韋曉娟 伍思宇 張幸 梁曉靜 藍(lán)金宣 楊卓穎
摘 要:本研究采用7 種不同山茶屬植物作為砧木,與4 種不同金花茶接穗,組成28 個(gè)組合,進(jìn)行砧穗組合篩選及嫁接親和力研究,開展嫁接成活率、保存率、嫁接苗生長(zhǎng)性狀等嫁接試驗(yàn)指標(biāo)測(cè)定分析,調(diào)查嫁接苗移栽18 個(gè)月后的生長(zhǎng)狀況,評(píng)價(jià)嫁接口砧、穗可溶性糖含量與嫁接親和性關(guān)系。結(jié)果表明:博白大果油茶與羅斯曼金花茶、中東金花茶接穗的嫁接成活率及存活率均達(dá)到90%以上,與普通金花茶接穗的嫁接成活率和存活率均達(dá)到80%以上,是嫁接親和力最好的砧木;茶花黑牡丹僅與羅斯曼金花茶的嫁接苗有6.67%的保存率,與其他3 種接穗保存率均為0,作為砧木親和力最差。中東金花茶和羅斯曼金花茶2 種接穗與不同砧木嫁接親和性較好,中東金花茶與廣寧紅花油茶、多毛金花茶、黑牡丹、博白大果油茶嫁接成活率均達(dá)到90%以上,羅斯曼金花茶與博白大果油茶、越南抱莖茶嫁接成活率達(dá)到90%以上,與廣寧紅花油茶、宛田紅花油茶嫁接成活率達(dá)到80%以上。嫁接親和力與砧穗的可溶性糖含量有關(guān),砧穗糖含量越接近,比值越接近1,嫁接成活率就越高。利用主成分分析法開展嫁接親和力綜合評(píng)價(jià),根據(jù)得分值篩選出5個(gè)優(yōu)良組合,分別為:博白大果油茶/中東金花茶、多毛金花茶/中東金花茶、越南抱莖茶/羅斯曼金花茶、博白大果油茶/羅斯曼金花茶、博白大果油茶/普通金花茶。
關(guān)鍵詞:金花茶;砧穗組合;嫁接;親和力;篩選
中圖分類號(hào):S571.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
金花茶(Camellia chrysantha)[1]是世界珍貴、稀有的觀賞植物和山茶黃色基因資源,具有極高的觀賞和產(chǎn)品加工價(jià)值,廣大山茶愛好者和科研工作者在苗木快繁方面進(jìn)行了大量研究。隨著金花茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,苗木繁育作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,其中嫁接繁殖已成為金花茶無性快繁最主要手段之一,然而,在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn),成活后的金花茶嫁接苗仍然有相當(dāng)一部分會(huì)出現(xiàn)生長(zhǎng)緩慢,生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、病蟲害現(xiàn)象明顯、投產(chǎn)晚等滯后現(xiàn)象,這就是常說的“嫁接不親和”
或者說是“后期不親和[2]”現(xiàn)象,因此,篩選出嫁接親和力[3]高的優(yōu)良砧穗組合繁育出高質(zhì)量的嫁接苗應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)栽培中,仍然是解決生長(zhǎng)緩慢、生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、提早投產(chǎn)等問題的最有效途徑之一。
