耐淹砧木對獼猴桃枝葉生長及淹水脅迫的生理影響

陳玉明 史夢琪 張琮 徐凱

摘要：以對萼獼猴桃（Actinidia valvata Dunn.）、美味獼猴桃（Actinidia deliciosa A Chev.）2種砧木和東紅、紅陽、湘吉紅3種接穗的嫁接苗為材料，對不同獼猴桃嫁接苗的枝條生長發(fā)育以及紅陽/砧木受淹水脅迫時膜透性、根孔隙度、丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性等指標(biāo)進行測定。結(jié)果顯示，對萼獼猴桃砧木對接穗品種有促進葉片生長、增加節(jié)間長度等作用。淹水脅迫下對萼獼猴桃膜透性先升高、后保持相對穩(wěn)定，而根孔隙度增加幅度大于美味獼猴桃，并且MDA含量和SOD活性整體呈先升高后降低的變化；相比美味獼猴桃砧木能保持植株良好的生命力，表現(xiàn)出較強的耐淹性。

關(guān)鍵詞：獼猴桃；砧木；澇害；生長；生理

中圖分類號：S663.4 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2018）08-0077-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.08.020

Physiological Effects of Inundated Rootstock on the Growth and Flooding Stress

of Kiwifruit

CHEN Yu-ming，SHI Meng-qi，ZHANG Cong，XU Kai

（College of Agriculture and Food Science/Zhejiang Province Physiological Laboratory for Fruit Tree Cultivation， Zhejiang A & F University， Lin'an 311300， Zhejiang， China）

Abstract： The grafted seedlings of Actinidia valvata Dunn.， susceptible A. deliciosa A Chev. two rootstocks and Donghong， Hongyang， Xiangjihong three scion are used as experimental materials. This experiment detects the growth index of stem and leaf， the porosity of root， the relative permeability of membrane， MDA content and superoxide dismutase activity in different varieties of kiwi seedlings. The results show that the growth rate of grafted seedlings leaf in flood-resistant rootstock is more fast； and flood-resistant rootstock also increases the internode length. Under the flooding stress， the membrane permeability of the flood-resistant kiwi rootstock increased； porosity rate of increase in flood-resistant rootstock is higher than control rootstock； and the MDA content and SOD activity increases first and then decreases. In conclusion， compared with the A. deliciosa， A. valvata shows a strong resistance to flooding， and performance in growth.

Key words： kiwifruit； rootstock； waterlogging； growth； physiology

水分是植物正常發(fā)育過程中重要的環(huán)境因子之一，但只有在適宜水分條件下，植物才能正常的完成生長發(fā)育等一系列生命活動。近年來，各地的洪澇災(zāi)害頻發(fā)，尤其是在長江流域及以南地區(qū)。由于季風(fēng)氣候顯著，夏季降水集中，易形成澇害。植物根系是植物吸收水分、空氣、各種營養(yǎng)成分的重要部位，水分過多且持續(xù)性的脅迫對植物的正常生長發(fā)育將造成極大的危害，從而對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生顯著影響。獼猴桃根系分布較淺，且對水分敏感，是不耐澇的果樹種類之一。嫁接作為果樹的主要栽培方式，對提高接穗品種的果實品質(zhì)、產(chǎn)量以及抗逆性都有較大的作用。之前，獼猴桃栽培中通常采用砧木嫁接中華獼猴桃（Actinidia chinensis Planch.）或美味獼猴桃（A. deliciosa A Chev.）[1]。但在生產(chǎn)中可利用的砧木資源較少，且砧木的抗性差，這對獼猴桃的生長十分不利。近年來國內(nèi)一些產(chǎn)區(qū)使用對萼獼猴桃（A. valvata Dunn.）作為砧木，對萼獼猴桃的根系發(fā)達，栽培區(qū)域不僅不局限于山區(qū)，而且還適宜于平原與易積水區(qū)域，用對萼獼猴桃作砧木與栽培用獼猴桃的優(yōu)良品種嫁接后，表現(xiàn)出很強的親和力，能保持優(yōu)良品種的性狀，具有很強的抗?jié)n、抗病蟲能力[2]。紅心獼猴桃口感好、營養(yǎng)豐富、耐貯藏，生產(chǎn)面積不斷增加，市場價值高，試驗將紅心獼猴桃的3個品種東紅、紅陽、湘吉紅作為嫁接材料，把常用的美味獼猴桃和耐淹的對萼獼猴桃作為砧木材料，觀測不同砧木對紅肉獼猴桃生長發(fā)育的影響，并且探究受澇害時細(xì)胞膜透性和根孔隙度等生理指標(biāo)的變化，以便進一步研究對萼獼猴桃耐淹砧木在澇害下的生理生化機制。

