新疆野苹果矮化性状形态学与生理指标评价

王菁菁，刘立强，秦 伟，张学超，唐式敏

（1.新疆农业大学 园艺学院，新疆 乌鲁木齐 830052；2.伊犁哈萨克自治州农业科学研究所，新疆 伊宁 835000）

目前，苹果矮化密植栽培技术日趋成熟，因其具有产量高、品质优且生产管理便捷等优点，已成为世界苹果栽培技术发展的新趋势。利用矮化砧木与短枝型品种，改进栽培技术，使用生长调节剂，可以实现苹果矮化的目的。而矮化砧木的选育及利用是控制树体长势的最简单有效且经济省工的措施，且优良砧木能显著增强嫁接苗的光合作用，提高其对养分的积累量[1]。因此，选育出具有较强的抗旱性、抗寒性、抗盐碱、抗病虫等多种优良抗逆性状的矮化苹果砧木品种（如新疆野苹果）[2]，已成为当前国内外相关研究的重要论题。我国果树种质资源丰富，近年来，通过鉴定和评价相继发掘出大量的矮化资源，并利用其培育出许多应用于生产中的优良矮化砧木，如苹果矮化砧木‘SH1’[3]、梨矮化砧木‘中矮 4 号’[4]等。曹敏格等[5]在矮化砧木的预选中，以已知的矮化砧木或乔化砧木为对照，应用综合指标进行选择，筛选出了具有矮化特性的砧木。有关研究者认为，综合利用节间长、电阻、栅海比、酶活性等指标可以提高矮化单株的预选效果，弥补依据单项指标进行选择的不足，且能达到准确高效的目的。在矮化砧木的预选上，虽然前人已作了大量的研究和应用，但是，由于苹果矮化性状遗传机制较为复杂，目前还没有统一的标准来预测或评价其矮化性。

国家果树种质新疆野苹果资源圃地处北纬43°57′，东经83°08′，海拔667 m，自2012年建成以来，一直承担着国家保种项目“新疆野苹果种质资源收集保存评价鉴定编目繁殖更新及分发利用”的研究工作任务，该资源圃内的科研工作者深入新疆野苹果种质资源主要分布区的新源县、巩留县、霍城县、伊宁县以及塔城的额敏县、托里县等地实地考察，初步鉴定并筛选出具有矮化、抗寒、抗旱、抗病、高酸、维生素C 含量高等特异性状的种质资源30 余份，GB-21 便是其中被列为疑似矮化的种质资源。GB-21 枝条紧凑、节间短粗，从新疆巩留县被引种至该资源圃后，其植株矮小，的确表现出了极为明显的矮化特性。然而，矮化砧木一定具有矮化特性，但是，具有矮化特性的种质却不一定能够用作砧木使栽培的苹果树致矮。因此，运用传统的杂交育种技术或者先进的生物科技手段，利用具有矮化特性的矮化资源培育出矮化砧木，这在苹果生产上具有重要的现实意义。为给苹果矮化资源的鉴定与筛选提供理论参考依据，在前人研究的基础上，本研究选择乔化背景非常明确的栽培品种烟富3 号作为对照，对新疆野苹果GB-21 的新梢生长量、节间长、枝皮率、叶面积、栅海比、枝条电阻、叶片水势、叶绿素含量和酶活性等指标进行测定，并对其矮化特性进行综合评价，现将研究结果分析报道如下。

1 材料与方法

1.1 材 料

本研究选择了引种资源圃内相同种下类型的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 共3 株新疆野苹果树作为供试材料，以该资源圃内同一块林地上的乔化植株烟富3 号（以下简称为“YF3”）为对照。供试材料于2018年定植，对照材料于2017年定植，其树龄差距较小。

1.2 方 法

于2021年4月中旬分别选择4 株样树东、南、西、北4 个方向的1年生枝条（每株样树各选30 根）进行挂牌标记，4月28日、5月23日、6月17日、7月12日、8月6日、8月31日对标记枝条的长度和粗度进行测定。2021年4月28日、5月23日、6月17日、7月12日、8月6日、8月31日、9月25日分别采集4 株样树树冠东、南、西、北、中5 个方向无病虫害的叶片，每株样树各采30 片叶片，将其放入冰盒中带回实验室，测定叶片的面积和厚度、水势、叶绿素含量和酶活性。2021年9月25日采集4 株样树大小均匀的叶片，每株样树各采集30 片叶片，擦拭干净后沿中脉剪切成1 cm2的小块，用FAA 固定液固定带回实验室，以用于测定栅海比；同日采集4 株样树生长健壮的枝条，每株样树各采30 根，测定其枝皮率、节间长；每株样树另外各采集30 根粗度基本一致的枝条，测定枝条电阻。