嫁接親和力是指砧木和接穗在嫁接后能正常愈合、生長(zhǎng)和開花結(jié)果的能力[3],目前關(guān)于嫁接親和力的研究已形成普遍共識(shí),即“嫁接成活率高的砧穗組合一定是親和的,嫁接苗的田間生長(zhǎng)狀況(包括保存率、抽梢率、新梢長(zhǎng)、新梢粗等)均是反應(yīng)嫁接親和力的主要外部因子[2-11]”。而隨著研究的深入,各國學(xué)者對(duì)嫁接親和力的研究已逐漸擴(kuò)展至生物化學(xué)及生理學(xué)[9-14]等方面的探討,認(rèn)為親和力還主要取決于砧木與接穗雙方生理作用的相似程度,即二者必須有水分、養(yǎng)分及同化物、異化物質(zhì)的相似和量的相當(dāng),其嫁接親和力就越強(qiáng),其中石雪暉等[9]、楊瑞[10]、苗麗[11]開展對(duì)接穗與砧木葉片、嫁接口砧、穗部位糖含量研究發(fā)現(xiàn),嫁接成活率與砧、穗可溶性糖含量差值呈顯著負(fù)相關(guān),二者糖含量越接近,差值越小,比值越接近1,嫁接成活率就越高。
關(guān)于金花茶嫁接繁殖及砧木親和力試驗(yàn),相關(guān)科技人員已開展了一些前期研究,如馬錦林等[4]、包志毅等[7]、張乃燕等[8]的研究,但是他們所采用的砧木品種大多僅是普通油茶一種,或是采用普通油茶、香花油茶、博白大果油茶、宛田紅花油茶中的1~3 種,砧木品種類型單一而且未開展可溶性糖等生理指標(biāo)與嫁接親和相關(guān)性的研究,所獲得的研究結(jié)論缺乏全面性和系統(tǒng)性。本研究以7 種不同山茶屬植物為砧木,以中國和越南4 種有代表性的金花茶品種為接穗,開展不同砧穗組合嫁接試驗(yàn),砧木品種不僅采用了常用油茶物種博白大果油茶、陸川油茶、廣寧紅花油茶、宛田紅花油茶等,還啟用了茶花黑牡丹、越南抱莖茶、越南多毛金花茶等觀賞山茶砧木新類型,砧木類型豐富而全面。同時(shí),本研究采用的4 種金花茶接穗既有本地常見代表性品種(普通金花茶、中東金花茶),又有越南典型品種(羅斯曼金花茶、箱田金花茶),試驗(yàn)不僅進(jìn)行了嫁接成活率、保存率、生長(zhǎng)性狀等常規(guī)指標(biāo)的測(cè)定,還追蹤了嫁接苗移栽18 個(gè)月以后的生長(zhǎng)狀況,并開展了金花茶嫁接繁殖接口的砧、穗可溶性糖含量與嫁接成活率關(guān)系的研究,因此本研究開展的優(yōu)良砧穗組合篩選和嫁接親和力研究具有較高的代表性和系統(tǒng)性,為今后開展金花茶嫁接繁殖、優(yōu)良砧穗組合篩選及嫁接親和力鑒定提供理論參考。
1 材料與方法
1.1 材料
試驗(yàn)在廣西林業(yè)科學(xué)研究院油茶種質(zhì)資源庫山茶苗木培育基地進(jìn)行。所有參試的砧木品種及金花茶接穗均采自廣西林科院山茶繁殖圃。砧木為7 種不同山茶屬植物的扦插苗,基徑粗0.5~0.8 cm 之間,苗齡一致。接穗品種為4 種不同金花茶植物,采集金花茶母樹樹冠外圍中上部飽滿的一年生充分木質(zhì)化或半年生半木質(zhì)化枝條作為接穗。
1.2 方法
(1)2020 年5 月上旬,以7 種砧木與4 種金花茶接穗兩兩組合,共組成28 個(gè)砧穗嫁接組合(表1)。采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì),每個(gè)嫁接組合為一個(gè)處理,每處理30 株為一小區(qū),采用劈接法進(jìn)行嫁接,每個(gè)組合嫁接30 株,3 次重復(fù)。
(2)嫁接3 個(gè)月(2020 年8 月上旬)調(diào)查28個(gè)組合的嫁接成活率和保存率,按成活率、保存率2 項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到60%以上進(jìn)行優(yōu)良砧穗組合初選,同時(shí)對(duì)初選的嫁接苗開展抽梢率、新梢長(zhǎng)、新梢粗、葉片數(shù)量的調(diào)查,使用植物葉綠素含量試劑盒測(cè)定葉綠素a(Chla)、葉綠素b(Chlb)和總?cè)~綠素(Chl),從嫁接接點(diǎn)上方3 cm 的接穗部分和嫁接接點(diǎn)下方3 cm 的砧木部分分別采集樣品各2 g,分別使用葡萄糖、蔗糖含量試劑盒(均為蘇州科銘生物技術(shù)有限公司生產(chǎn))測(cè)定嫁接苗的葡萄糖、蔗糖含量,使用植物淀粉含量試劑盒(solarbio,BC0705)測(cè)定嫁接苗的淀粉含量。
