王 鐵，黃勝佳，楊友婷，譚麗平，邱 霞，董甜甜，黎思辰，孫國超，熊 博，王 均，汪志輝，，*

(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，四川 成都 611130； 2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 果蔬研究所，四川 成都 611130)

中間砧是位于接穗與基砧之間的一段特殊砧木[1]，常出現(xiàn)在高接換種的園區(qū)。柑橘(Citrus)為蕓香科(Rutaceae)柑橘亞科(Subfamily auranttioideae)植物[2]，迄今為止，種植范圍已經(jīng)遍布世界140多個(gè)國家和地區(qū)，是世界第一大水果[3]。四川地區(qū)四面環(huán)山，冬無嚴(yán)寒，春季回溫較慢，是晚熟柑橘產(chǎn)業(yè)的最優(yōu)產(chǎn)區(qū)。但近年來，柑橘品種更新較快，產(chǎn)業(yè)中已經(jīng)存在一級或多級中間砧的現(xiàn)象，部分砧穗組合后出現(xiàn)樹體長勢較慢，葉片黃化、枯死，果實(shí)品質(zhì)不佳等現(xiàn)象，這已經(jīng)成為該區(qū)柑橘產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要限制因子。因此，篩選適宜的砧穗組合對柑橘產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

目前，國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，不同砧穗組合對接穗的影響不同。Reig等[4]研究發(fā)現(xiàn)，不同砧穗組合對李的嫁接親和性影響不同，且親和性主要取決于接穗品種。王紅平等[5]研究表明，砧穗組合影響接穗的生長和發(fā)育，可能是通過提高輸導(dǎo)組織對水分和養(yǎng)分的運(yùn)輸能力來實(shí)現(xiàn)的；而Liu等[6]研究發(fā)現(xiàn)，影響接穗生長特性差異的原因跟內(nèi)源激素水平和多種調(diào)控基因的表達(dá)息息相關(guān)。趙通等[7]研究發(fā)現(xiàn)，在不同砧穗組合當(dāng)中，當(dāng)嫁接苗的生長量較大時(shí)，其凈光合速率(Pn)、最大熒光(Fm)、PSⅡ最大光能轉(zhuǎn)化率(Fv/Fm)均顯著較高。周開兵等[8]研究了2種不同中間砧對紐荷爾臍橙樹體特征和營養(yǎng)特性的影響，發(fā)現(xiàn)樹體生長勢、新梢生長量和葉綠素a/b(Chl a/b)的值存在差異，而葉片的單葉光合潛力差異不明顯。此外，前人還在甜柿[9]、梨[10]、蘋果[11]上也發(fā)現(xiàn)了砧穗組合不同，嫁接親和性、生長特性和光合特性差異明顯的現(xiàn)象。

媛小春是通過有性雜交獲得的優(yōu)新柑橘品種，口感酸甜，有清香味，具有很好的市場推廣價(jià)值[12]。目前，不同砧穗組合的研究大多集中在基砧與接穗上，而對中間砧的研究相對較少，更缺乏不同中間砧對媛小春柑橘品種的對比研究和報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)采用不同中間砧嫁接同一品種，通過分析不同中間砧對接穗生長特性、光合色素含量和光合特性的影響，擬對比出不同砧穗組合之間的優(yōu)劣，以期為適宜中間砧的評價(jià)和篩選提供一定的借鑒。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)以枳殼為基砧的2年生溫州蜜柑、沃柑和冰糖橙嫁接苗各50株為試材，嫁接口粗度為0.6～0.8，枳殼基砧長度5 cm，各植株均無病蟲害且長勢基本一致。嫁接苗在2019年3月15日進(jìn)行統(tǒng)一定植，株行距為30 cm×30 cm，在定植30 d后用媛小春接穗進(jìn)行嫁接處理，中間砧長度均設(shè)置為10 cm；在嫁接60 d后，每個(gè)中間砧品種選取嫁接成活且長勢基本一致的30株作為試驗(yàn)對象，10株為一小區(qū)，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選擇6株作為生長指標(biāo)的測量對象，共設(shè)置3次重復(fù)，所有苗木管理按常規(guī)進(jìn)行。

