的一年生草本植物，抗逆性强，对硒有较强的富集和转运能力[16-17]。龙葵是六倍体，少花龙葵是二倍体，且龙葵是由少花龙葵进化而来的[18-20]。树番茄(Cyphomandra betacea)为茄科树番茄属的多年生常绿灌木，其果实营养丰富、酸甜多汁，具有较高的观赏及食用价值[21]。笔者以少花龙葵（二倍体）、少花龙葵经秋水仙素诱导的四倍体后代和龙葵（六倍体）为砧木，以树番茄为接穗进行嫁接，研究不同倍性的龙葵嫁接对树番茄硒积累的影响，以期筛选出可以有效促进树番茄生长和硒积累的砧穗组合，为富硒树番茄生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

树番茄种子于2019年9月采集于四川农业大学成都校区(30°71′N，103°87′E)的一株5年生的结果树。少花龙葵（2倍体）和龙葵（6倍体）种子采集于四川农业大学成都校区周边农田。4倍体龙葵为2倍体少花龙葵幼苗经秋水仙素诱导获得的后代。土壤取自四川农业大学成都校区周边农田，为潮土，其基本理化性质为pH7.58、有机质28.02g/kg、全氮1.44g/kg、全磷0.43g/kg、全钾24.55g/kg、碱解氮58.68mg/kg、速效磷19.23mg/kg、速效钾58.33 mg/kg、全硒含量0.35 mg/kg。

1.2 试验方法

1.2.1 嫁接处理 2019年9月，将树番茄和不同倍性龙葵种子直接撒播于湿润的基质（珍珠岩:蛭石=1:1）中，放置于温室中，白天保持光照时间14 h，光照强度4000 lx，温度25℃，相对湿度75%；夜晚时间10 h，光照强度0 lx，温度20℃，相对湿度95%。待出苗后每3天浇灌一次霍格兰营养液。待树番茄和不同倍性龙葵长至10 cm高时进行嫁接。

将不同倍性龙葵从离地约6 cm处剪断后的下部作为砧木，取4 cm长的树番茄上部苗作为接穗进行嫁接。嫁接均采用劈接法，采用宽1 cm的塑料薄膜绑缚，使砧木与接穗的结合部分牢牢地贴在一起。嫁接后用地膜覆盖保湿。10天后逐步移除地膜和遮阳网炼苗，并取下绑缚的塑料薄膜，摘除砧木萌发的所有幼芽。

1.2.2 试验设计 2019年9月，将土壤风干、粉碎，过6.72 mm（3目）筛后装入15 cm×18 cm（高×直径）塑料圆形花盆中，每盆装土3.0 kg，并将硒以Na2SeO3形式加入土壤中，混匀，使土壤硒浓度为5 mg/kg。之后，保持土壤湿润，使其含水量为土壤田间持水量的80%左右，自然放置平衡1个月，不定期翻土混合，保证土壤充分混合均匀。待嫁接苗成活后，将健壮且生长一致的树番茄幼苗移栽至盆中，每盆移栽4株。试验共设4个处理（未嫁接、2倍体龙葵砧木嫁接、4倍体龙葵砧木嫁接、6倍体龙葵砧木嫁接），每个处理重复3盆。在嫁接苗的整个生长过程中经常浇水以保持盆中土壤湿润，同时不定期地交换盆与盆的位置以减弱边际效应，并及时去除杂草、防治病虫害。嫁接苗移栽后40天收获，采集所有树番茄根系、茎秆和叶片样品用于相关指标的测定。

1.3 测定项目及方法

选取树番茄成熟叶片（从上往下数第5片叶）分别用于测定光合色素（叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素）含量。光合色素含量采用乙醇-丙酮混合液浸提法提取，分别在663、645、652、470 nm测定叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素含量[22]。之后，将树番茄整株收获，先用自来水冲洗干净，再用去离子水冲洗3次，将植株根系、砧木茎、接穗茎及接穗叶片（移栽时砧木已无叶片，未嫁接的砧木茎取与嫁接苗相同高度的下部分茎计）分开后于110℃杀青15 min，80℃烘干至恒重，称重测定各器官干重，粉碎，称取1.000 g样品加入硝酸-高氯酸（体积比为4:1），放置12 h消化至溶液透明，过滤，定容至50 mL，用iCAP6300型ICP光谱仪(Thermo Scientific，USA)测定出树番茄各器官硒含量，计算硒积累量[式(1)][23]。

1.4 数据处理方法

数据采用SPSS 20.0进行方差分析，采用Duncan新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同倍性龙葵对树番茄干重的影响

由表1可知，与未嫁接相比，以四倍体和六倍体龙葵为砧木显著提高了树番茄砧木茎秆、接穗茎秆、接穗叶片和整个接穗的干重，但对树番茄根系无显著影响，其中以六倍体龙葵为砧木的嫁接处理使砧木茎秆、接穗茎秆、接穗叶片和整个接穗的干重最大，分别较未嫁接提高了 86.27%(P＜0.05)、57.39%(P＜0.05)、71.83%(P＜0.05)和69.54%(P＜0.05)。以二倍体龙葵做砧木进行嫁接处理对接穗茎秆、接穗叶片和整个接穗的干重无显著影响，但显著降低树番茄根系的干重，较未嫁接降低了33.00%(P＜0.05)。