1 材料與方法

1.1 材料

在浙江農(nóng)林大學(xué)官塘生產(chǎn)試驗基地，取2種砧木對萼獼猴桃、美味獼猴桃與3個栽培品種東紅、紅陽、湘吉紅嫁接后的二年生嫁接苗，用有機肥∶泥炭∶土按照1∶1∶1混合后的基質(zhì)種植于高35 cm、直徑35 cm的黑色塑料盆中，采用日常水肥栽培管理，保證植株健康良好生長。

1.2 方法

1.2.1 生長發(fā)育測定 試驗各處理于2017年6月18日至7月8日進行，選取每種穗/砧組合嫁接苗內(nèi)長勢一致的植株各5株，用數(shù)格子法測量每種組合嫁接苗新梢的葉片面積，作上標(biāo)記，每隔一段時間重新測量葉片面積，直至標(biāo)記的葉片成熟。同時用游標(biāo)卡尺測量這些組合嫁接苗中部的枝條直徑，皮尺測量6～7、7～8、8～9節(jié)間的長度。

1.2.2 淹水脅迫比較 采用“雙套盆法”，對長勢一致的紅陽/對萼獼猴桃、紅陽/美味獼猴桃、砧木對萼獼猴桃（CK1）、砧木美味獼猴桃（CK2）植株進行人為淹水處理。將定植嫁接苗的塑料盆置于容量為120 L（長約72 cm、寬約48 cm、高約40 cm）水箱內(nèi)，保持水層距離盆土表面2 cm左右。對萼獼猴桃和美味獼猴桃砧木各1盆也置于水箱中，3次重復(fù)，淹水過程中需補水，使淹水高度保持穩(wěn)定，并且在淹水前、第二天、第五天、第八天分別采取中部成熟葉片進行生理指標(biāo)測定。

1.2.3 膜透性測定 用打孔器打取紅陽/對萼獼猴桃、紅陽/美味獼猴桃以及砧木對萼獼猴桃、砧木美味獼猴桃植株葉片相同數(shù)量小圓片，放置于25 mL帶塞的玻璃試管中，加入15 mL去離子水，測初始電導(dǎo)值R1，去離子水電導(dǎo)值為R0，然后將試管放入沸騰的水浴鍋中加熱30 min，冷卻后測電導(dǎo)值R2，計算相對電導(dǎo)率（膜透性），公式：

A=（R1-R0）/（R2-R0）×100%。

1.2.4 根孔隙度測定 采用比重瓶法進行測定[3]。取0.3 g干凈的獼猴桃未破損的不定根。先在一個25 mL的比重瓶里加真空水或未帶氣泡的水，并稱重（P）；輕輕地用濾紙擦拭根，再稱重（R）；將根樣品浸沒在水中的比重瓶一并稱重（PR）；然后把根樣品從比重瓶取出，用碾杵和碾缽把根充分磨成糊狀。用真空水將所有的糊狀樣品返回到比重瓶，并稱重（PRG）；計算根孔隙度，公式：