1.2 嫁接成活率和生長指標(biāo)的測定

在嫁接30 d后統(tǒng)計(jì)所有嫁接苗的成活率，150 d后統(tǒng)計(jì)所有嫁接苗的保存率[13]；新梢長度和樹高用卷尺進(jìn)行測量，新梢粗度和中間砧粗度用游標(biāo)卡尺進(jìn)行測量。

1.3 葉綠素含量及比葉重的測定

每個(gè)小區(qū)隨機(jī)挑選3株，在每株新梢中上部環(huán)繞采集健康功能葉3片，采集后混勻進(jìn)行保存，每個(gè)小區(qū)為1個(gè)重復(fù)，每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù)。采摘后，用去離子水將表面洗凈，用剪刀去除主葉脈，剪碎用于葉綠素含量的測量。葉片光合色素含量的測定參考王學(xué)奎[14]的方法，葉片浸提質(zhì)量為1 g，丙酮∶乙醇(體積比1∶1)浸提液體積為20 mL，密封避光浸提24 h后過濾，取濾液測定其在663、645、470 nm處的吸光度，以乙醇和丙酮的混合液對照調(diào)零，計(jì)算葉綠素a(Chl a)，葉綠素b(Chl b)，類胡蘿卜素(Car)，葉綠素a+b(Chl a+b)，葉綠素a/b(Chl a/b)。比葉重(SLW)參考Jumrani等[15]的方法進(jìn)行。在每個(gè)小區(qū)3株植株新梢中上部隨機(jī)挑選成熟的健康功能葉5片，設(shè)置3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)的葉片用打孔器(直徑0.6 cm)在葉片最寬處離主脈兩側(cè)的中心位置打孔2次，將小圓片放在70 ℃烘箱中干燥72 h，記錄重量。

1.4 光合氣體交換參數(shù)和光響應(yīng)曲線的測定

光合氣體交換參數(shù)和光響應(yīng)曲線的測定在植株嫁接150 d后的晴朗天氣進(jìn)行，各處理重復(fù)測定3次。

光合氣體交換參數(shù)的測定：測定儀器為Li-COR 6400XTP型便攜式光合作用測量系統(tǒng)，測定時(shí)間為晴朗天氣的9:00—11:00，每個(gè)處理隨機(jī)選取生長良好、大小基本一致的健康植株各3株，選取植株南面新梢頂部第3～5片健康功能葉進(jìn)行測定[16]，測量條件參照趙通等[7]的方法進(jìn)行設(shè)置。測定參數(shù)主要包括凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、胞間CO2濃度(Ci)和氣孔導(dǎo)度(Gs)，并計(jì)算水分利用效率WUE(WUE=Pn/Tr)、氣孔限制值Ls(Ls=1-Ci/C，其中C為測量時(shí)空氣中CO2的濃度)[17]，瞬時(shí)光能利用率SUE(SUE=Pn/PAR)[18]和瞬時(shí)羧化速率CUE(CUE=Pn/Ci)[19]。

光響應(yīng)曲線的測定：光響應(yīng)曲線測定時(shí)間及儀器同光合氣體交換參數(shù)的測定，具體參照邱霞[20]的方法進(jìn)行測定，光響應(yīng)曲線采用LED紅藍(lán)光源控光測定，光強(qiáng)依次設(shè)定為2 000、1 800、1 500、1 200、1 000、800、600、400、200、100、50、30、0 μmol·m-2·s-1，每一梯度光強(qiáng)的適應(yīng)時(shí)間為200 s，樣品室CO2濃度設(shè)定為400 μmol·mol-1，光飽和點(diǎn)的最大光合速率(Amax)，光飽和點(diǎn)(LSP)、光補(bǔ)償點(diǎn)(LCP)以及表觀量子效率(AQE)參照Ye等[21]的方法進(jìn)行擬合。

