濮 丹，張靜亞，雷 蕾，尚慶茂，董春娟

(中國農業(yè)科學院蔬菜花卉研究所，農業(yè)農村部園藝作物生物學與種質創(chuàng)制重點實驗室，北京 100081)

黃瓜(CucumissativusL.)是世界上最主要的蔬菜種類之一，也是中國種植面積最大、產量最高的果菜類蔬菜之一。聯(lián)合國糧食及農業(yè)組織(FAO)數(shù)據(jù)顯示，2020年中國黃瓜種植面積126.04萬hm2，產量7 283.30萬t，分別占全世界的56.61%和79.81%，面積和產量均位居世界第一。嫁接在黃瓜栽培生產中已廣泛應用，選擇合適的南瓜砧木進行嫁接，可以有效克服土壤連作障礙、增強黃瓜嫁接苗的耐逆性和抗病性、提高果實產量和品質[1-2]。國內外常用的黃瓜嫁接方法包括靠接法、插接法和單子葉貼接法等[3-4]。采用單子葉貼接法進行嫁接時，用刀片沿一定角度切去砧木一個子葉和生長點，接穗在子葉下方約1 cm處以相同角度斜切下胚軸，之后將砧木和接穗沿切面緊貼對齊，用嫁接夾固定[3]。單子葉貼接法因操作工序簡單，對幼苗標準化程度要求低，更利于機械化嫁接操作，且嫁接成活后萌蘗少，在黃瓜嫁接中已廣泛推廣應用[5]。

黃瓜和南瓜均屬于雙子葉植物，子葉對其生長具有重要作用。隨著生長發(fā)育，子葉從單純的貯存器官轉變?yōu)橛酌缟L初期最主要的光合器官，子葉中貯存的以及光合產生的碳水化合物是植物早期生長所需的主要能量來源[6]。在黃瓜中，將5 d齡幼苗的1片子葉去除，幼苗干質量減少50%以上，而將2片子葉全部去除，幼苗干質量將減少約70%[7-9]。在單子葉貼接中往往會保留一片砧木子葉，從而為嫁接接合部提供激素和能量物質，促進細胞分裂形成愈傷組織，進而促進嫁接愈合和嫁接苗生長[10-11]。然而，近年來穴盤育苗已成為黃瓜育苗的主要方式。南瓜砧木子葉較大，而穴盤育苗空間有限，在育苗時常會導致砧木子葉相互遮擋、堆疊，影響葉片光合效率，并易引發(fā)葉部病害，因此生產中多采用將砧木子葉部分剪除以減少不利影響[12]，但是砧木子葉的去留如何影響黃瓜嫁接苗生長，目前仍鮮見報道。

糖在黃瓜嫁接愈合和嫁接苗生長發(fā)育過程中十分關鍵[10-11]。淀粉是葉片中糖的主要貯存形式[13]。淀粉合成是通過一系列酶促反應，把淀粉合成的前體物質ADP-葡萄糖(ADP-glucose，ADPG)轉變?yōu)榈矸鄣倪^程，ADPG焦磷酸化酶(ADP glucose pyrophosphorylase，AGPase)、顆粒結合態(tài)淀粉合成酶(granule bound starch synthase，GBSS)、淀粉合成酶(starch synthase，SS)、淀粉分支酶(starch branching enzyme，SBE)和淀粉去分支酶(debranching enzyme，DBE)是淀粉合成過程的關鍵酶，其中AGPase負責合成前體物質ADPG，GBSS參與直鏈淀粉合成，SS、SBE和DBE參與支鏈淀粉的合成[14-17]。淀粉還可在β-淀粉酶(β-Amylase，β-AL)等酶的作用下水解形成麥芽糖，并運輸?shù)郊毎|，為植物生長提供碳源[18]。在單子葉貼接的嫁接苗中，砧木子葉是重要的貯存性器官，淀粉作為其中糖的主要貯存形式，其代謝如何變化，對嫁接苗生長如何影響，目前尚無相關報道。本研究測定了黃瓜單子葉貼接嫁接苗砧木子葉的形態(tài)指標和淀粉代謝變化，分析了嫁接后去除砧木子葉對黃瓜嫁接苗生長的影響，明確了砧木子葉淀粉代謝在黃瓜嫁接苗生長中的作用，為黃瓜嫁接苗的壯苗培育提供科學依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試黃瓜品種‘中農18號’購自中蔬種業(yè)(北京)有限公司，南瓜品種‘京欣砧5號’購自京研益農(北京)種業(yè)科技有限公司。播種用平盤規(guī)格為540 mm×270 mm×60 mm(長×寬×高)，購自臺州隆基塑業(yè)有限公司；育苗營養(yǎng)缽上口徑70 mm，下口徑50 mm，高55 mm，購自北京順莉科技有限公司。蛭石和珍珠巖為園藝級，粒徑3～5 mm，購自河北靈壽縣騰達礦產品加工廠；石英砂為20～40目，購自青島綠生生物科技有限公司。

