不同中间砧对媛小春柑橘生长与光合特性的影响

王 铁，黄胜佳，杨友婷，谭丽平，邱 霞，董甜甜，黎思辰，孙国超，熊 博，王 均，汪志辉，，*

(1.四川农业大学 园艺学院，四川 成都 611130； 2.四川农业大学 果蔬研究所，四川 成都 611130)

中间砧是位于接穗与基砧之间的一段特殊砧木[1]，常出现在高接换种的园区。柑橘(Citrus)为芸香科(Rutaceae)柑橘亚科(Subfamily auranttioideae)植物[2]，迄今为止，种植范围已经遍布世界140多个国家和地区，是世界第一大水果[3]。四川地区四面环山，冬无严寒，春季回温较慢，是晚熟柑橘产业的最优产区。但近年来，柑橘品种更新较快，产业中已经存在一级或多级中间砧的现象，部分砧穗组合后出现树体长势较慢，叶片黄化、枯死，果实品质不佳等现象，这已经成为该区柑橘产业发展的主要限制因子。因此，筛选适宜的砧穗组合对柑橘产业的发展具有重要意义。

目前，国内外研究发现，不同砧穗组合对接穗的影响不同。Reig等[4]研究发现，不同砧穗组合对李的嫁接亲和性影响不同，且亲和性主要取决于接穗品种。王红平等[5]研究表明，砧穗组合影响接穗的生长和发育，可能是通过提高输导组织对水分和养分的运输能力来实现的；而Liu等[6]研究发现，影响接穗生长特性差异的原因跟内源激素水平和多种调控基因的表达息息相关。赵通等[7]研究发现，在不同砧穗组合当中，当嫁接苗的生长量较大时，其净光合速率(Pn)、最大荧光(Fm)、PSⅡ最大光能转化率(Fv/Fm)均显著较高。周开兵等[8]研究了2种不同中间砧对纽荷尔脐橙树体特征和营养特性的影响，发现树体生长势、新梢生长量和叶绿素a/b(Chl a/b)的值存在差异，而叶片的单叶光合潜力差异不明显。此外，前人还在甜柿[9]、梨[10]、苹果[11]上也发现了砧穗组合不同，嫁接亲和性、生长特性和光合特性差异明显的现象。

媛小春是通过有性杂交获得的优新柑橘品种，口感酸甜，有清香味，具有很好的市场推广价值[12]。目前，不同砧穗组合的研究大多集中在基砧与接穗上，而对中间砧的研究相对较少，更缺乏不同中间砧对媛小春柑橘品种的对比研究和报道。本实验采用不同中间砧嫁接同一品种，通过分析不同中间砧对接穗生长特性、光合色素含量和光合特性的影响，拟对比出不同砧穗组合之间的优劣，以期为适宜中间砧的评价和筛选提供一定的借鉴。

1 材料与方法

1.1 实验材料

实验以枳壳为基砧的2年生温州蜜柑、沃柑和冰糖橙嫁接苗各50株为试材，嫁接口粗度为0.6～0.8，枳壳基砧长度5 cm，各植株均无病虫害且长势基本一致。嫁接苗在2019年3月15日进行统一定植，株行距为30 cm×30 cm，在定植30 d后用媛小春接穗进行嫁接处理，中间砧长度均设置为10 cm；在嫁接60 d后，每个中间砧品种选取嫁接成活且长势基本一致的30株作为试验对象，10株为一小区，每个小区随机选择6株作为生长指标的测量对象，共设置3次重复，所有苗木管理按常规进行。