1.5 葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測定

葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測定在光合氣體交換參數(shù)的測定之后進(jìn)行，儀器同1.4節(jié)，參照熊博等[22]的方法進(jìn)行，葉片暗處理時(shí)間為30 min。測定參數(shù)包括初始熒光Fo，最大熒光值Fm，計(jì)算PSⅡ最大光化學(xué)轉(zhuǎn)化效率Fv/Fm以及PSⅡ潛在活性Fv/Fo。

1.6 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 23.0和Microsoft Excel 2016對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、方差分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同中間砧對媛小春柑橘嫁接成活率與保存率的影響

由圖1可知，不同中間砧處理的媛小春成活率差異不顯著，但保存率差異明顯。中間砧為溫州蜜柑的處理成活率為88%，沃柑和冰糖橙為中間砧的處理成活率相同，為86%，三者之間差異不顯著。中間砧為冰糖橙和沃柑的處理保存率顯著較高，分別為69.77%和67.44%，溫州蜜柑顯著最低，為56.81%。結(jié)果表明，在本處理中，不同砧穗組合對保存率的影響較大。

2.2 不同中間砧對媛小春柑橘生長特性的影響

由圖2可知，不同中間砧處理的接穗新梢長度、新梢粗度、中間砧粗度和樹高均存在差異。中間砧為冰糖橙的處理新梢長度在嫁接60～150 d中一直顯著最長，溫州蜜柑、沃柑次之，3個(gè)處理的生長高峰期均在嫁接后60～120 d；新梢粗度與新梢長度變化趨勢基本一致，為冰糖橙>溫州蜜柑>沃柑；中間砧粗度則與新梢粗度變化趨勢不一致，表現(xiàn)為溫州蜜柑>沃柑>冰糖橙，由此說明，冰糖橙為中間砧處理的媛小春新梢粗度生長最快，而中間砧粗度生長最慢，二者大小的比值最??；3個(gè)中間砧的處理樹高在90～150 d差異不顯著，但在嫁接90～120 d中，沃柑為中間砧的處理長勢最快，表明不同中間砧對接穗的生長具有不同的影響，這可能與中間砧的品種特性有關(guān)。

不同處理間沒有相同字母表示差異顯著(P<0.05)。The bars of the same index with different letters showed significant difference (P<0.05).圖1 不同中間砧處理對媛小春柑橘嫁接親和性的影響Fig.1 The influence of different interstock treatment on the grafting affinity of Yuanxiaochun citrus

同一時(shí)間不同處理間沒有相同小寫字母表示差異顯著(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.圖2 不同中間砧處理對媛小春柑橘生長特性的影響Fig.2 Effects of different treatment of interstocks on citrus growth characteristics of Yuanxiaocun

2.3 不同中間砧對葉片葉綠素含量及比葉重的影響

成熟功能葉的葉綠素含量和比葉重對不同中間砧的響應(yīng)不同。由圖3可知，在嫁接60～150 d中，葉片Chl a的變化趨勢整體表現(xiàn)為先下降后上升，含量表現(xiàn)為沃柑>冰糖橙>溫州蜜柑；Chl b和Chl a+b的整體變化趨勢為先上升、下降、再上升的趨勢，含量均表現(xiàn)為沃柑>冰糖橙>溫州蜜柑；沃柑為中間砧的處理葉片Chl a/b的值最低，溫州蜜柑最高，冰糖橙次之，三者變化趨勢為先下降、上升、再下降的趨勢；Car的變化除嫁接90 d時(shí)沃柑為中間砧的處理升高外，其余處理變化趨勢與Chl a的變化趨勢一致；整體來看，沃柑為中間砧時(shí)，媛小春柑橘葉片的Chl a、Chl b、Chl a+b和Car含量較高，Chl a/b較低，表明該處理的植株具有較好的光合能力和較強(qiáng)的耐陰能力[23]；不同中間砧處理的葉片SLW變化趨勢為先上升后下降，其中沃柑為中間砧的處理下降時(shí)間較其他2個(gè)處理晚30 d左右。可見，沃柑為中間砧時(shí)較低的Chl a/b和SLW可能是該處理在嫁接90 d后生長較快的重要原因之一。