1.2 幼苗培養(yǎng)與嫁接

試驗所需幼苗在中國農業(yè)科學院蔬菜花卉研究所南區(qū)玻璃溫室中進行培養(yǎng)。選取飽滿一致的黃瓜和南瓜種子，5% NaClO消毒10 min，蒸餾水充分沖洗后，置于30 ℃恒溫箱中催芽。待種子露白后，挑選萌發(fā)一致的種子，接穗種子播于裝有蛭石和珍珠巖(1∶1，V/V)混合基質的育苗平盤中，每盤播種約150粒；砧木種子播于裝有蛭石和石英砂(5∶1，V/V)混合基質的育苗營養(yǎng)缽中，每缽1粒，播種后覆蓋1.5 cm厚的蛭石，充分澆水至平盤或營養(yǎng)缽底部排水孔有水滴出現(xiàn)。待接穗幼苗長至子葉平展、砧木幼苗長至第一片真葉露心時，進行嫁接。

嫁接試驗設置2個砧穗組合，分別為黃瓜/南瓜(C/P)和南瓜/南瓜(P/P)，以不嫁接的南瓜自根苗(P)和去除一片子葉的南瓜苗(-/P)為對照。采用單子葉貼接法進行嫁接。選取長勢整齊一致的幼苗，將砧木幼苗軸向30°切去生長點及一片子葉，接穗在子葉下方1 cm處以相同角度斜切，切面長約0.5 cm，將兩切面緊貼對齊，用嫁接夾固定。嫁接后將幼苗立即移入人工氣候培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，愈合期環(huán)境設置參照趙加欣等進行分段設置[11]。嫁接后8 d(the 8 days after grafting，8 dag,下同)將幼苗移入玻璃溫室自然溫光條件下培養(yǎng)至25 dag。幼苗培養(yǎng)過程用1/2 Hoagland營養(yǎng)液進行灌溉。每處理3次重復，每重復至少100株嫁接苗。

為了分析砧木子葉去留對嫁接苗生長發(fā)育的影響，分別于0、1、3、5、7、10、13、18 dag上午10:00去除C/P和P/P嫁接苗的砧木子葉，嫁接苗繼續(xù)培養(yǎng)至25 dag，培養(yǎng)條件同上，以不去除砧木子葉的C/P和P/P嫁接苗為對照。

1.3 嫁接苗生長指標測定

1.3.1 砧木子葉面積和鮮質量分別于0、1、3、5、7、10、13、18、25 dag下午14：00取砧木子葉，稱量、記錄子葉鮮質量，對子葉進行掃描，采用萬深LA-S植物圖像分析軟件計算子葉面積。每處理3次生物學重復，每重復12株。

1.3.2 接穗和砧木生長指標于25 dag選取嫁接苗，分為接穗和砧木兩個部分，參照褚群等[11]的方法，分別測定接穗部分鮮質量、干質量、葉片面積，以及根系鮮質量和干質量。每處理3次生物學重復，每重復12株。

1.4 根系活力測定

根系活力采用氯化三苯基四氮唑(TTC)還原法測定[19]。將幼苗根系清洗并吸干水分后放入含有5 mL 0.4% TTC、5 mL磷酸鹽緩沖液(0.06 mol·L-1，pH 7.0)混合溶液中，使根系完全浸沒，37 ℃黑暗孵育1.5 h后，加入2 mL硫酸溶液(1 mol·L-1)終止反應，將根系清洗后在無水乙醇中充分浸提3 h，浸提液于波長490 nm下比色，測定三苯基甲臜(TTF)含量，以單位時間內還原產生的TTF量表示根系活力(mg·g-1·h-1)。每處理3次生物學重復，每重復12株。