1.2 嫁接成活率和生长指标的测定

在嫁接30 d后统计所有嫁接苗的成活率，150 d后统计所有嫁接苗的保存率[13]；新梢长度和树高用卷尺进行测量，新梢粗度和中间砧粗度用游标卡尺进行测量。

1.3 叶绿素含量及比叶重的测定

每个小区随机挑选3株，在每株新梢中上部环绕采集健康功能叶3片，采集后混匀进行保存，每个小区为1个重复，每个处理设置3次重复。采摘后，用去离子水将表面洗净，用剪刀去除主叶脉，剪碎用于叶绿素含量的测量。叶片光合色素含量的测定参考王学奎[14]的方法，叶片浸提质量为1 g，丙酮∶乙醇(体积比1∶1)浸提液体积为20 mL，密封避光浸提24 h后过滤，取滤液测定其在663、645、470 nm处的吸光度，以乙醇和丙酮的混合液对照调零，计算叶绿素a(Chl a)，叶绿素b(Chl b)，类胡萝卜素(Car)，叶绿素a+b(Chl a+b)，叶绿素a/b(Chl a/b)。比叶重(SLW)参考Jumrani等[15]的方法进行。在每个小区3株植株新梢中上部随机挑选成熟的健康功能叶5片，设置3次重复，每个重复的叶片用打孔器(直径0.6 cm)在叶片最宽处离主脉两侧的中心位置打孔2次，将小圆片放在70 ℃烘箱中干燥72 h，记录重量。

1.4 光合气体交换参数和光响应曲线的测定

光合气体交换参数和光响应曲线的测定在植株嫁接150 d后的晴朗天气进行，各处理重复测定3次。

光合气体交换参数的测定：测定仪器为Li-COR 6400XTP型便携式光合作用测量系统，测定时间为晴朗天气的9:00—11:00，每个处理随机选取生长良好、大小基本一致的健康植株各3株，选取植株南面新梢顶部第3～5片健康功能叶进行测定[16]，测量条件参照赵通等[7]的方法进行设置。测定参数主要包括净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)和气孔导度(Gs)，并计算水分利用效率WUE(WUE=Pn/Tr)、气孔限制值Ls(Ls=1-Ci/C，其中C为测量时空气中CO2的浓度)[17]，瞬时光能利用率SUE(SUE=Pn/PAR)[18]和瞬时羧化速率CUE(CUE=Pn/Ci)[19]。

光响应曲线的测定：光响应曲线测定时间及仪器同光合气体交换参数的测定，具体参照邱霞[20]的方法进行测定，光响应曲线采用LED红蓝光源控光测定，光强依次设定为2 000、1 800、1 500、1 200、1 000、800、600、400、200、100、50、30、0 μmol·m-2·s-1，每一梯度光强的适应时间为200 s，样品室CO2浓度设定为400 μmol·mol-1，光饱和点的最大光合速率(Amax)，光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)以及表观量子效率(AQE)参照Ye等[21]的方法进行拟合。

1.5 叶绿素荧光参数的测定

叶绿素荧光参数的测定在光合气体交换参数的测定之后进行，仪器同1.4节，参照熊博等[22]的方法进行，叶片暗处理时间为30 min。测定参数包括初始荧光Fo，最大荧光值Fm，计算PSⅡ最大光化学转化效率Fv/Fm以及PSⅡ潜在活性Fv/Fo。

1.6 数据分析

采用SPSS 23.0和Microsoft Excel 2016对数据进行整理、方差分析和作图。

2 结果与分析

2.1 不同中间砧对媛小春柑橘嫁接成活率与保存率的影响

由图1可知，不同中间砧处理的媛小春成活率差异不显著，但保存率差异明显。中间砧为温州蜜柑的处理成活率为88%，沃柑和冰糖橙为中间砧的处理成活率相同，为86%，三者之间差异不显著。中间砧为冰糖橙和沃柑的处理保存率显著较高，分别为69.77%和67.44%，温州蜜柑显著最低，为56.81%。结果表明，在本处理中，不同砧穗组合对保存率的影响较大。

2.2 不同中间砧对媛小春柑橘生长特性的影响

由图2可知，不同中间砧处理的接穗新梢长度、新梢粗度、中间砧粗度和树高均存在差异。中间砧为冰糖橙的处理新梢长度在嫁接60～150 d中一直显著最长，温州蜜柑、沃柑次之，3个处理的生长高峰期均在嫁接后60～120 d；新梢粗度与新梢长度变化趋势基本一致，为冰糖橙>温州蜜柑>沃柑；中间砧粗度则与新梢粗度变化趋势不一致，表现为温州蜜柑>沃柑>冰糖橙，由此说明，冰糖橙为中间砧处理的媛小春新梢粗度生长最快，而中间砧粗度生长最慢，二者大小的比值最小；3个中间砧的处理树高在90～150 d差异不显著，但在嫁接90～120 d中，沃柑为中间砧的处理长势最快，表明不同中间砧对接穗的生长具有不同的影响，这可能与中间砧的品种特性有关。