1.2.1 形态指标的测定

使用卷尺测定新梢生长量，使用游标卡尺测定所选新梢枝条基部往上10 cm 处的粗度。用Yaxin-1241 叶面积仪测定叶片面积；用游标卡尺测定30 片叶片的厚度，计算单叶厚度。秋季植株新梢停长后，测定节间长度（节间长度=年生长量／节数）。用游标卡尺按十字交叉法测定枝皮率。用石蜡切片法测定栅栏组织与海绵组织的厚度，计算栅海比。

1.2.2 生理指标的测定

参照成明昊等[6]所用方法（略有改动）测定枝条电阻；采用DL334005 数显万用表，将自制电极舍去，改用小刀划开枝条直至木质部，将探头置入木质部测量读出电阻值。采用小液流法[7]测定叶片水势；采用美能达的SPAD-502 Plus 叶绿素仪测定叶绿素相对含量（SPAD 值）。采用紫外分光光度法测定过氧化氢酶（CAT）活性，采用氮蓝四唑（NBT）光还原法测定超氧化物歧化酶（SOD）活性，采用愈创木酚法[8]测定过氧化物酶（POD）活性。

1.3 数据处理与分析

采用Microsoft Excel 软件进行数据处理和计算，采用IBM SPSS statistics 23 软件进行方差分析，采用Origin 2021 软件绘图。

2 结果与分析

2.1 1年生枝生长量分析

1年生枝条长度的增长曲线如图1所示。从图1中可以看出，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3的1年生枝条的长度生长均呈上升趋势：4月28日—5月23日，新梢生长均较缓慢；5月23日—6月17日，新梢快速生长，之后缓慢生长直至趋于停长。在其整个生长期，YF3 的新梢长度一直低于GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的。4月28日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 的新梢长度分别为15.82、14.70、16.43、13.46 cm，四者之间其新梢长度无显著性差异（P＞0.05）；其余日期测定的新梢长度，YF3 的极显著低于GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的（P＜0.01），而GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 之间其新梢长度无显著性差异（P＞0.05）。8月31日测定的新梢长度均最长，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的新梢长度分别为52.83、51.08、48.73 cm，均极显著高于YF3 的新梢长度（36.66 cm，P＜0.01）。

图1 1年生枝条长度的增长曲线Fig.1 Growth curve of annual branch length

1年生枝条粗度的增长曲线如图2所示。从图2中可以看出，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 的1年生枝条的粗度生长亦均呈上升趋势：5月23日—6月17日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的新梢粗度增长均较缓慢，之后其新梢粗度均迅速增长；YF3 的新梢粗度在其整个生长期一直匀速增长。4月28日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的新梢粗度分别为2.77、2.71、2.67 mm，均小于YF3 的新梢粗度（3.41 mm）；而其余日期测定的新梢粗度，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的均大于YF3 的。8月6日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的新梢粗度分别为6.02、6.55、6.28 mm，YF3 的为4.96 mm，前三者与后者间均有极显著性差异（P＜0.01）；8月31日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的新梢粗度分别为6.77、7.15、7.16 mm，YF3 的为5.43 mm，前三者与后者间亦均有极显著性差异（P＜0.01）。

图2 1年生枝条粗度的增长曲线Fig.2 Growth curve of annual branch diameter

2.2 节间长与枝皮率分析

节间长与枝皮率的测定结果见表1。从表1中可以看出，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的节间长分别为1.681 1、1.682 7、1.618 8 cm，均极显著低于YF3 的节间长（1.903 9 cm，P＜0.01），而GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 之间其节间长无显著性差异（P＞0.05）；GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的枝皮率分别为0.214 3、0.218 1、0.255 0，均极显著高于YF3 的枝皮率（0.177 3，P＜0.01），而GB-21-3 的枝皮率（0.255 0）又极显著高于GB-21-1（0.214 3）、GB-21-2（0.218 1）的枝皮率（P＜0.01）。

表1 节间长和枝皮率的测定结果†Table 1 Determination results of internode length and branch-cortex ratio