(3)2020 年11 月底,將初選的嫁接苗移栽到袋口直徑18 cm、高20 cm 的無紡布育苗袋里,栽培基質(zhì)均為黃心土混10%的泥炭土及5%的鈣鎂磷肥,充分拌勻使用,每個(gè)組合各取30 株,擺放在離地約2.9 m 的遮蔭棚下,透光度50%~60%,進(jìn)行相同的日常管護(hù)。移栽18 個(gè)月后調(diào)查嫁接苗的株高、地徑、冠幅、葉片數(shù)量。
1.3 數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)采用Excel 2007 和SPSS 17.0 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理、方差分析、LSD 多重比較和主成分分析。對(duì)嫁接苗的成活率、保存率、抽梢率等12 個(gè)與嫁接親和力相關(guān)的指標(biāo)數(shù)據(jù)作標(biāo)準(zhǔn)化處理,進(jìn)行主成分分析、綜合評(píng)分及排序[15]。
2 結(jié)果與分析
2.1 28 個(gè)砧穗組合的嫁接成活率、保存率比較
由表1 可知,嫁接3 個(gè)月后,廣寧紅花油茶/中東金花茶、多毛金花茶/中東金花茶、黑牡丹/中東金花茶、博白大果油茶/羅斯曼金花茶、博白大果油茶/中東金花茶、越南抱莖茶/羅斯曼金花茶等6 個(gè)組合的嫁接成活率均超過90%,廣寧紅花油茶/羅斯曼金花茶、宛田紅花油茶/羅斯曼金花茶、博白大果油茶/普通金花茶等3 個(gè)組合的嫁接成活率分別達(dá)到80%、80%和86.67%,多毛金花茶/普通金花茶、多毛金花茶/羅斯曼金花茶、越南抱莖茶/中東金花茶、陸川油茶/箱田金花茶等4個(gè)組合的嫁接成活率在63%~75%之間,其他15個(gè)組合成活率較低,均在46.67%以下,其中黑牡丹/箱田金花茶嫁接成活率為零。
嫁接3 個(gè)月后,博白大果油茶/羅斯曼金花茶、博白大果油茶/中東金花茶2 個(gè)組合的保存率均超過90%,博白大果油茶/普通金花茶、越南抱莖茶/羅斯曼金花茶2 個(gè)組合的保存率分別達(dá)到83.33%和86.36%,多毛金花茶/普通金花茶、多毛金花茶/羅斯曼金花茶、多毛金花茶/中東金花茶、越南抱莖茶/中東金花茶、陸川油茶/箱田金花茶等5 個(gè)組合的保存率也分別達(dá)到60%~67.78%之間,其他19 個(gè)組合保存率均較低,均在46.57%以下,其中廣寧紅花油茶/普通金花茶、廣寧紅花油茶/羅斯曼金花茶等5 個(gè)組合保存率為零。
2.2 優(yōu)良組合初選
根據(jù)以上“1.2(1)”和“1.2(2)”試驗(yàn)設(shè)計(jì)及要求“成活率和保存率2 項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到60%以上”的初選標(biāo)準(zhǔn),初選出符合要求的組合9 個(gè),依次用序號(hào)1~9 表示(表2)。組合1、2、3、5成活率較高,均達(dá)90%以上,其次是組合4,成活率86.67%,組合1、2 保存率最高,均達(dá)90%以上,其次是組合3 和4,保存率分別達(dá)到了86.36%和83.33%。
2.3 初選9 個(gè)組合嫁接苗田間生長(zhǎng)情況
從表3 可看出,嫁接3 個(gè)月后,組合3 抽梢率最大,達(dá)到100%,其次是組合2、5、6、7、9抽梢率達(dá)80%以上。組合1、9 新梢長(zhǎng)和新梢粗較大,新梢長(zhǎng)分別為10.82 cm 和10.40 cm,新梢粗分別為3.01 mm、2.75 mm,二者無顯著性差異。
