6个杂柑品种与4种砧木嫁接亲和性初步评价

王 敏，杨 蕾，李勋兰，蔡智勇，洪 林，唐晓华

(1 重庆市农业科学院果树研究所，重庆，401329；2 重庆市农业农村委员会，重庆，401120)

杂柑系柑桔种属间自然或人工杂交的后代，兼有橙、桔或柚的营养、风味或果实易剥皮等特性，可鲜食可加工[1]。嫁接亲和性是衡量砧木优劣的重要指标，它直接影响嫁接苗的出圃质量和栽培后的生长适应性，是柑桔砧木在生产上推广应用的限制性影响因子之一。亲和性较好的优良砧木不仅能提高果树果实品质，调整成熟期，增强抗病性和抗逆性，还能在中等管理水平下保持长时间的丰产性能[2]。我国柑桔种苗繁育和生产栽培上应用的砧木以枳(Poncirustrifoliata)、卡里佐枳橙(P.trifoliata×Citrussinensis)、红桔(C.tangerine)、资阳香橙(C.junos)为主。枳做砧木具有嫁接成活率高，树苗矮化、抗脚腐病和衰退病等优点，但嫁接后期容易出现不亲和现象[3]；卡里佐枳橙做砧木常表现须根发达，生长速度快，耐旱性和耐寒性较好[4]；红桔做砧木适宜于碱性紫色土，耐旱性和耐寒性良好，但常表现结果晚且丰产性差[5]；资阳香橙做砧木耐旱、耐寒和耐酸碱性较好，常表现早结丰产且矮化[6-7]。

砧穗嫁接体的生长形态指标，如株高、冠幅、穗砧直径比、末节枝梢数等，已在核桃[8]、猕猴桃[9]、枣树[10]及柑桔[11]等植物上作为嫁接亲和性的评价指标。可溶性糖和可溶性蛋白是植物体内重要的渗透调节物质，过氧化物酶在嫁接愈合过程中参与木质素的合成，多酚氧化酶参与隔离层的形成与分解，它们都是研究植物嫁接亲和性的重要指标[12-14]。光合作用是作物产量形成的基础，叶片是光合作用的主要部位，而气孔是植物与外界环境进行CO2和水蒸气交换的重要通道，它的传导性不仅影响光合作用和蒸腾作用，还将改变水分利用率[15-16]。已有研究者通过测定相关光合参数对茶树[17]、核桃[18]及柑桔[19]等的嫁接亲和性进行评价。综合利用植株的生长指标、生理生化指标及光合参数对柑桔砧穗组合亲和性进行研究的报道还较少。本研究在比较3年生嫁接苗的相关生长形态、内在生理生化变化及叶片光合生理的差异的基础上，利用主成分分析法和隶属函数法构建综合评价方案，对6个杂柑品种与4种砧木的嫁接亲和性进行初步评价，以期为6个杂柑品种在重庆栽培选择适宜的砧木做参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以W·默科特(W·Murcott)，金块(Gold Nugget)，莎斯特金(Thasta Gold)，塔荷金(Tahoe Gold)，探戈(Tango)及尤斯迈特金(Yosemite Gold)为接穗品种，以枳、卡里佐枳橙、红桔及资阳香橙实生苗为砧木，共24个砧穗组合，采用芽接法培育嫁接苗。2017年4月，将各组合1年生嫁接苗定植于重庆市江津区先锋镇(海拔290 m)，每一组合设置9次单株重复，进行规范管理。2019年测定各项指标。

1.2 试验方法

1.2.1 生长指标的测定 2019年12月进行测定。利用卷尺测定地面至植株径向生长的至高点，记为株高；树冠半径取东西径和南北径的均值，按圆形面积计算出树冠投影面积，记为冠幅[20]；统计植株末节枝梢数的总数，记为末节枝梢数；测定嫁接口上5 cm处粗度(穗直径)和嫁接口下5 cm处粗度(砧直径)，计算穗砧直径比(穗直径/砧直径)。

1.2.2 生理指标的测定 2019年4月、8月和12月分别从每株树的四个不同方位的新梢上采集1～2片功能完全叶(第3—5片)，装入自封袋内，置于冰上带回实验室进行相关指标测定。可溶性糖(SS)含量测定采用蒽酮比色法测定，可溶性蛋白(SP)含量测定采用考马斯亮蓝法，过氧化物酶(POD)活性测定采用愈创木酚法，多酚氧化酶(PPO)活性测定采用比色法[21-22]。