2.3 叶片生长量分析

叶面积的增长曲线如图3所示。从图3中可以看出，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 的叶面积均呈上升趋势：5月23日—6月17日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的叶面积均迅速增长；4月28日—7月12日，YF3 的叶面积迅速增长。在其整个生长期，YF3 的叶面积均大于GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的；4月28日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 的叶面积分别为11.97、12.12、12.78、13.20 cm2，且四者之间无显著差异（P＞0.05）；除4月28日外其余日期所测数据，YF3 与GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 之间其叶面积均有极显著性差异（P＜0.01），而GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 之间其叶面积无显著性差异（P＞0.05）。YF3 的最大叶面积为33.18 cm2，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的最大叶面积分别为20.12、22.03、20.76 cm2，前者极显著大于后三者。

图3 叶面积的增长曲线Fig.3 Growth curve of leaf area

叶片厚度的增长曲线如图4所示。从图4中可以看出，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 叶片厚度的增长曲线亦均呈上升趋势：4月28日—6月17日，其叶片厚度均迅速增长，之后其增长速度均趋于平缓。在其整个生长期，YF3 的叶片厚度分别大于GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的；7月12日之前，YF3 与GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 之间其叶片厚度的差异均极为明显，之后四者之间叶片厚度逐渐趋于一致。8月31日测定的叶片厚度均最大，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 的叶片厚度分别为0.468、0.476、0.472、0.480 mm，四者之间无明显差异。

图4 叶片厚度的增长曲线Fig.4 Growth curve of leaf thickness

2.4 叶片解剖结构分析

叶片解剖结构的观测结果见表2。从表2中可以看出，GB-21-2、GB-21-3 的栅栏组织厚度分别为0.128 9、0.144 0 mm，均极显著大于YF3 的栅栏组织厚度（0.115 9 mm，P＜0.01），而GB-21-3 的栅栏组织厚度（0.144 0 mm）又极显著大于GB-21-2 的栅栏组织厚度（0.128 9 mm，P＜0.01）；GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的海绵组织厚度分别为0.091 9、0.091 2、0.106 2 mm，均小于YF3的海绵组织厚度（0.117 2 mm），GB-21-1、GB-21-2 与YF3 之间其海绵组织厚度均有极显著性差异（P＜0.01）；GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的栅海比分别为1.208 0、1.438 3、1.373 4，均大于YF3 的栅海比（0.994 3），GB-21-2、GB-21-3 与YF3 之间其栅海比均有极显著性差异（P＜0.01），而GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 之间其栅海比无显著性差异（P＞0.05）。

表2 叶片解剖结构的观测结果Table 2 Observation results of leaf anatomical structure

2.5 枝条电阻分析

枝条电阻与粗度见表3。由表3可知，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 的枝粗分别为5.68、5.75、5.83、5.76 mm，四者之间其枝粗均无显著性差异（P＞0.05）。在枝条粗度基本一致的条件下，YF3 的枝条电阻（7.98 MΩ）最大，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的枝条电阻分别为5.80、5.57、5.20 MΩ，YF3 与GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 之间其枝条电阻均有极显著性差异（P＜0.01），而GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 之间其枝条电阻无显著性差异（P＞0.05）。

表3 枝条电阻值的测定结果Table 3 Determination results of branch resistance values

2.6 叶片水势分析

叶片水势的变化曲线如图5所示。由图5可知，在整个生长期，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 的叶片水势均呈先下降后上升最后又下降的趋势。GB-21-1、GB-21-2 的叶片水势的变化趋势相似：4月28日，GB-21-1、GB-21-2 的叶片水势分别为-1.73、-1.98 Mpa，其水势均最高；7月12日，GB-21-1、GB-21-2 的叶片水势分别为-2.27、-2.27 Mpa，其水势均低于4月28日的；9月25日，GB-21-1、GB-21-2 的叶片水势分别为-5.00、-4.87 Mpa，其水势均最低。GB-21-3 的叶片水势，7月12日的测定值最高，为-2.14 Mpa；4月28日的测定值次之，为-2.23 Mpa；9月25日的测定值（-5.12 Mpa）最低。YF3 的叶片水势，7月12日的测定值最高，为-1.64 Mpa；8月6日的测定值次之，为-1.99 Mpa；9月25日的测定值最低，为-4.63 Mpa。GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 与YF3的叶片水势变化趋势均表现为：6月17日—7月12日迅速增长，8月6—31日迅速下降；除4月28日外其余日期测定的叶片水势，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的均低于YF3 的，而前三者间的差异不大。