除組合8 外,其他組合葉片數(shù)量均無顯著差異。
綜合分析表明,組合1~3 各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)表現(xiàn)較好,而組合8 的抽梢率(30%)、新梢長(zhǎng)(1.54 cm)、新梢粗(1.34 mm)、葉片數(shù)量(1.20 片)均最小,各項(xiàng)田間生長(zhǎng)指標(biāo)均顯著低于其他組合。
移栽18 個(gè)月后,組合2 和組合5 的株高、地徑、冠幅和葉片數(shù)量較大,組合1~5 的株高均達(dá)40 cm 以上,地徑達(dá)8.0 mm 以上,冠幅達(dá)0.4 m以上,顯著高于組合6~9。組合1~7 葉片數(shù)量較多,均達(dá)23 片以上,組合8 和組合9 葉片數(shù)量較少,分別為18.20 片和16.40 片。表明組合1~5 顯著促進(jìn)了嫁接苗的生長(zhǎng),而組合6~9 的株高、地徑、冠幅均顯著低于組合1~5,表明嫁接苗的生長(zhǎng)受到抑制。
2.4 初選9 個(gè)組合嫁接苗葉綠素、糖含量分析
葉綠素含量高低是反映植物光合能力的重要指標(biāo),葉綠素含量越高,植物光能利用率越高,光合作用能力越強(qiáng),營養(yǎng)物質(zhì)的積累越多[14]。由表4 可知,葉綠素a 含量均顯著高于葉綠素b,葉綠素a(Chla)含量是葉綠素b(Chlb)的1~3倍以上,組合5、9 的總?cè)~綠素(Chl)含量較高,分別為0.85、0.82 mg/g,其次是組合8 和組合4,分別為0.65、0.63 mg/g。
組合7 和組合8 嫁接口接穗與砧木葡萄糖比值最接近1,分別為0.99 和0.97,其次是組合1、組合2、組合5,分別為1.28、1.26、1.21。組合2 蔗糖比值最接近1,為1.06,其次是組合5 和組合8,分別為0.85 和0.88。組合2 和組合7 淀粉比值最接近1,分別為0.98 和0.99,其次是組合5、組合8 和組合9,分別為1.15、1.11、0.93。綜合比較表明,嫁接口接穗與砧木3 種可溶性糖含量比值均相對(duì)較接近1 的為組合2、組合5、組合8,其次是組合7 的葡萄糖和淀粉比值較接近1,但其蔗糖比值顯著小于1。
2.5 主成分分析和綜合評(píng)價(jià)
主成分分析和綜合評(píng)價(jià)[16-17]見表5、表6,前3 個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到83.550%,涵蓋了大部分的信息,表明前3 個(gè)主成分能夠代表12 個(gè)性狀對(duì)砧穗組合嫁接親和力的綜合評(píng)價(jià)。其中第1 主成分的特征值為5.254,相應(yīng)貢獻(xiàn)率為43.780%,特征向量較大的因子有成活率、保存率、抽梢率、株高、地徑和冠幅,綜合反映了嫁接成活情況和移栽生長(zhǎng)狀況;得分較高的有組合1(1.059)、組合2(0.994)、組合3(1.038)、組合4(1.013)、組合5(0.931)、組合6(0.895)。第2 主成分的特征值為3.715,相應(yīng)貢獻(xiàn)率為30.955%,特征向量較大的因子有成活率、蔗糖比值和淀粉比值,集中反映了可溶性糖對(duì)嫁接成活的影響;得分較高的為組合2(0.663)和組合5(0.566)。第3主成分的特征值為1.058,相應(yīng)貢獻(xiàn)率為8.815%,主要反映嫁接苗抽新梢情況,得分最高的為組合5(0.754)。計(jì)算9 個(gè)組合的綜合得分,得分越高,綜合表現(xiàn)越好[1]。結(jié)果表明前5 個(gè)綜合因子得分高低依次為:組合2(博白大果油茶/中東金花茶)、組合5(多毛金花茶/中東金花茶)、組合3(越南抱莖茶/羅斯曼金花茶)、組合1(博白大果油茶/羅斯曼金花茶)、組合4(博白大果油茶/普通金花茶)。