2.4 不同中間砧對葉片光合氣體交換參數(shù)和光響應(yīng)曲線的影響

不同中間砧處理對媛小春柑橘葉片光合作用參數(shù)的影響如表1所示。由表1可知，中間砧為冰糖橙時(shí)，葉片Pn、Gs、WUE、SUE和CUE均較高，Ls較低，表現(xiàn)為較強(qiáng)的光合能力；而中間砧為溫州蜜柑和沃柑的處理，Pn、Gs、WUE均較低，Ls較高，兩者葉片氣孔開張程度較小。

不同中間砧處理的媛小春光響應(yīng)曲線及擬合數(shù)據(jù)如圖4和表2所示。從圖4可知，當(dāng)光合有效輻射在0～800 μmol·m-2·s-1時(shí)，3個(gè)中間砧處理的凈光合速率均隨著光合有效輻射的升高呈快速上升趨勢，當(dāng)光合有效輻射大于800 μmol·m-2·s-1時(shí)，3個(gè)處理均陸續(xù)達(dá)到飽和，凈光合速率保持穩(wěn)定或有小幅下降趨勢。從表2進(jìn)一步可知，3個(gè)中間砧處理葉片的Amax大小為冰糖橙>溫州蜜柑>沃柑，表明在同等環(huán)境下，中間砧為冰糖橙的處理光合能力更強(qiáng)。LSP和LCP體現(xiàn)的是植物對強(qiáng)光和弱光的適應(yīng)和利用能力[24-26]，中間砧為溫州蜜柑的處理LSP最高，表明在這3個(gè)處理中，該處理適應(yīng)和利用強(qiáng)光的能力較好，中間砧為冰糖橙的處理LCP最低，表明其對弱光的適應(yīng)和利用能力較強(qiáng)。AQE表示的是光響應(yīng)曲線中弱光階段的曲線斜率，斜率越大，表明植物吸收和轉(zhuǎn)換光能的色素蛋白復(fù)合體可能越多，利用弱光的能力越強(qiáng)[27]。冰糖橙為中間砧處理的AQE最高，為0.023，顯著高于其他2個(gè)處理。

圖3 不同中間砧處理對媛小春柑橘葉片光合色素含量及比葉重的影響Fig.3 Effects of different interstocks treatments on photosynthetic pigment content and SLW in citrus leaves of Yuanxiaochun

表1 不同中間砧處理對媛小春柑橘葉片光合作用參數(shù)的影響

2.5 不同中間砧對葉片熒光參數(shù)的影響

不同中間砧處理對媛小春柑橘葉片熒光參數(shù)的影響如表3所示。Fo是PSⅡ反應(yīng)中心處于完全開放時(shí)的熒光產(chǎn)量，與PSⅡ反應(yīng)中心活性有關(guān)[28]；Fm是PSⅡ反應(yīng)中心處于完全關(guān)閉時(shí)的熒光產(chǎn)量，可以反映通過PSⅡ的電子傳遞情況；Fv/Fm表示植物葉片潛在的最大光化學(xué)效率；Fv/Fo表示PSⅡ的潛在活性。由表3可知，中間砧為沃柑的處理Fo和Fm均顯著高于其他2個(gè)處理，而Fv/Fo較低；以冰糖橙為中間砧的處理Fo較低，但是Fv/Fo顯著較高；3個(gè)處理間的Fv/Fm差異不顯著。結(jié)果表明，冰糖橙為中間砧時(shí)，光合系統(tǒng)的內(nèi)在特性較為穩(wěn)定，利于植物進(jìn)行光合作用。

圖4 不同中間砧處理對媛小春柑橘葉片光響應(yīng)曲線的影響Fig.4 Effects of different treatment of interstock on the light response curve of citrus leaves of Yuanxiaochun