POR=（PRG-PR）/（R+P-PR）×100%。

1.2.5 生理指標(biāo)測定 采用氮藍(lán)四唑光化還原法[4]測定超氧化物歧化酶（SOD）活性。用硫代巴比妥酸法并參考何勇[5]的方法測定丙二醛（MDA）含量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗所得數(shù)據(jù)均為3次重復(fù)的平均值，利用Microsoft Office Excel 2010軟件進行圖表制作，應(yīng)用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，采用單因素方差分析（Oneway ANOVA）和最小顯著差異法（LSD）比較不同數(shù)據(jù)之間的差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同砧木對獼猴桃生長發(fā)育的影響

經(jīng)過一段時間的葉面積測定，不同砧木對3個獼猴桃栽培品種葉片生長發(fā)育的影響情況見圖1。從圖1看出，在東紅、紅陽、湘吉紅3個栽培獼猴桃品種中，選用對萼獼猴桃作為砧木的獼猴桃葉片成熟后面積都比美味獼猴桃作為砧木的要大，其中紅陽/對萼比紅陽/美味、湘吉紅/對萼比湘吉紅/美味的葉片面積分別大17.78%、25.58%。在生長的季節(jié)，6個組合的獼猴桃葉片生長發(fā)育都呈現(xiàn)前期快速增大、中后期葉片生長速度放緩的規(guī)律。

不同砧木對3個獼猴桃栽培品種枝條直徑、節(jié)間長度的生長影響情況見表1。由表1可以看出，2種砧木對萼獼猴桃與美味獼猴桃在3個栽培品種東紅、湘吉紅、紅陽里對節(jié)間長度的表現(xiàn)一致，都是前者高于后者，前者分別是后者的1.35倍、1.24倍、1.38倍。同時不同砧木對3個獼猴桃栽培品種的枝條直徑產(chǎn)生不同影響。砧木為對萼獼猴桃的東紅、湘吉紅比砧木為美味獼猴桃的枝條直徑要稍粗一些，但差異不顯著（P>0.05），但在紅陽品種中美味獼猴桃砧木與對萼獼猴桃砧木存在顯著差異（P<0.05）。

2.2 淹水對不同砧木獼猴桃葉片和根系形態(tài)的影響

實施人為澇害過程中發(fā)現(xiàn)，在淹水2 d時，不同砧木均沒有明顯變化；第五天有部分紅陽/美味獼猴桃葉片上有灰色水漬斑，較幼嫩枝條出現(xiàn)了葉片皺縮、頂芽干枯現(xiàn)象，中部成熟葉片偶有邊緣卷曲；而紅陽/對萼獼猴桃無明顯變化。淹水第八天時，大部分紅陽/美味獼猴桃葉片皺縮變枯，但葉片中部區(qū)域仍為綠色，脫落少；而紅陽/對萼獼猴桃無明顯變化。另外在處理的第二天，2種砧木的紅陽獼猴桃根系都長出了乳白色的新不定根；至第五天，紅陽/美味獼猴桃根系已有部分老根發(fā)黑，新不定根變透明，此時紅陽/對萼獼猴桃根系不定根數(shù)量不斷上升；到最后淹水8 d結(jié)束時，紅陽/對萼獼猴桃根系依舊表現(xiàn)健康強壯，而紅陽/美味獼猴桃不定根基本都腐爛發(fā)黑，具有活性的根系甚少。以上葉片和根系的受澇害表現(xiàn)，說明對萼獼猴桃作為砧木在紅陽獼猴桃上具有較強的耐澇性。