1.5 砧木子葉淀粉和可溶性糖含量測定

砧木子葉中淀粉采用酸水解法提取，淀粉含量測定采用蒽酮-硫酸法[11]。根系中可溶性糖含量采用蒽酮-硫酸法測定[11]。每處理3次生物學重復，每重復12株。

1.6 砧木子葉淀粉代謝相關酶的提取和活性測定

選取0、3、7、10、25 dag的砧木子葉凍存樣品，用于淀粉合成酶(starch synthase，SS)、淀粉分支酶(starch branching enzyme，SBE)和β-淀粉水解酶(β-amylase，β-AL)的活性測定。SS的活性采用可溶性淀粉合成酶(SSS)活性檢測試劑盒(索萊寶)進行測定，以每克樣品在反應體系中每分鐘催化產生1 nmol NADPH定義為1個酶活性單位(U·g-1)；SBE的活性采用淀粉分支酶檢測試劑盒(索萊寶)進行測定，以波長660 nm的吸光度下降百分率表示，每克樣品在反應體系中每降低1% 碘藍值為1個酶活性單位(U·g-1)；β-AL的活性采用β-水解酶活性檢測試劑盒(索萊寶)進行測定，以每克樣品在反應體系中每分鐘催化產生1 mg還原糖為1個酶活力單位(U·g-1)。每處理3次生物學重復，每重復12株。

1.7 根系RNA提取和基因表達水平測定

根系總RNA采用EasyPure Plant RNA Kit(全式金，北京)試劑盒提取，用1% 瓊脂糖凝膠電泳檢測RNA完整性，用Nano Drop One(Thermo Scientific，USA)測定RNA濃度。采用TransScript?All-in-One First-Strand cDNA Synthesis SuperMix for qPCR(One-Step gDNA Removal)試劑盒(全式金，北京)進行反轉錄和cDNA第一鏈合成。所得cDNA用于Real-time PCR定量分析，試劑盒為Transstart?Top Green qPCR Kit(全式金，北京)，儀器為LightCycler?96實時熒光定量PCR儀(Roche，瑞典)。

Real-time PCR反應體系(15 μL)為：cDNA模板0.8 μL，TransStart?Top Green qPCR SuperMix 7.5 μL，基因上、下游引物(10 μmol·L-1)各0.3 μL，ddH2O 6.1 μL。反應程序設置為：95 ℃ 180 s；95 ℃ 5 s，54 ℃ 10 s，72 ℃ 10 s，共50個循環(huán)。以南瓜持家基因CmoActin作為Real-time PCR的內參基因[20]，基因相對表達水平采用2-ΔΔCt法計算[21]，設定目標基因在0 dag的表達水平為1.0。待測目的基因及內參基因特異性擴增引物序列見表1。每個樣品3次重復，每次重復15株幼苗。

表1 Real-time PCR所用引物序列

1.8 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

試驗結果采用3次獨立生物學重復的平均值±標準差(mean±SD)表示，采用Microsoft Excel 2019 軟件處理數(shù)據(jù)并作圖，采用SPS 26 軟件最小差異法進行顯著性差異分析(α= 0.05)。

2 結果與分析

2.1 C/P和P/P嫁接苗砧木子葉生長動態(tài)

圖1，A、B顯示，相較于南瓜自根苗P，單子葉貼接的黃瓜/南瓜嫁接苗(C/P)和南瓜/南瓜嫁接苗(P/P)中砧木子葉的面積和鮮質量均顯著增加，且C/P嫁接苗的增加量顯著高于P/P；在嫁接后25 d，C/P砧木子葉的鮮質量和面積分別是P/P的1.29倍和1.12倍；去除一片子葉的南瓜幼苗(-/P)的子葉面積和鮮質量均增加，且增加量顯著高于C/P和P/P嫁接苗。