3 討論
本研究開展了7 種不同山茶屬植物作為砧木與4 種金花茶接穗兩兩組成的28 個(gè)砧穗組合的嫁接試驗(yàn),砧木品種不僅包含常用的油茶物種(博白大果油茶、陸川油茶、廣寧紅花油茶、宛田紅花油茶),還包含觀賞茶花(黑牡丹、越南抱莖茶)以及金花茶(多毛金花茶),且4 種金花茶接穗既有本地常見品種(普通金花茶、中東金花茶),又有越南典型品種(羅斯曼金花茶、箱田金花茶)。
因此,本試驗(yàn)開展優(yōu)良砧穗組合篩選和嫁接親和力研究具有較高的代表性。馬錦林等[4]、包志毅等[7]、張乃燕等[8]關(guān)于金花茶嫁接親和力研究中,均認(rèn)為親和力與嫁接成活率、保存率、嫁接苗田間生長(zhǎng)性狀相關(guān),但并未開展后續(xù)嫁接苗生長(zhǎng)情況的測(cè)定及相關(guān)生理指標(biāo)變化分析。因此,本試驗(yàn)不僅調(diào)查了嫁接成活率、保存率、生長(zhǎng)性狀等指標(biāo)的測(cè)定,且追蹤了嫁接苗移栽18 個(gè)月以后的生長(zhǎng)狀況,并首次開展了嫁接口砧、穗可溶性糖含量與嫁接成活率關(guān)系的研究,為今后開展金花茶嫁接繁殖開展優(yōu)良砧穗組合篩選及嫁接親和力鑒定提供理論參考依據(jù)。
初選出的9 個(gè)組合中,組合2(博白大果油茶/中東金花茶)、組合5(多毛金花茶/中東金花茶)、組合8(陸川油茶/箱田金花茶)的嫁接口接穗與砧木葡萄糖、蔗糖、淀粉3 種糖含量比值均相對(duì)較接近1,組合2 和組合5 成活率最大,分別達(dá)97.78%和96.33%,這與石雪暉等[9]、楊瑞[10]、苗麗[11]等“砧、穗糖含量越接近,比值越接近1,嫁接成活率越高”的研究結(jié)論相一致,而組合8雖然糖含量比值也接近1,但其成活率較低,只有73.35%,特別是其嫁接苗的各項(xiàng)田間生長(zhǎng)指標(biāo)均顯著低于其他組合,究其原因還有待后期開展進(jìn)一步的研究。組合1(博白大果油茶/羅斯曼金花茶)、組合3(越南抱莖茶/羅斯曼金花茶)和組合4(博白大果油茶/普通金花茶)的嫁接成活率、保存率、以及新梢長(zhǎng)、新梢粗等田間生長(zhǎng)狀況均很優(yōu)良,雖然其嫁接口砧穗的葡萄糖比值顯著大于1,蔗糖和淀粉比值顯著小于1,但本課題組認(rèn)為這種現(xiàn)象有可能是暫時(shí)的,經(jīng)過后期的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)以及適應(yīng)外部生長(zhǎng)環(huán)境,嫁接口糖含量差異會(huì)逐漸變小而趨于相同,從而促進(jìn)嫁接苗的生長(zhǎng)。
通過對(duì)嫁接苗的12 個(gè)與嫁接親和力相關(guān)的指標(biāo)進(jìn)行主成分分析及綜合評(píng)價(jià),篩選出5 個(gè)優(yōu)良組合,依次為:組合2(博白大果油茶/中東金花茶)、組合5(多毛金花茶/中東金花茶)、組合3(越南抱莖茶/羅斯曼金花茶)、組合1(博白大果油茶/羅斯曼金花茶)和組合4(博白大果油茶/普通金花茶)。本試驗(yàn)得到嫁接親和力較好的砧木是博白大果油茶,這與張乃燕等[8]試驗(yàn)結(jié)論相一致,均認(rèn)為博白大果油茶與金花茶親和力高,適合作為金花茶嫁接繁殖砧木。但今后要將篩選出的金花茶嫁接優(yōu)良砧穗組合及優(yōu)良砧木應(yīng)用于規(guī)模化生產(chǎn),還需要進(jìn)一步開展造林后的觀察、測(cè)定。
參考文獻(xiàn)
[1] 葉創(chuàng)興. 關(guān)于金花茶學(xué)名更替小記[J]. 廣西植物, 1997,17(4): 309-313.