2.3 淹水對不同砧木獼猴桃膜透性和根孔隙度的影響

在淹水脅迫下，植物體內(nèi)代謝失衡，細(xì)胞膜被破壞，體液里大量離子外滲，這可用相對電導(dǎo)率（也稱為膜透性）的大小來判斷植物膜系統(tǒng)的損傷程度、反映植物的抗逆性強弱。實施人為澇害對紅陽/對萼獼猴桃、紅陽/美味獼猴桃以及砧木對萼獼猴桃、砧木美味獼猴桃植株葉片相對電導(dǎo)率的影響情況見圖2。從圖2可見，試驗開始時紅陽/對萼獼猴桃和紅陽/美味獼猴桃葉片的平均相對電導(dǎo)率分別是10.26%、10.15%；到第二天，紅陽/對萼獼猴桃葉片相對電導(dǎo)率高于紅陽/美味獼猴桃；隨著淹水時間的增加，紅陽/對萼獼猴桃的相對電導(dǎo)率保持在一個穩(wěn)定水平，而紅陽/美味獼猴桃的相對電導(dǎo)率呈明顯上升的趨勢。到第八天時，紅陽/對萼獼猴桃和紅陽/美味獼猴桃的葉片相對電導(dǎo)率比最初分別增加了0.49、2.69倍，兩者顯著差異（P<0.05）。而砧木對萼獼猴桃、砧木美味獼猴桃的葉片相對電導(dǎo)率變化不大。

獼猴桃的根為肉質(zhì)須根，其孔隙度只有1.0%～2.7%，怕澇喜濕，對氧氣敏感，實施人為澇害對紅陽/對萼獼猴桃、紅陽/美味獼猴桃以及砧木對萼獼猴桃、砧木美味獼猴桃植株根孔隙度的影響情況見圖3。從圖3看出，不同砧木的獼猴桃根孔隙度整體呈先上升、后持續(xù)下降的變化趨勢。在受到脅迫2 d時，根孔隙度急劇上升，其中紅陽/對萼獼猴桃和紅陽/美味獼猴桃分別增加到原來的67.70%、50.47%。隨著淹水時間的持續(xù)，第二天到第八天，根孔隙度不斷降低，但紅陽/對萼獼猴桃的根孔隙度始終高于紅陽/美味獼猴桃。而砧木對萼獼猴桃、砧木美味獼猴桃的根孔隙度也是變化不大。

2.4 淹水對不同砧木獼猴桃MDA含量、SOD活性的影響

實施人為澇害對紅陽/對萼獼猴桃、紅陽/美味獼猴桃以及砧木對萼獼猴桃、砧木美味獼猴桃植株葉片MDA含量和SOD活性的影響情況見圖4。從圖4看出，從開始到淹水的5 d，紅陽/對萼獼猴桃、紅陽/美味獼猴桃的MDA含量一直持續(xù)上升，且兩者存在顯著性差異（P<0.05）；第五天到第八天，紅陽/對萼獼猴桃MDA含量明顯降低，而美味獼猴桃下降趨勢平緩；淹水8 d，紅陽/對萼獼猴桃與紅陽/美味獼猴桃的MDA含量比對照分別增加了28.32%、68.83%，并且紅陽/對萼獼猴桃MDA含量顯著低于紅陽/美味獼猴桃（P<0.05）。而砧木對萼獼猴桃、砧木美味獼猴桃的MDA含量變化不大。

從圖4還可見，隨著淹水時間的增加，獼猴桃SOD活性表現(xiàn)為先增加后下降的變化趨勢。淹水2 d，紅陽/美味獼猴桃比紅陽/對萼獼猴桃的SOD活性增加幅度大；淹水5 d，紅陽/對萼獼猴桃SOD活性的增加幅度是紅陽/美味獼猴桃的5倍左右；淹水8 d，紅陽/對萼獼猴桃、紅陽/美味獼猴桃的SOD活性相比對照分別增加116.84%、4.53%，兩者之間存在顯著差異（P<0.05）。

3 小結(jié)與討論

砧木在生產(chǎn)栽培中扮演著重要的角色，有改變花期、改善果實品質(zhì)、提高對病蟲害的抗性、增加抗寒抗?jié)车饶芰?。試驗結(jié)果表明，2種不同砧木嫁接不同品種的獼猴桃其生長性狀有不同表現(xiàn)。在6月18日至7月8日這段時期，對萼獼猴桃作砧木對3個紅肉獼猴桃品種紅陽、東紅、湘吉紅的葉面積和節(jié)間長度的促進發(fā)育作用大于美味獼猴桃；不過紅陽/美味獼猴桃對枝條直徑的影響高于紅陽/對萼獼猴桃?？偟膩碚f，對萼獼猴桃作砧木對紅陽、東紅、湘吉紅獼猴桃的生長促進作用比美味獼猴桃大。