同時，圖1，C、D進一步比較了砧木子葉在嫁接后不同時期鮮質量和面積的凈增長量。其中，C/P砧木子葉的鮮質量主要在嫁接愈合期1～7 dag顯著增長，占總增長量的73.70%，此外其在10～18 dag期間也有增長；P/P砧木子葉的鮮質量在嫁接愈合期0～1 dag的增長占總增長量的49.08%；而-/P幼苗的子葉除在0～3 dag期間顯著增長外，在生長后期(10～25 dag)還有一個更大幅度的增長；P幼苗的子葉則僅在0～1 dag時快速增長(圖1，C)。各砧木子葉面積的增長模式與其鮮質量增加模式略有差異，所有處理在0～1 dag時均有一個快速增大的過程(圖1，D)；此外，C/P嫁接苗的砧木子葉面積在1～7 dag、10～18 dag有顯著增大，P/P嫁接苗的砧木子葉面積僅在3～7 dag時顯著增大；-/P幼苗子葉面積有兩個增大期(1～7 dag、10～25 dag)，而P幼苗的子葉面積有一個增大期(1～3 dag)。

C/P. 黃瓜/南瓜嫁接苗；P/P. 南瓜/南瓜嫁接苗；-/P. 去除一片子葉和生長點的南瓜自根苗；P. 南瓜自根苗；dag. 嫁接后天數(shù)。同一處理內不同小寫字母表示生長不同時期間差異顯著(P < 0.05)；下同圖1 C/P和P/P嫁接苗砧木子葉的生長情況C/P. Cucumber/pumpkin grafted seedling；P/P. Pumpkin/pumpkin grafted seedling；-/P. Pumpkin seedling with one cotyledon and apical meristem removed；P. Intact pumpkin seedling. dag. Days after grafting. Different normal letters within each treatment indicate the significant differences among various times at 0.05 level (P < 0.05); The same as belowFig.1 Growth of rootstock cotyledon in C/P and P/P grafted seedlings

上述結果表明，在單子葉貼接后，各嫁接苗的砧木子葉均迅速生長，并以C/P嫁接苗砧木子葉的增長量高于P/P嫁接苗，且兩者增長時期分布也存在差異，C/P的砧木子葉在嫁接后的早期和后期均有增加，而P/P的砧木子葉僅在嫁接后早期有顯著增加。

2.2 C/P和P/P嫁接苗砧木子葉的淀粉含量變化

淀粉是葉片光合作用產物的主要貯存形式[22]。圖2顯示，C/P嫁接苗砧木子葉淀粉含量在1 dag和3 dag時下降，之后逐漸升高，至愈合期結束時(7 dag)是嫁接前(0 dag)的2.36倍，并在10 dag和13 dag時達到最高，之后隨著幼苗生長迅速降低。與C/P嫁接苗表現(xiàn)類似，P/P嫁接苗砧木子葉中淀粉含量在嫁接愈合期1～5 dag時顯著降低，并在7 dag和10 dag時達到最高，7 dag時較0 dag顯著升高約70%，之后隨著幼苗生長逐漸降低；P/P嫁接苗砧木子葉淀粉含量幾乎始終低于同期C/P嫁接苗。與嫁接苗不同，自根苗P和-/P的子葉淀粉含量隨著幼苗生長呈先升高后降低的趨勢，P幼苗子葉淀粉在10～13 dag時達到最高，而-/P幼苗子葉淀粉含量在18 dag時達到最高。

圖2 C/P和P/P嫁接苗砧木子葉中淀粉含量隨生長的變化Fig.2 Changes of starch content in cotyledons during growth of C/P and P/P grafted seedlings

2.3 C/P和P/P嫁接苗砧木子葉中淀粉代謝相關酶的活性變化

首先，C/P嫁接苗砧木子葉中可溶性淀粉合成酶(SSS)的活性在0 dag時最高，之后逐漸降低，至7 dag時達到最低，在10 dag時有所升高，并于25 dag時再次降低；P/P嫁接苗砧木和-/P自根苗子葉中SSS活性變化規(guī)律與C/P類似，但在7 dag時SSS活性高于C/P；P自根苗子葉中SSS活性呈持續(xù)降低的趨勢，在25 dag時活性最低，只有0 dag時的15.13%(圖3，A)。