图5 叶片水势的变化曲线Fig.5 Variation curves of leaf water potential

2.7 叶绿素相对含量分析

叶片中叶绿素相对含量（SPAD 值）的变化曲线如图6所示。由图6可知，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 叶片的SPAD 值在其整个生长期均逐渐增高：4月28日—5月23日，其SPAD值的增长速度均最快；8月31日—9月25日，其SPAD 值的增长速度均最慢。除4月28日与5月23日之外其余日期所测叶片的SPAD 值，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的均极显著高于YF3 的（P＜0.01）。GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的最大SPAD 值分别为74.75、77.13、75.19，均极显著高于YF3 的最大SPAD 值（67.71，P＜0.01）。

图6 叶片叶绿素相对含量的变化曲线Fig.6 Variation curves of leaf relative chlorophyll content

2.8 叶片酶活性分析

2.8.1 叶片过氧化物酶活性分析

叶片过氧化物酶（POD）活性的变化曲线如图7所示。由图7可知，在整个生长期，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 叶片的POD 活性均呈先上升后下降再上升再下降的变化趋势。GB-21-1、GB-21-2 叶片的POD 活性，5月23日的测定值均最大，分别为304.8、333.9 U·min-1·g-1；4月28日的测定值均最小，分别为108.6、98.17 U·min-1·g-1。GB-21-3 叶片的POD 活性，5月23日的最大，为323.3 U·min-1·g-1；6月17日的最小，为105.2 U·min-1·g-1。YF3 叶片的POD 活性，8月6日的最大，为465.0 U·min-1·g-1；6月17日的最小，为96.65 U·min-1·g-1。7月12日、8月6日、8月31日所测GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 叶片的POD 活性均极显著低于同日测定的YF3 叶片的POD 活性：7月12日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 叶片的POD 活性分别为214.26、222.06、162.92 U·min-1·g-1，均极显著低于YF3 叶片的POD 活性（420.50 U·min-1·g-1）；8月6日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3叶片的POD活性分别为202.30、149.73、182.10 U·min-1·g-1，均极显著低于YF3 的（465.00 U·min-1·g-1）；8月31日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 叶片的POD活性分别为208.60、217.00、180.40 U·min-1·g-1，均极显著低于YF3 的（333.00 U·min-1·g-1，P＜0.01）。除了8月6日所测GB-21-2叶片的POD活性（149.73 U·min-1·g-1）极显著低于同日所测GB-21-1 的POD活性（202.3 U·min-1·g-1，P＜0.01）之外，9月25日所测叶片的POD 活性，GB-21-3（222.4 U·min-1·g-1） 极显著低于GB-21-1（281.2 U·min-1·g-1）与GB-21-2（255.8 U·min-1·g-1）（P＜0.01），而其余日期所测GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 叶片的POD 活性均无显著性差异（P＞0.05）。

图7 叶片过氧化物酶活性的变化曲线Fig.7 Variation curves of leaf POD activity

2.8.2 叶片超氧化物歧化酶活性分析

叶片超氧化物歧化酶（SOD）活性的变化曲线如图8所示。由图8可知，在整个生长期，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3叶片的SOD活性均呈先下降后上升的变化趋势。4月28日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3叶片的SOD活性均最大，分别为38.19、53.91、52.15、29.74 U·min-1·g-1；7月12日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 叶片的SOD 活性均最小，分别为5.40、4.49、5.70 U·min-1·g-1；8月6日，YF3 叶片的SOD 活性最小，为1.37 U·min-1·g-1。GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 叶片的SOD 活性均高于YF3的：8月6日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 叶片的SOD 活性分别为12.11、11.13、9.08 U·min-1·g-1，均极显著高于YF3 的（1.37 U·min-1·g-1）；8月31日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 叶片的SOD 活性分别 为15.35、18.15、16.42 U·min-1·g-1，均极显著高于YF3 的（5.22 U·min-1·g-1）。5月23日，GB-21-3 叶片的SOD 活性（48.61 U·min-1·g-1）极显著高于GB-21-1 的（30.22 U·min-1·g-1，P＜0.01）；7月12日，GB-21-3 叶片的SOD 活性（5.7 U·min-1·g-1）极显著高于GB-21-2 的（4.49 U·min-1·g-1，P＜0.01）；9月25日测定的叶片SOD 活性，GB-21-3（33.14 U·min-1·g-1）分别极显著高于GB-21-1（23.67 U·min-1·g-1）与GB-21-2（24.06 U·min-1·g-1，P＜0.01）。除了5月23日、7月12日、9月25日之外的其余日期所测GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 叶片的SOD 活性均无显著性差异（P＞0.05）。