1.2.3 光合参数的测定 选晴天采用GFS 3000便携式光合系统(Walz公司，德国)对植株进行光合参数测定。仪器参数设定为：光照强度1 200 lx，CO2浓度0.04%(400 ppm)，温度28 ℃，相对湿度60%。选取生长基本一致且生长状况基本能代表该砧穗组合生长状况的3株树，取树冠外围新梢上生长、受光方向均较为一致且完全展开的第3—5片成熟叶，于上午10：00—11：00测定净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)等光合参数，并计算水分利用率(WUE，WUE=Pn/Tr)[23]。

1.3 数据处理与分析

2 结果与分析

2.1 单项指标比较

2.1.1 生长指标 W·默科特、金块和尤斯迈特金以资阳香橙砧的冠幅最大，莎斯特金和探戈以卡里佐枳橙为砧的冠幅最大，塔荷金以红桔为砧的冠幅最大。塔荷金以红桔为砧的株高最大，其他接穗品种以卡里佐枳橙为砧的株高最大。穗砧直径比越接近于1，砧穗组合的亲和性可能越好。塔荷金和尤斯迈特金各砧穗组合的穗砧直径比最大值分别仅为0.77(塔荷金/枳)和0.76(尤斯迈特金/卡里佐枳橙)，明显低于1；其他接穗品种以红桔为砧的穗砧直径比最接近于1。同一接穗品种在不同砧木上的末节枝梢数存在显著差异，其中，W·默科特和塔荷金均表现为红桔>资阳香橙>卡里佐枳橙>枳(见图1)。

注：A.W·默科特，B.金块，C.莎斯特金，D.塔荷金，E.探戈，F.尤斯迈特金。同组(品种)内数柱上小写字母不同表示差异显著(p<0.05)。图2和图3同。

2.1.2 生理指标 SS和SP是植物体内重要的渗透调节物质，嫁接愈合过程中可提供营养物质与能量[26]。叶片SS含量，W·默科特和莎斯特金以枳为砧的较高，塔荷金和尤斯迈特金以资阳香橙为砧的较高，金块以卡里佐枳橙为砧的最高。同一接穗品种在不同砧木上的叶片SP含量存在显著差异，其中，金块以枳为砧的最低。POD在嫁接愈合过程中参与木质素的合成，PPO参与隔离层的形成与分解[27-28]。同一接穗品种在不同砧木上的叶片POD活性存在显著差异，其中，金块以资阳香橙为砧的最高。叶片PPO活性，探戈、尤斯迈特金和金块以资阳香橙为砧的较高，W·默科特和莎斯特金以枳为砧的PPO活性较高，金块以红桔砧的PPO活性显著较低(见图2)。

图2 6个杂柑品种采用不同砧木的生理指标差异

2.1.3 光合参数 同一接穗品种在不同砧木上的叶片蒸腾速率(Tr)差异情况与气孔导度(Gs)的差异情况基本一致。莎斯特金、塔荷金和尤斯迈特金以枳为砧的Tr和Gs均较高，以红桔为砧的均最小；W·默科特以红桔为砧、金块以卡里佐枳橙为砧的Tr和Gs较高；探戈以枳为砧的Gs最大，以资阳香橙为砧的Tr最大。金块、塔荷金及尤斯迈特金均表现为在不同砧木上的净光合速率(Pn)差异情况与Gs差异情况一致。水分利用效率(WUE)是光合和蒸腾共同作用的结果，W·默科特、金块及塔荷金均是以枳为砧的WUE较高，其中，W·默科特各砧穗组合的WUE差异规律与Pn差异规律一致；莎斯特金以卡里佐枳橙为砧的WUE较高，差异规律与Pn一致。胞间CO2浓度(Ci)，W·默科特和金块均是以资阳香橙为砧的较高，以枳为砧的较低(见图3)。

图3 6个杂柑品种采用不同砧木的光合参数差异

2.2 综合评价

2.2.1 主成分分析 以各个测定指标的标准化系数为原始数据进行主成分分析，对各接穗品种分别提取初始特征值大于1的主成分，发现各接穗品种初始特征值大于1的主成分均为3个，且其累积贡献率均达到100%，完整地将原有13个单项指标的信息转化为3个相互独立主成分，可利用这些主成分代替原有的多项指标对砧穗组合亲和性进行下一步的评价。同时，根据各主成分的贡献率大小计算得到权重系数(见表1)。