其次，C/P嫁接苗砧木子葉中淀粉分支酶(SBE)活性在3 dag時降低，并在7 dag時升高，至10 dag時達到最高，但在25 dag時再次明顯降低；P/P嫁接苗砧木子葉中SBE活性在3～7 dag時維持在較低水平，在10 dag時有所升高，但仍顯著低于同期C/P嫁接苗；-/P自根苗子葉中SBE活性在3～7 dag時逐漸降低，而在10～25 dag時逐漸升高；P自根苗子葉中SBE活性在0～10 dag時相對穩(wěn)定，但在25 dag時顯著降低，只有0 dag時的44.04%(圖3，B)。

另外，C/P和P/P嫁接苗砧木子葉的β-淀粉酶(β-AL)活性變化規(guī)律相似，均在3 dag時升高，并在7 dag時降低，在25 dag時活性最低，只有0 dag時的約53.86%；在10 dag時，C/P砧木子葉中β-AL活性有一個顯著升高的過程，且顯著高于同期P/P嫁接苗。-/P自根苗子葉中β-AL活性在3 dag時迅速降低，之后維持在27.11 U·g-1左右，而自根苗P子葉中β-AL活性在0～7 dag時比較穩(wěn)定，在10 dag時顯著降低(圖3，C)。

圖3 C/P和P/P嫁接苗砧木子葉中淀粉代謝相關酶活性變化Fig.3 Enzyme activities related to starch metabolism in the rootstock cotyledon of C/P and P/P grafted seedlings

2.4 去除砧木子葉對C/P和P/P嫁接苗生長以及根系活力和相關基因表達的影響

2.4.1 生長指標通過單子葉貼接的C/P和P/P嫁接苗，分別在嫁接后不同時間去除砧木子葉，進一步觀測砧木子葉去留對嫁接苗(25 dag)生長發(fā)育的影響。結果(表2)顯示，P/P嫁接苗接穗和根系的生長(生物量、總葉面積)受到砧木子葉去留的影響較小，而C/P嫁接苗生長受到嫁接后砧木子葉去留的影響較大，尤其是嫁接后早期去除砧木子葉顯著抑制嫁接苗接穗和根系生長，并以0 dag去除砧木子葉的抑制作用最強。其中，與對照(保留砧木子葉)相比，C/P嫁接苗接穗部分的鮮質量在0～3dag、干質量在0～5 dag、葉片總面積在0～13 dag均顯著降低，降幅分別為17.99%～21.08%、18.44%～23.15%、12.46%～36.57%，而其砧木部分的鮮質量在0～13 dag、干質量在0～5 dag均顯著降低，降幅分別為32.0%～42.0%、28.80%～39.16%。

2.4.2 根系活力及其可溶性糖含量嫁接后去除砧木子葉對各嫁接苗(25 dag)根系活力有不同的影響(圖4)。其中，各個時期去除砧木子葉對P/P嫁接苗的根系活力均無顯著影響，而對于C/P嫁接苗根系活力產生不同影響，且去除時間越早受到影響越嚴重。C/P嫁接苗根系活力以對照最高，在0～10 dag去除砧木子葉均會導致嫁接苗根系活力顯著降低，并以0 dag時去除子葉的影響最大(根系活力只有對照的30.64%)；在1～10 dag時去除砧木子葉根系活力降低了約45%；在13～18 dag時去除砧木子葉對根系活力的影響較小，根系活力降低不到10%。

不同小寫字母表示處理時間之間在0.05 水平差異顯著(P < 0.05);下同圖4 嫁接后去除砧木子葉對C/P和P/P嫁接苗根系活力的影響Different normal letters indicate the significant differences in different treatment times at 0.05 level (P < 0.05)；The same as belowFig.4 Effects of removing rootstock cotyledon on root vigor of C/P and P/P grafted seedlings

表2 嫁接后不同時間去除砧木子葉對C/P和P/P嫁接苗生長指標的影響

同時，嫁接后去除砧木子葉對嫁接苗根系可溶性糖含量也有相似的影響(圖5)。其中，各時期去除砧木子葉對P/P嫁接苗根系中可溶性糖含量均無顯著影響，而對于C/P嫁接苗根系可溶性糖含量產生不同影響，并在0～10 dag時去除砧木子葉均引起顯著降低，此時根系可溶性糖含量約為對照的66%左右，而在18 dag時去除砧木子葉根系可溶性糖含量與對照無顯著差異。