2.2 不同倍性龙葵对树番茄光合色素含量的影响

由表2可以看出，以二倍体龙葵、四倍体龙葵和六倍体龙葵为砧木嫁接后，树番茄的叶绿素a、叶绿素b叶绿素总量均显著高于未嫁接，并在以六倍体龙葵为砧木嫁接时达到最大，分别较未嫁接提高了49.76%(P＜0.05)、51.20%(P＜0.05)和50.11%(P＜0.05)。与未嫁接相比，只有以二倍体龙葵做砧木的嫁接处理对树番茄的类胡萝卜素含量无显著影响，其余嫁接处理均显著提高了树番茄的类胡萝卜素含量。就树番茄的叶绿素a/b而言，各处理间均无显著差异。

2.3 不同倍性龙葵对树番茄硒含量的影响

由表3可知，3种砧木均能使树番茄根系、接穗茎秆、接穗叶片和整个接穗的硒含量显著增加，其含量由大到小为六倍体龙葵砧木＞四倍体龙葵砧木＞二倍体龙葵砧木＞未嫁接。四倍体龙葵砧木和六倍体龙葵砧木可显著增加树番茄砧木茎秆的硒含量，分别较未嫁接增加了 69.56%(P＜0.05)和 120.57%(P＜0.05)。由此可以看出，以六倍体龙葵作砧木嫁接，对树番茄各部位硒含量增加效果最好。

表1 不同倍性龙葵对树番茄干重的影响 g/株

表2 不同倍性龙葵对树番茄光合色素含量的影响

表3 不同倍性龙葵对树番茄硒含量的影响 mg/kg

2.4 不同倍性龙葵对树番茄硒积累量的影响

由表4可知，只有以二倍体龙葵作砧木嫁接处理显著降低了树番茄根系的硒积累量，其它处理对树番茄根系的硒积累量均具有显著提升的作用。用3种不同倍性的龙葵作砧木均提高了树番茄砧木茎秆，接穗茎秆，接穗叶片和整个接穗的硒积累量，其中以六倍体龙葵砧木嫁接处理的效果最好，分别较未嫁接提高了310.82%(P＜0.05)、205.56%(P＜0.05)、157.52%(P＜0.05)和165.17%(P＜0.05)。

3 结论与讨论

嫁接作为一种传统的农艺措施，对于提高植物的产量、提高抗逆性、改变其物质吸收与积累的特性等具有重要的应用价值[24-25]。嫁接对于植物生长的影响很大程度上与砧木的选择有关，选择适宜的砧木可有效提高嫁接苗的生物量[26-27]。本试验结果表明，采用不同倍性的龙葵做砧木进行嫁接处理均在不同程度上对树番茄的生长产生影响，且这种影响因砧木龙葵倍性的不同表现出一定的差异。采用四倍体和六倍体的龙葵作砧木进行嫁接能显著提高树番茄砧木茎秆、接穗茎秆、接穗叶片和整个接穗的干重，但对树番茄根系干重无显著影响，表明四倍体和六倍体的龙葵作砧木嫁接有利于树番茄地上部分的生长。这可能与多倍体砧木的茎部加粗、叶片加厚、植株更加健壮，促进了嫁接苗的生长有关[28-29]。

表4 不同倍性龙葵对树番茄硒积累量的影响 μg/株

光合色素是植物进行光合作用的基础，选择适宜的砧木有助于提高嫁接苗的光合色素含量，植物通过光合作用将化学能转化成，用于植物的生长发育[26]。在本试验中，以四倍体和六倍体的龙葵为砧木嫁接均显著提高树番茄叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量，且当砧木为六倍体龙葵时，树番茄各部位生物量和光合色素量均达到最大，表明嫁接对树番茄的影响可能与光合色素含量有关。这也与前人在黄瓜[30]、西瓜[31]和辣椒[32]的嫁接试验结果一致。

就硒含量而言，本试验结果表明，用不同倍性的龙葵作砧木进行嫁接对树番茄硒的含量与积累有不同程度的影响，采用四倍体和六倍体龙葵作砧木嫁接均提高了根系、砧木茎秆、接穗茎秆、接穗叶片和整个接穗的硒含量，说明四倍体龙葵和六倍体龙葵之间的砧穗互作效应促进了树番茄对硒的吸收和积累。这可能与不同砧木嫁接影响了树番茄硒转运相关转运蛋白的表达和树番茄体内硒代谢途径有关[15]。硒积累量反映了植物对土壤硒的富集能力，与植物的生长和硒吸收能力密切相关[15,17]，与未嫁接相比，只有采用二倍体龙葵砧木嫁接降低了树番茄根系的硒积累量，其余嫁接处理均提高了树番茄根系的硒积累量。采用不同倍性的龙葵砧木嫁接均能增加树番茄砧木茎秆、接穗茎秆、接穗叶片和整个接穗的硒积累量。尤其以六倍体龙葵砧木效果最好，这可能是由于龙葵作为硒富集植物[16]增强了树番茄接穗的生长和硒的转运能力，该研究结果也与黄科文等[15,33]用不同砧木嫁接后扦插的豆瓣菜硒积累结果类似。

综合本试验的结果可以看出，不同的砧穗组合影响树番茄的生长与硒积累，以六倍体龙葵作砧木嫁接砧木对树番茄各部位干重、光合色素含量、硒含量和硒积累量增加的作用效果最好，可为富硒树番茄的栽培提供一定的参考。然而，有关嫁接对树番茄硒富集的机理本研究还未涉及，有待今后进一步探讨。