表1 杂柑品种砧穗组合亲和性相关测定指标的主成分分析结果

2.2.2 综合评价 在主成分分析基础上，利用隶属函数法得到隶属函数值，最后通过公式得到综合值，综合值越大，其亲和性越好，反之越差。不同砧木的W·默科特的综合值表现为红桔>资阳香橙>卡里佐枳橙>枳，不同砧木的金块的综合值表现为卡里佐枳橙>资阳香橙>枳>红桔，不同砧木的莎斯特金的综合值表现为卡里佐枳橙>枳>资阳香橙>红桔，不同砧木的塔荷金的综合值表现为枳>卡里佐枳橙>资阳香橙>红桔，不同砧木的探戈和尤斯迈特金的综合值均表现为资阳香橙>枳>卡里佐枳橙>红桔。即，W·默科特以红桔为砧，金块和莎斯特金以卡里佐枳橙为砧，塔荷金以枳为砧，探戈和尤斯迈特金以资阳香橙为砧的亲和性最好(见表2)。

表2 6个杂柑品种与不同砧木嫁接亲和性的综合评价结果

3 讨论与结论

亲和性是影响植物嫁接能否成活的主要因素，是受内在因素如营养状况、生理生化因子及外部环境因子等影响的极其复杂的复合性状[14]。植物嫁接成活后砧穗愈合成一个整体，由于两者之间在生理生化特性、解剖结构和代谢方式上存在差异，对嫁接苗的生长、生理生化及光合特性有一定的影响，因此可利用它们对砧穗组合间亲和性进行评价[13]。

生长指标如株高、冠幅、穗/砧直径比及末节枝梢数等一定程度上可直观反映出嫁接苗的嫁接亲和性强弱。本试验中，各接穗品种的株高均是以卡里佐枳橙为砧的最大，以枳为砧的最小(塔荷金例外)；冠幅是以资阳香橙或卡里佐枳橙为砧的最大，而末节枝梢数是以卡里佐枳橙为砧的较多；穗砧直径比是以红桔为砧的较为接近于1，即嫁接成活后接穗与砧木的横向生长速度较为接近，亲和性可能较好。这表明，单项指标的评价存在较大弊端，无法对砧穗亲和性差异作出准确判断。

植物的代谢产物如POD[29-30]、PPO[31]、SS和SP[32]等活性或含量的变化差异，一定程度上可以反映出砧穗亲和性的强弱。本试验中，各接穗品种以资阳香橙为砧的POD活性较高，以红桔为砧的POD活性相对较低；以红桔为砧的PPO活性均较低，以枳或资阳香橙为砧的的PPO活性较高。若以POD活性较高作为亲和性较好的评价指标，所得结果将与以PPO活性较低时亲和性较好的结果相反，进一步说明单一指标评价亲和性的不可靠。SS和SP均是植物体内重要的渗透调节物质，受到胁迫时对细胞膜和原生质体具有保护作用[26，33]。嫁接苗中SS和SP含量较高时均有利于嫁接体的成活[34，35]。本试验中，各接穗品种以卡里佐枳橙为砧的的SP含量较高，以资阳香橙为砧的SP含量较低；金块以卡里佐枳橙为砧的SS含量较高。光合作用是作物产量形成的基础，叶片光合性能的强弱影响光合产物的形成、运转、积累与分配，最终影响作物产量。本试验中，各接穗品种以枳为砧的Gs较大，以红桔为砧的Gs相对较小(W·默科特、金块例外)；以资阳香橙为砧的Ci较高，以枳或红桔为砧的Ci较低。Pn、Tr及受它们影响的WUE，均表现为以枳或卡里佐枳橙为砧的较大，以红桔为砧的较小。

本研究在测定不同砧穗组合嫁接树的生长指标、生理生化指标及叶片光合参数的基础上，以主成分分析法对上述指标进行降维，再通过模糊数学方法中的隶属函数法求取综合值，实现综合评价。结果显示，W·默科特与红桔砧的亲和性较好，莎斯特金与卡里佐枳橙砧的亲和性较好，尤斯迈特金与资阳香橙砧的亲和性较好，此结果与相关生长指标分析结果基本一致，即以上砧穗组合的冠幅较大、株高较高、末节枝梢数较多及穗砧直径比较为接近于1；塔荷金与枳砧的嫁接亲和性较好，探戈与资阳香橙砧的亲和性较好，此结果与相关光合参数的分析结果基本一致，即与相同接穗不同砧木组合相比，以上组合的光合参数均较大，符合亲和性较好的表现；金块与卡里佐枳橙砧的亲和性较好，此结果与生理指标和光合参数的分析结果均较为相符。

综上所述，仅利用单项指标或单独某类指标对柑桔砧穗组合的亲和性进行评价均难以得到科学准确的结果，而利用综合评价方法将不同类型的多项指标进行整合分析，可得到科学合理且可靠的结果。