不同处理间没有相同字母表示差异显著(P<0.05)。The bars of the same index with different letters showed significant difference (P<0.05).图1 不同中间砧处理对媛小春柑橘嫁接亲和性的影响Fig.1 The influence of different interstock treatment on the grafting affinity of Yuanxiaochun citrus

同一时间不同处理间没有相同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下同。The values with different letters in the same time among different treatments showed the significant difference (P<0.05). The same as below.图2 不同中间砧处理对媛小春柑橘生长特性的影响Fig.2 Effects of different treatment of interstocks on citrus growth characteristics of Yuanxiaocun

2.3 不同中间砧对叶片叶绿素含量及比叶重的影响

成熟功能叶的叶绿素含量和比叶重对不同中间砧的响应不同。由图3可知，在嫁接60～150 d中，叶片Chl a的变化趋势整体表现为先下降后上升，含量表现为沃柑>冰糖橙>温州蜜柑；Chl b和Chl a+b的整体变化趋势为先上升、下降、再上升的趋势，含量均表现为沃柑>冰糖橙>温州蜜柑；沃柑为中间砧的处理叶片Chl a/b的值最低，温州蜜柑最高，冰糖橙次之，三者变化趋势为先下降、上升、再下降的趋势；Car的变化除嫁接90 d时沃柑为中间砧的处理升高外，其余处理变化趋势与Chl a的变化趋势一致；整体来看，沃柑为中间砧时，媛小春柑橘叶片的Chl a、Chl b、Chl a+b和Car含量较高，Chl a/b较低，表明该处理的植株具有较好的光合能力和较强的耐阴能力[23]；不同中间砧处理的叶片SLW变化趋势为先上升后下降，其中沃柑为中间砧的处理下降时间较其他2个处理晚30 d左右。可见，沃柑为中间砧时较低的Chl a/b和SLW可能是该处理在嫁接90 d后生长较快的重要原因之一。

2.4 不同中间砧对叶片光合气体交换参数和光响应曲线的影响

不同中间砧处理对媛小春柑橘叶片光合作用参数的影响如表1所示。由表1可知，中间砧为冰糖橙时，叶片Pn、Gs、WUE、SUE和CUE均较高，Ls较低，表现为较强的光合能力；而中间砧为温州蜜柑和沃柑的处理，Pn、Gs、WUE均较低，Ls较高，两者叶片气孔开张程度较小。

不同中间砧处理的媛小春光响应曲线及拟合数据如图4和表2所示。从图4可知，当光合有效辐射在0～800 μmol·m-2·s-1时，3个中间砧处理的净光合速率均随着光合有效辐射的升高呈快速上升趋势，当光合有效辐射大于800 μmol·m-2·s-1时，3个处理均陆续达到饱和，净光合速率保持稳定或有小幅下降趋势。从表2进一步可知，3个中间砧处理叶片的Amax大小为冰糖橙>温州蜜柑>沃柑，表明在同等环境下，中间砧为冰糖橙的处理光合能力更强。LSP和LCP体现的是植物对强光和弱光的适应和利用能力[24-26]，中间砧为温州蜜柑的处理LSP最高，表明在这3个处理中，该处理适应和利用强光的能力较好，中间砧为冰糖橙的处理LCP最低，表明其对弱光的适应和利用能力较强。AQE表示的是光响应曲线中弱光阶段的曲线斜率，斜率越大，表明植物吸收和转换光能的色素蛋白复合体可能越多，利用弱光的能力越强[27]。冰糖橙为中间砧处理的AQE最高，为0.023，显著高于其他2个处理。

图3 不同中间砧处理对媛小春柑橘叶片光合色素含量及比叶重的影响Fig.3 Effects of different interstocks treatments on photosynthetic pigment content and SLW in citrus leaves of Yuanxiaochun