在逆境條件下，細(xì)胞內(nèi)活性氧產(chǎn)生與清除之間的平衡遭到破壞，膜脂過氧化作用增強，從而導(dǎo)致了細(xì)胞質(zhì)膜透性增大，對細(xì)胞膜造成傷害，使得細(xì)胞體內(nèi)活性氧和自由基含量升高，膜質(zhì)過氧化產(chǎn)物增加。而超氧化物歧化酶是植物體內(nèi)清除活性氧的重要保護酶之一，能夠抑制丙二醛的積累，維持細(xì)胞的穩(wěn)定和完整，提高植物對逆境的適應(yīng)性。根孔隙度表示根內(nèi)氣體體積占比的多少，說明通氣組織發(fā)達程度，反映了根部吸收氧氣的效率與能力。這是低氧環(huán)境下植物對澇漬適應(yīng)性的一個重要指標(biāo)；實際上距離根尖的遠(yuǎn)近，也會使所在位置的不定根孔隙度存在差異[6]。另外，澇漬使通氣組織形成，引起的孔隙度增加還表現(xiàn)在植物的其他器官，如落羽杉、烏桕和美國山核桃在澇漬處理下，3種植物的根、莖和葉中組織孔隙度均顯著增加[7]。試驗里在淹水脅迫下，前 2 d內(nèi)不同砧木的根孔隙度顯著增加，且對萼獼猴桃根孔隙度的增幅大于美味獼猴桃，說明淹水脅迫使不同的砧木均發(fā)生根部組織結(jié)構(gòu)變化，但對萼獼猴桃根系形成通氣組織的能力更強。淹水中后期根孔隙度的下降，可能是因為新的不定根生長增加了根系空氣吸收量，從而抑制了通氣組織的形成；淹水過程中對萼獼猴桃根孔隙度始終高于美味獼猴桃，最后接近正常水平，適應(yīng)了低氧環(huán)境且保持了根系活力，使植物正常生長，說明對萼獼猴桃的確具有較強的耐澇性。

在淹水中，紅陽/對萼獼猴桃葉的膜透性隨時間有所增加，后期表現(xiàn)平穩(wěn)；而美味獼猴桃的膜透性一直呈上升趨勢，且增加幅度大。生理測定指標(biāo)也顯示出澇害使紅陽/美味獼猴桃中的丙二醛不斷增加， 而紅陽/對萼獼猴桃的丙二醛含量在后期有顯著性下降，說明體內(nèi)清除活性氧的保護酶已發(fā)揮作用，抑制了丙二醛的積累。持續(xù)受澇時，不同砧木的獼猴桃超氧化物歧化酶活性整體表現(xiàn)為先增加后下降的變化趨勢，這與之前煙草[8]、桃[9]、花生[10]研究中發(fā)現(xiàn)的相似，說明澇害時超氧化物歧化酶活性保持較高水平可能是對萼獼猴桃耐澇性的的一種表現(xiàn)。

總之，在3個獼猴桃栽培品種紅陽、東紅、湘吉紅中，用對萼獼猴桃作砧木表現(xiàn)出對接穗品種良好性狀的積極作用，以及對淹水脅迫有較強的抗性，能夠保證接穗品種處于淹水環(huán)境時仍能正常生長，反映出對萼獼猴桃是一個探究獼猴桃耐淹砧木生理生化響應(yīng)脅迫機制的良好材料，而本試驗為深入研究對萼獼猴桃的澇害脅迫生理反應(yīng)機制做出了有積極意義的鋪墊工作。

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