图8 叶片超氧化物歧化酶活性的变化曲线Fig.8 Variation curves of leaf SOD activity

2.8.3 叶片过氧化氢酶活性分析

叶片过氧化氢酶（CAT）活性的变化曲线如图9所示。由图9可知，在整个生长期，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 叶片的CAT 活性均呈先下降后上升再下降再上升的变化趋势。GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 叶片的CAT 活性，4月28日的测定值均最高，分别为55.8、47.9、42.4 U·min-1·g-1；5月23日的测定值均最低，分别为8.16、19.8、25.95 U·min-1·g-1。YF3叶片的CAT活性，4月28日的测定值最高，为43.5 U·min-1·g-1；7月12日的测定值最低，为13.8 U·min-1·g-1。除5月23日外其余日期所测叶片的CAT 活性，GB-21-1的均高于YF3 的；所有日期所测叶片的CAT 活性，GB-21-2 的均高于YF3 的；除4月28日与6月17日外其余日期所测叶片的CAT 活性，GB-21-3 的均高于YF3 的。7月12日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的CAT 活性分别为21.1、38.68、39.3 U·min-1·g-1，均极显著高于YF3 的（13.8 U·min-1·g-1）；8月6日，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的CAT 活性分别为26.8、28.4、29.6 U·min-1·g-1，均极显著高于YF3 的（18.8 U·min-1·g-1，P＜0.01）。

图9 叶片过氧化氢酶活性的变化曲线Fig.9 Variation curves of leaf CAT activity

3 讨 论

3.1 不同砧木枝条生长量的比较

一些学者以矮化、半矮化及乔化苹果砧木为材料，研究了不同砧木新梢年均生长量的变化情况，其中，砧木矮化程度越大，其新梢的年生长量则越小[9]。李海燕等[10]在对‘华红’苹果致矮机理的研究中认为，不同矮化中间砧对‘华红’苹果新梢粗度增大、生长量和节间长的减小等均有不同程度的影响：新梢生长量，不同矮化砧的（44 ～72.4 cm）均小于乔砧的（73.2 cm）；新梢粗度，不同矮化砧的（6.94 ～8.98 mm）多大于乔砧的（7.07 mm）。测定结果表明：GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的新梢生长量均大于YF3 的，8月31日GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的新梢均最长，分别为52.83、51.08、48.73 cm，均极显著大于YF3 的（36.66 cm）；除4月28日外其余日期所采枝条的基部粗度，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的均大于YF3 的，8月31日所采GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 新梢的基部粗度均最大，分别为6.77、7.15、7.16 mm，均极显著大于YF3 的（5.43 mm）。比较分析可知，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 新梢的生长量及粗度与矮砧的均基本接近，而YF3 的新梢生长量偏小，其原因可能是，YF3 被人为地、大量地修剪过，致使其挂牌待测枝条多为细弱枝。本研究测得的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的节间长分别为1.681 1、1.682 7、1.618 8 cm，均极显著小于YF3 的（1.903 9 cm），这一测定结果与李海燕等[10]研究得出的不同矮化中间砧‘华红’苹果的节间长（2.101 ～2.517 cm）极显著小于对照（2.722 cm）的结果一致，说明GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 可能都有一些矮化特征。

隗晓雯[11]对矮化程度不同的3 种苹果砧木枝皮率的研究结果显示，半矮化砧木的枝皮率（0.185 7～0.195 9）显著高于乔化砧木的（0.167 1～0.174 1），并且显著低于矮化砧木的（0.228 1 ～0.240 4）。史宝胜等[12]、赵国栋等[13]也得到过相同的研究结果。本研究测得的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的枝皮率分别为0.214 3、0.218 1、0.255 0，均极显著大于YF3 的（0.177 3），说明GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 表现出了疑似矮化或半矮化特征。