表1 不同中间砧处理对媛小春柑橘叶片光合作用参数的影响

2.5 不同中间砧对叶片荧光参数的影响

不同中间砧处理对媛小春柑橘叶片荧光参数的影响如表3所示。Fo是PSⅡ反应中心处于完全开放时的荧光产量，与PSⅡ反应中心活性有关[28]；Fm是PSⅡ反应中心处于完全关闭时的荧光产量，可以反映通过PSⅡ的电子传递情况；Fv/Fm表示植物叶片潜在的最大光化学效率；Fv/Fo表示PSⅡ的潜在活性。由表3可知，中间砧为沃柑的处理Fo和Fm均显著高于其他2个处理，而Fv/Fo较低；以冰糖橙为中间砧的处理Fo较低，但是Fv/Fo显著较高；3个处理间的Fv/Fm差异不显著。结果表明，冰糖橙为中间砧时，光合系统的内在特性较为稳定，利于植物进行光合作用。

图4 不同中间砧处理对媛小春柑橘叶片光响应曲线的影响Fig.4 Effects of different treatment of interstock on the light response curve of citrus leaves of Yuanxiaochun

表2 不同中间砧处理对媛小春柑橘叶片光响应参数的影响

表3 不同中间砧处理对媛小春柑橘叶片荧光参数的影响

3 讨论

利用中间砧进行高接换种有利于老旧和低效果园品种的更新，且具有树冠形成迅速和产量易恢复的特点[29]。根据本研究结果，温州蜜柑、沃柑和冰糖橙中间砧对媛小春柑橘的嫁接亲和性、生长和光合特性影响各不相同。

周开兵等[30]研究认为，当植物处于幼苗阶段时，树体的生长效应可作为评价砧木优劣的重要指标，砧穗组合生长旺盛有利于树体骨架的早期建立。嫁接亲和性是影响砧穗组合生长的重要指标，龚艳箐等[31]研究发现，当砧穗组合保存率较高时，则生长势旺盛、抽梢能力强，利于树体的建立。本研究发现，冰糖橙为中间砧的处理，保存率较高，生长较旺，这与前人在梨[10]、柚[31]上面的研究结果一致。此外，中间砧为温州蜜柑的处理虽然成活率较高，但后期保存率却显著较低，存在较高的“假活”现象，目前，针对这一差异的内在机理尚不明确，还有待进一步研究。

叶绿素作为光合作用的重要色素，其含量的高低可直接反映光合能力的强弱，是植物生存与发展的物质基础[32-34]；比叶重能反映植物的相对生长速率和对环境的适应能力[35]。本研究发现，沃柑为中间砧时，生长较好，叶绿素含量较高，但Chla/b较低，表明，沃柑中间砧处理在密植的情况下，可能是通过合成大量的叶绿素，以增强自身捕获光能的能力来维持养分的供应[23]。相关研究发现，SLW数值较低的植物具有较高的生长潜力和光合作用能力[36]，本研究中冰糖橙为中间砧的处理叶片SLW在嫁接后60～150 d随时间变化的幅度较小，且各时期含量相对较低，说明该处理具有较好的环境适应和生长潜力，这与冯小琴等[37]在楸树上的研究结果一致。

光合作用是植物叶片通过对光能的吸收、转化和利用，将光能转化为可利用的化学能，进而实现植物的生长，是植物生长发育的重要保障[38]。本研究发现，冰糖橙为中间砧嫁接的媛小春柑橘具有较高的Pn、Gs和较低的Ci和Ls，其可能的原因是该处理光合酶活性较高、羧化速率较强，高效利用了气孔下腔的CO2，从而导致其在具有较高Gs的同时，Ci反而较低。本研究还发现，在光响应曲线中，冰糖橙为中间砧的处理叶片Amax最高，这可能是该处理的LCP较低，能在密植的情况下有效的对弱光进行利用。在正常条件下，绝大多数C3植物的Fv/Fm稳定在0.80～0.85，本研究中，Fv/Fm值在0.74～0.77，这与常毅洪等[39]、洪森荣等[40]研究结果类似，可能原因是由于植株栽培密度过高导致。沃柑为中间砧的处理Pn和LSP显著较低，而Fo显著最高，造成这一现象的原因可能是测量时外界光强过强，发生了光破坏，造成了PSⅡ反应中心的破坏或失活导致[41-42]。

综上所述，本实验综合研究了不同中间砧对媛小春接穗生长和光合特性的影响，认为以冰糖橙为中间砧时，接穗媛小春柑橘生长较快、对弱光适应性较好且光合作用能力较强，表现较好。