圖5 嫁接后去除砧木子葉對C/P和P/P嫁接苗根系可溶性糖含量的影響Fig.5 Effects of removing rootstock cotyledon on the soluble sugar content in roots of C/P and P/P grafted seedlings

2.4.3 根系CWIN和HXK基因表達水平比較去除砧木子葉嫁接苗根系CWIN和HXK基因表達水平(圖6)發(fā)現(xiàn)，P/P嫁接苗根中CmoCWIN1、CmoCWIN6和CmoHXK2基因表達水平在去除砧木子葉后均未受到顯著影響，僅嫁接苗根系CmoHXK1的表達水平在3 dag去除砧木子葉處理中略有降低；而C/P嫁接苗根中CmoCWIN1、CmoCWIN6、CmoHXK1和CmoHXK2基因的表達水平在嫁接后各時期去除砧木子葉后均不同程度降低，并均以0 dag時去除砧木子葉處理的表達水平最低，分別比對照顯著降低52.35%、46.51%、23.76%和46.50%。以上結果說明在C/P中和去除砧木子葉引起嫁接苗根系中糖代謝水平降低，導致根系活力降低。

圖6 嫁接后去除砧木子葉對C/P和P/P嫁接苗根系CWIN和HXK基因表達水平的影響Fig.6 Effects of removing rootstock cotyledon on CWIN and HXK genes expression in roots of C/P and P/P grafted seedlings

3 討 論

黃瓜是重要的蔬菜作物，嫁接可以有效克服土壤連作障礙、增強抗逆性和抗病性，提高產量和品質[23-26]。單子葉貼接因其嫁接成活率高、便于機械化操作等優(yōu)點，是黃瓜嫁接的主要方法之一[4]。嫁接砧穗間互作是當前的研究熱點，包括砧木對地上部接穗的影響以及接穗對砧木的反饋調控[11, 27-28]。砧木子葉作為嫁接苗早期生長最主要的源器官，目前對其生長發(fā)育動態(tài)及其對接穗和根系生長的影響仍缺乏了解。

本研究發(fā)現(xiàn)，-/P自根苗以及C/P和P/P嫁接苗中，砧木子葉的面積和鮮質量迅速增大，且子葉增加量表現(xiàn)為-/P > C/P > P/P > P。黃瓜和南瓜均為雙子葉植物，子葉是早期幼苗進行光合作用的主要場所，較大的葉表面積可以最大限度地接受光照、增加光合效率[29]，去除其中一片子葉，植物為提高源器官的強度，勢必會引起另一片子葉顯著增大，這與Mayoral等[30]的報道一致。在本研究中，對于不同砧穗組合的幼苗砧木子葉增大的時期不同。對于南瓜自根苗P，子葉在0～1 dag時期明顯增大，表明南瓜幼苗子葉在此時(即出苗后5～6 d)生長基本完成；對于自根苗-/P，子葉在早期(0～7 dag)和后期(10～25 dag)都有顯著增大；嫁接苗P/P砧木子葉隨時間的增長模式與P自根苗相似，而C/P嫁接苗砧木子葉的增長模式則介于P/P和-/P之間，這可能與異源嫁接苗的愈合速率慢于自體嫁接苗有關[31]。這些結果表明，單子葉貼接后，嫁接苗砧木子葉顯著增長，且增長幅度與時期因接穗不同而異。

淀粉作為植物中碳水化合物的一種主要貯存形式，在調節(jié)植物源-庫關系中起重要作用[13]。本研究中C/P和P/P嫁接苗砧木子葉中淀粉含量在嫁接愈合期(1～7 dag)顯著降低。在嫁接愈合初期，砧穗間尚未連通，砧木子葉是嫁接苗最主要的源器官，子葉中淀粉水解可為嫁接愈合提供所需的能量[10]。砧木子葉中淀粉的減少與淀粉合成酶SSS和SBE活性降低、淀粉水解酶β-AL活性升高一致。SSS和SBE協(xié)同負責淀粉的合成[32]。嫁接愈合期弱光、高濕的環(huán)境引起SSS和SBE活性顯著降低，這與已有研究報道一致。在木薯、大豆等植物中，遮蔭和弱光處理可顯著抑制葉片中SS、SBE等淀粉合成相關基因的表達和酶活性[33-35]。β-AL負責從淀粉分子的非還原性末端依次切割α-1,4-糖苷鍵，產生β-麥芽糖，是植物葉片中淀粉水解的關鍵酶[36]。水分脅迫可促進黃瓜子葉中β-AL活性升高，增加子葉中蔗糖含量，蔗糖作為滲透調節(jié)物質，保護子葉細胞免受脅迫傷害[37]。β-AL的基因表達和酶活性也受糖信號誘導。對擬南芥蓮葉片施加蔗糖、葡萄糖或果糖后，β-AL基因表達和活性都有顯著升高[38]。在嫁接愈合期，切削引起砧木子葉失水導致β-AL活性升高，而嫁接愈合的高能量需求引起蔗糖、葡萄糖等升高，進一步促進了β-AL基因表達和活性升高。