表2 不同中間砧處理對媛小春柑橘葉片光響應(yīng)參數(shù)的影響

表3 不同中間砧處理對媛小春柑橘葉片熒光參數(shù)的影響

3 討論

利用中間砧進(jìn)行高接換種有利于老舊和低效果園品種的更新，且具有樹冠形成迅速和產(chǎn)量易恢復(fù)的特點(diǎn)[29]。根據(jù)本研究結(jié)果，溫州蜜柑、沃柑和冰糖橙中間砧對媛小春柑橘的嫁接親和性、生長和光合特性影響各不相同。

周開兵等[30]研究認(rèn)為，當(dāng)植物處于幼苗階段時(shí)，樹體的生長效應(yīng)可作為評價(jià)砧木優(yōu)劣的重要指標(biāo)，砧穗組合生長旺盛有利于樹體骨架的早期建立。嫁接親和性是影響砧穗組合生長的重要指標(biāo)，龔艷箐等[31]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)砧穗組合保存率較高時(shí)，則生長勢旺盛、抽梢能力強(qiáng)，利于樹體的建立。本研究發(fā)現(xiàn)，冰糖橙為中間砧的處理，保存率較高，生長較旺，這與前人在梨[10]、柚[31]上面的研究結(jié)果一致。此外，中間砧為溫州蜜柑的處理雖然成活率較高，但后期保存率卻顯著較低，存在較高的“假活”現(xiàn)象，目前，針對這一差異的內(nèi)在機(jī)理尚不明確，還有待進(jìn)一步研究。

葉綠素作為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強(qiáng)弱，是植物生存與發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)[32-34]；比葉重能反映植物的相對生長速率和對環(huán)境的適應(yīng)能力[35]。本研究發(fā)現(xiàn)，沃柑為中間砧時(shí)，生長較好，葉綠素含量較高，但Chla/b較低，表明，沃柑中間砧處理在密植的情況下，可能是通過合成大量的葉綠素，以增強(qiáng)自身捕獲光能的能力來維持養(yǎng)分的供應(yīng)[23]。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，SLW數(shù)值較低的植物具有較高的生長潛力和光合作用能力[36]，本研究中冰糖橙為中間砧的處理葉片SLW在嫁接后60～150 d隨時(shí)間變化的幅度較小，且各時(shí)期含量相對較低，說明該處理具有較好的環(huán)境適應(yīng)和生長潛力，這與馮小琴等[37]在楸樹上的研究結(jié)果一致。

光合作用是植物葉片通過對光能的吸收、轉(zhuǎn)化和利用，將光能轉(zhuǎn)化為可利用的化學(xué)能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)植物的生長，是植物生長發(fā)育的重要保障[38]。本研究發(fā)現(xiàn)，冰糖橙為中間砧嫁接的媛小春柑橘具有較高的Pn、Gs和較低的Ci和Ls，其可能的原因是該處理光合酶活性較高、羧化速率較強(qiáng)，高效利用了氣孔下腔的CO2，從而導(dǎo)致其在具有較高Gs的同時(shí)，Ci反而較低。本研究還發(fā)現(xiàn)，在光響應(yīng)曲線中，冰糖橙為中間砧的處理葉片Amax最高，這可能是該處理的LCP較低，能在密植的情況下有效的對弱光進(jìn)行利用。在正常條件下，絕大多數(shù)C3植物的Fv/Fm穩(wěn)定在0.80～0.85，本研究中，F(xiàn)v/Fm值在0.74～0.77，這與常毅洪等[39]、洪森榮等[40]研究結(jié)果類似，可能原因是由于植株栽培密度過高導(dǎo)致。沃柑為中間砧的處理Pn和LSP顯著較低，而Fo顯著最高，造成這一現(xiàn)象的原因可能是測量時(shí)外界光強(qiáng)過強(qiáng)，發(fā)生了光破壞，造成了PSⅡ反應(yīng)中心的破壞或失活導(dǎo)致[41-42]。

綜上所述，本實(shí)驗(yàn)綜合研究了不同中間砧對媛小春接穗生長和光合特性的影響，認(rèn)為以冰糖橙為中間砧時(shí)，接穗媛小春柑橘生長較快、對弱光適應(yīng)性較好且光合作用能力較強(qiáng)，表現(xiàn)較好。