3.2 不同砧木叶片结构的比较

侯玉珏[14]的研究结果表明，随着矮化程度的逐渐加大，富士苹果的叶面积却逐渐减小，而其叶片厚度逐渐增加，叶片的形态与生理指标都表现出抗旱特征。其原因可能是，矮砧比乔砧的导管小、密度低，限制了水分的通过，给地上部造成了一定程度的水分胁迫[15]。本研究测得的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的叶面积、叶片厚度均小 于YF3 的：GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的 最大叶面积分别为20.12、22.03、20.76 cm2，均极显著小于YF3 的（33.18 cm2）；而GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 的最大叶片厚度分别为0.468、0.476、0.472、0.480 mm，四者之间无明显差异。这一测定结果说明，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3的叶片小而厚，可能具有矮化特征。

贾旭梅[16]等在对叶片结构的解剖研究中发现，与乔砧相比，矮砧叶片的栅栏组织更厚，而海绵组织较薄。刘伟等[17]发现，柱型苹果的栅栏组织厚度（0.056 2 ～0.075 1 mm）和栅海比（1.394 ～1.477 mm）均显著高于普通型的栅栏组织厚度（0.049 3 ～0.059 8 mm）与栅海比（1.067 ～1.254 mm）。这与BaoyinChen 等[18]的研究结果一致：矮生型叶片栅栏组织较厚，由3 ～5 层细胞组成，而标准型的栅栏组织较薄，由2 ～3 层细胞组成。栅栏组织占比越大，则光合作用越强，积累的有机物就越多，有利于矮化果树的丰产。测定结果表明，GB-21-2、GB-21-3 叶片的栅栏组织厚度分别为0.128 9、0.144 0 mm，均大于YF3 的（0.115 9 mm）；GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的海绵组织厚度分别为0.091 9、0.091 2、0.106 2 mm，均小于YF3 的（0.117 2 mm）。这组测定数据表明，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 均表现出了矮化特征。秦立者等[19]研究发现，不同矮化程度的砧木叶片栅海比的大小顺序为极矮化（1.55）＞半矮化（1.43）＞矮化（1.28）＞非矮化（1.05）。本研究测得的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的栅海比分别为1.21、1.44、1.37，均大于YF3 的（0.99）， 说 明GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 表现出了疑似矮化或半矮化特征。

3.3 不同砧木枝条电阻的比较

有关研究结果表明，枝条电阻与砧木矮化有关。赵英等[20]研究了杧果枝条电阻率与生长势的关系，结果发现，树体越高则枝条电阻率越高，树体越矮化则枝条电阻率越低，电阻率与生长势具有显著的线性相关关系（R2=0.878 2）。成明昊等[6]在对苹果枝条电阻与其树体生长势间相关性的分析中发现，枝条电阻和生长势之间的确呈显著正相关。本研究测得的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3、YF3 的枝条粗度分别为5.68、5.75、5.83、5.76 mm，四者间无显著性差异，在此条件下测得的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的枝条电阻分别为5.80、5.57、5.20 MΩ，均极显著小于YF3 的（7.98 MΩ），单从测定值来看，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 似乎都表现出了矮化特征。但是，所测电阻值的单位与成明昊等[6]的研究数据有两个数量级的差异，也许因为所用测定方法有所改动，大大减小了与枝条中电解质液的接触面积，故测得的电阻率增大；其次，枝条粗度偏小也是导致其电阻率偏大的原因之一。

3.4 不同砧木叶片水势的比较

有关研究结果表明，叶片水势与树体矮化有关。王中英等[21]对苹果矮化砧和乔化砧的叶片水势的测定结果表明，就其水势而言，乔砧红星树（-1.60 MPa）＞M7 中间砧（-1.64 MPa）＞M9中间砧（-1.86 MPa）；他们认为，低水势是树体矮化的标志之一，水势越低，砧木致矮趋势越明显。韩晓毓等[22]对苹果树的研究结果也表明，不同砧木的叶片、枝条水势大致相同，均表现为乔砧的高于矮砧的。本研究测得的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的叶片水势，除4月28日外其余日期的测定值均小于YF3 的，如7月12日测得的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的叶片水势分别为-2.27、-2.27、-2.14 Mpa，均明显小于YF3 的（-1.64 Mpa），这一结果说明，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 或许具有矮化特征。

3.5 不同砧木叶绿素含量的比较

目前叶绿素含量的测定方法主要有传统的分光光度法和SPAD 叶绿素仪法，但是，前者测得的是绝对含量值，后者测得的是相对含量值[23]。SPAD-502 可在田间快速无损地测量植物单位叶面积的叶绿素相对含量（SPAD 值），简便、准确、快速的特点使之得到广泛的应用。有关研究结果表明，植被叶片的SPAD 值与叶绿素呈正相关，SPAD 值可间接反映叶片的叶绿素含量[24]。