隨著嫁接傷口逐漸愈合，能量需求降低，且維管束逐漸連通，接穗葉片補充成為新的源器官，砧木子葉中的光合產物以淀粉形式逐漸積累，淀粉含量迅速升高，且C/P砧木子葉淀粉含量顯著高于P/P。嫁接愈合期結束后，接穗葉片逐漸成為主要的源器官，接穗新葉和根系是嫁接苗的主要庫器官，由于C/P嫁接苗接穗和根系的生長(即庫的強度)均弱于P/P嫁接苗，C/P砧木子葉中更多的光合產物用于合成淀粉，并貯存在子葉中。與此相一致，砧木子葉中SSS和SBE活性升高，且C/P砧木子葉中SBE活性顯著高于P/P。之后嫁接苗快速生長，砧木子葉中貯存的淀粉逐漸水解，供接穗和根系生長所需。綜合上述結果，在黃瓜單子葉貼接苗中，砧木子葉可作為一個貯存器官，在嫁接愈合期子葉淀粉水解為接口愈合提供能量，在愈合期結束后及幼苗生長早期，子葉中多余的光合產物以淀粉形式儲存起來，并在幼苗生長后期水解，為嫁接苗接穗和根系的快速生長提供碳源。

為驗證上述結論，進一步分析了嫁接后不同時期去除砧木子葉對嫁接苗生長的影響。研究發(fā)現(xiàn)，嫁接后去除砧木子葉對P/P嫁接苗的生長和根系活力無顯著影響，而對于C/P嫁接苗在13 dag之前去除砧木子葉均可顯著抑制嫁接苗生長和根系活力，并以0 dag時去除砧木子葉的抑制作用最強。分析其原因，去除砧木子葉后導致子葉中貯存的淀粉無法為C/P嫁接苗接穗和根系生長提供碳源，生長受到顯著抑制，而在生長后期砧木子葉的淀粉已經基本被水解利用，因此去除子葉對生長的抑制作用消失。與此結果一致，去除砧木子葉引起C/P嫁接苗根系可溶性糖含量以及CmoCWIN1、CmoCWIN6、CmoHXK1和CmoHXK2等基因的表達水平降低。在嫁接后早期去除砧木子葉對生長的抑制效果更加顯著，這是由于在早期嫁接苗需要消耗大量能量用于嫁接愈合[10, 39]，而去除砧木子葉需要消耗下胚軸等其他部位的碳源，進一步導致供應接穗和根系生長的碳源減少，抑制生長的效果加劇。對于P/P嫁接苗，砧木子葉大小和淀粉積累量均顯著低于C/P嫁接苗，砧木子葉中淀粉作為貯存性碳源的作用不顯著，且同源嫁接砧穗愈合更快，南瓜作為接穗，其葉片光合面積大，去除砧木子葉對嫁接苗生長的影響不顯著。

綜上所述，C/P單子葉貼接苗的砧木子葉可作為重要的緩沖器官，在嫁接后早期將光合作用產物以淀粉形式貯存起來，并在后期逐漸水解成葡萄糖等單糖，為嫁接苗接穗和根系的快速生長提供碳源，在嫁接后早期去除砧木子葉在一定程度上會抑制嫁接苗的生長。但是C/P嫁接苗的砧木子葉中為何會積累更多的淀粉？受哪些信號調控？這些信號在接穗和砧木間如何傳遞？這些問題將是下一步研究的重點。