[2] 李鋒. 植物嫁接不親和力的問題討論[J]. 惠州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 1997, 14(4): 170-172.
[3] 李繼華. 嫁接原理與應(yīng)用[M]. 上海: 上海科學(xué)技術(shù)出版社, 1980: 36-47.
[4] 馬錦林, 張日清, 韋曉娟, 葉航. 香花油茶與普通金花茶嫁接親和力的初步研究[A]//中國廣西(南寧)第三屆金花茶國際學(xué)術(shù)論壇論文集[C]. 國際茶花協(xié)會(huì), 2013.
[5] 韋曉娟, 李開祥, 廖健明, 梁文匯, 馬錦林. 金花茶大砧嫁接試驗(yàn)初報(bào)[J]. 北方園藝, 2013(8): 68-70.
[6] 葉航, 溫如斯, 王東雪, 江澤鵬, 周招娣. 普通油茶無性系岑軟3 號(hào)嫁接親和性研究[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào), 2015,36(1): 30-34.
[7] 包志毅, 陳俊愉. 金花茶砧穗組合的初步研究[J]. 園藝學(xué)報(bào), 1991, 18(2): 169-172.
[8] 張乃燕, 江澤鵬, 陳林強(qiáng), 趙海鵠. 金花茶嫁接繁殖砧木親和力試驗(yàn)[J]. 經(jīng)濟(jì)林研究, 2007, 25(3): 65-68.
[9] 石雪暉, 王淑英, 吳艷純, 楊國順, 王宏英, 余國標(biāo). 葡萄葉片中生理生化物質(zhì)含量與嫁接親和力關(guān)系的研究[J].果樹學(xué)報(bào), 2001, 18(1): 24-27.
[10] 楊瑞. 葡萄砧穗組合篩選及嫁接早期親和力研究[D]. 蘭州: 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué), 2007.
[11] 苗麗. 糖及CmoANT1.2 在黃瓜/南瓜嫁接接口愈合中響應(yīng)的研究[D]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院, 2021.
[12] 鄒琦. 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社,2000.
[13] 曹剛, 張國斌, 郁繼華, 馬彥霞. 不同光質(zhì)LED 光源對(duì)黃瓜苗期生長(zhǎng)及葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響[J]. 農(nóng)業(yè)科學(xué), 2013,46(6): 1297-1304.
[14] 楊治元. 葡萄嫁接栽培[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2005:6-7.
[15] 杜天宇, 胡去非, 王相媛, 白茹雪, 趙寶偉, 翟梅枝. 核桃堅(jiān)果主成分分析及優(yōu)株篩選研究[J]. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2018, 39(2): 34-45.
[16] 譚秋錦, 韋媛榮, 黃錫云, 張濤, 許鵬, 宋海云, 王文林,鄭樹芳. 10 份澳洲堅(jiān)果種質(zhì)果實(shí)性狀與營養(yǎng)成分分析[J].果樹學(xué)報(bào), 2021, 38(5): 672-680.
[17] 李開祥, 梁曉靜, 朱昌叁, 安家成, 曾祥艷, 楊卓穎. 不同種源樟樹果實(shí)和種子表型性狀對(duì)比分析[J]. 廣西林業(yè)科學(xué), 2020, 49(1): 1-6.