而针对矮化问题的研究，目前大多只涉及到叶绿素绝对含量。胡利明等[25]发现，矮化性较强的枳砧温州蜜柑的叶绿素含量（2.54 mg·g-1）比Troyer 枳橙（2.26 mg·g-1）的更高，枳砧温州蜜柑表现出更强的光合性能。罗静等[26]研究发现，M9和M26 矮化中间砧均可显著提高苹果苗的叶绿素含量，测得的叶绿素含量，M26（7.12 mg·g-1）＞M9（6.93 mg·g-1）＞乔砧（6.47 mg·g-1）。刘伟等[17]对柱型苹果突变体叶片解剖结构进行观察，结果发现，柱型苹果的叶绿素相对含量(53.2 ～62.8)明显大于普通型苹果的(48.1 ～57.8)。而本研究采用SPAD 叶绿素仪检测法测得的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的叶绿素相对含量，5月23日之后的测定值，均极显著高于YF3 的，如9月25日测得的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的叶绿素相对含量最高，分别为74.75、77.13、75.19，均极显著高于YF3 的（67.71）。这或许能间接反映叶绿素绝对含量与前人研究数据的关系，至于这一数据是否就能说明GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 具有矮化特性，还需进一步验证。

3.6 不同砧木叶片酶活性的比较

与树体矮化相关的酶包括POD、SOD 和CAT。李海燕等[10]在对‘华红’苹果幼树叶片酶活性的研究中得出，POD 活性越高，树体生长势越弱。唐秀芝等[27]对苹果的研究结果也证明了这一结论。但是，李文斌等[28]和吕斌等[29]在对柑橘的研究中发现，树体生长势与叶片POD 活性呈显著正相关，叶片POD 活性的强弱顺序为：半矮化砧＞矮化砧，乔砧＞矮化砧。他们认为，其原因可能是，酶活性测定方法或砧木类型不同。测定结果表明，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的叶片POD 活性，7月12日、8月6日、8月31日的测定值均极显著低于YF3 的，如8月31日测得的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的叶片POD 活性分别为208.60、217.00、180.40 U·min-1·g-1，均极显著低于YF3 的（333.00 U·min-1·g-1）。至于这一测定结果能否说明GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的确具有矮化特征，也需进一步探讨。

许多研究者的研究结果[30-32]都表明，SOD 和CAT 活性与树体矮化均呈正相关，SOD 和CAT 活性均可作为矮化预选标准，如3 个不同类型桃的叶片SOD 活性的强弱顺序为普通型＜短枝型＜极矮化型，而其CAT 活性的强弱顺序为普通型＜短枝型＜极矮化型。这是因为，细胞中的羟基和活性基具有扩张细胞的作用，矮化植株可能通过高水平的 SOD、CAT 清除自由基、限制细胞的伸长、促进木质化，从而控制树体的长势。测定结果表明，在所有观测日期测得的叶片SOD 活性，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的均高于YF3 的；而其CAT活性，在6月17日之后均高于YF3 的，如8月31日测得的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的叶片SOD 活性分别为15.35、18.15、16.42 U·min-1·g-1，均极显著高于YF3 的（5.22 U·min-1·g-1）；8月6日测得的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的叶片CAT 活性分别为26.8、28.4、29.6 U·min-1·g-1，均极显著高于YF3 的（18.8 U·min-1·g-1）。从这一测定结果来看，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 均表现出了疑似矮化特征。

但是，植株矮化受多种因素的影响，包括基因和环境的共同影响，同时供试材料个体间的差异、测定方法的不同等因素对其矮化性的研究结果均有不同程度的影响。本研究重点关注了新疆野苹果GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 在形态及生理方面与乔化植株的不同表现，为了进一步综合评价新疆野苹果GB-21 的矮化性，后续研究可从分子水平确认其矮化性。

4 结 论

在对新疆野苹果矮化性状形态学、生理指标的研究中发现，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 的枝条节间短、枝皮率高，其叶片小而厚、栅栏组织较海绵组织发达，并且枝条电阻率、水势均较低，而其叶片CAT、SOD 活性均较高，除叶片厚度、水势等个别指标外，其余指标与对照乔木YF3 间均能达到极显著性差异，综合各指标测定值和前人的研究数据分析认为，GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3 极有可能具有矮化特征。