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西番莲木苗培育与嫁接亲和基金项目:本研究涉及贵州省科技计划项目(贵州山区西番莲优质嫁接苗繁育技术研究与应用模式( 2020 ) 1y015号)、 黔科合服企业贵州省精品水果)西番莲)产业技术研发与服务能力建设) 2019 ) 4004-2 )、 黔科合用平台人才) 2017 )黔合与西番莲优良新品种选育及良种繁育技术研究与示范( 2021 )一般228 )和国家自然科学基金项目( 31960576 )共同资助吴凤婵等西番莲,又名蛋果西番莲科( Passifcoraceae西番莲属)西番莲作为贵州省主要扶贫产业之一,2020年西番莲种植面积达1.17x10 4 hm 2,居全国第三位目前西番莲优质种苗繁育技术、国内抗性优良砧木缺乏等问题严重制约着西番莲产业的发展,目前的研究主要是资源评价(章希娟等2017 )、栽培技术(陈晓静和吕柳新,1994; 刘永碧等,2004年,中国南方果树,(6) : 梁红等,2015,中国南方果树,44(2) 116-118 ),营养成分分析(张丽敏等,2019 ),土壤连作障碍)蔡国俊等,2021 )等方面,对西番莲砧木筛选、嫁接苗技术的研究砧亲和性研究是一个比较复杂的过程,高亲和性的砧穗组合接苗在生长、果实品质、抗逆性等方面也具有优势。 (袁园园等,2012年,中外葡萄与葡萄酒,185(6):57-61; 2020年)。 砧木根系影响接穗营养元素的吸收,对接穗生长势、结果习性和果实品质有不同的影响,接穗品种对同一砧木的根构型尤其是根系分布和根系数有一定的影响。 (沈碧薇等,2020 )。 本研究对西番莲三大系列(黄果类、紫果类、绿皮荔枝类) 5个品种的砧木实生苗及其嫁接苗生长特性进行动态观察记录,测定嫁接苗光合生理指标和叶片内源激素,测定不同西番莲砧木嫁接苗探索西番莲砧木的优劣,为西番莲产业发展中优质砧木选育、优质嫁接苗繁殖提供理论依据。 1 )结果)不同于1.1分析的西番莲砧木种子发芽率砧木苗的培育,种子发芽率会影响生产实践中的育苗材料及管理成本。 本次研究选取的5个西番莲砧木种子发芽率(图1 )结果表明,砧木间发芽率有极显著差异,XH-BL发芽率为89.83%1.91%; 其次是DH-JW,发芽率为85.33%2.51%; XH-TWZ发芽率最低,为81.77%1.47%,LP-LZ发芽率为66.19%4.43%,ZJ-MT发芽率为57.29%3.21%。
图1不同西番莲砧木种子发芽率
注:不同小写字母差异显著( P0.05 ) 1.2西番莲砧木苗生长及生物量动态变化1.2.1苗高( h )、地径( d ) )及其变化西番莲砧木苗高生长基本呈指数5月15日至6月15日,以DH-JW增苗量最多次之,LP-LZ增加20.11 cm,XH-BL增苗量最低,增加13.18 cm; 5月15日至7月1日,ZJ-MT苗高增量最大增加56.30 cm,XH-BL苗高增量最低增加21.24 cm。 5月15日至5月31日,西番莲砧木苗高生长较慢,5月31日以后生长开始加速,ZJ-MT在6月15日以后苗高生长速度开始快于其他砧木。 截至7月1日,西番莲砧木苗高存在极显著差异,其中ZJ-MT苗高极高于其他4种砧木,XH-BL苗高极低于其他4种砧木,其他3种砧木苗高之间无差异。 5种西番莲砧木的地径动态生长状况存在差异,除ZJ-MT地径生长趋势略有s形曲线外,其他砧木在观测期间基本呈指数型曲线生长(图2 ); 5月15日至31日,ZJ-MT地面直径最快,增加1.06 mm; 5月31日至6月15日,DH-JW地面直径最快,增加1.27 mm; 6月15日至7月1日,XH-TWZ地径最快,增加1.09mm; 截至7月1日,生长2个月后西番莲砧木苗地直径差异显著,其中DH-JW、ZJ-MT、XH-TWZ 3个品种间无差异,且地径大于3.5mm,XH-BL和LP-LZ地径小
图2砧木实生苗高地径的动态变化
注:小写差异显著( P0.05 )1.2.2西番莲砧木根系特征和动态变化作为砧木品种,根系发达是其重要指标之一,5个西番莲砧木根系长度的生长趋势随时间的延长不同品种砧木间根系长度存在差异,DH-JW、ZJ-MT、LP-LZ三者根系长度极显著大于XH-TWZ和XH-BL。 各品种砧木根系表面积增长趋势如图所示,根系表面积增长后期基本平缓,结合根系长度增长趋势,再次证明砧木幼苗根系生长后期主要为新的毛细血管,有利于植物从根系中获取更多养分; 西番莲砧木根系表面积间存在差异,其中DH-JW根系表面显著高于ZJ-MT,ZJ-MT显著高于XH-BL、XH-TWZ、LP-LZ,且这三者之间无显著性差异。 根系体积生长趋势和根系表面积基本一致,DH-JW和ZJ-MT之间差异无显著性,且均显著大于其他3种西番莲砧木,但这3种西番莲砧木的根系表面积无显著性差异(图3 )。
图3砧木实生苗根系特征动态变化注:图中不同小写字母表示差异显著( P0.05 )1.2.3生物量及其变化处于观测期) (图4 ),5种西番莲砧木生物量和动态生长状况存在差异7 各西番莲砧木地上生物量大小顺序为ZJ-MTdh-jwxh-twzxh-bllp,其中DH-JW和ZJ-mt两者地上生物量无差别,均极显著高于其他3种西番莲砧木另一方面,地下生物量的大小按照DH-JWZJ-MTXH-TWZLP-LZXH-BL的顺序。 其中,DH-JW的地下生物量极显著大于其他4种砧木,XH-BL和LP-LZ的地下生物量也最小,两者之间无差别,极显著小于其他3种砧木。
图4砧木实生苗生物量动态变化
注:图中不同小写字母差异显著( P0.05 ) 1.3西番莲砧木嫁接苗成活率及苗高) h )、地径) d )生长动态变化表明西番莲砧木嫁接成活率均较高,LP-LZ嫁接成活率93.75% XH-BL的嫁接成活率最高,达到100%,达到100%的嫁接15 d后XH-TWZ的苗高及其生长趋势一直高于其他4种砧木,嫁接60 d后(至8月19日) XH-TWZ、ZJ-MT、100% 另外三者均显著高于其他两种砧木,LP-LZ作为砧木的嫁接苗高度最小,LP-LZ砧木嫁接苗高度最低的砧木嫁接苗的地径及其生长存在差异,嫁接15天后XH-TWZ地径生长与其他4种砧木的相接嫁接60天后(截至8月19日) XH-TWZ平均地径为4.02 mm,为5种砧木嫁接苗中最大,显著高于其他4种砧木嫁接苗的地径,地径最小
图5不同砧穗组合成活率
注:小写字母表示差异显著。 ( p )宝洁公司; 0.05 ) ) ) ) ) )。
图6不同砧穗组合嫁接苗高地径动态变化
注:图中不同小写字母表示差异显著( p<0.05 ) 1.4不同西番莲砧木嫁接苗光合特性和内源激素含量较高的净光合速率可以反映植物养分积累效率,不同品种砧木嫁接苗中净光合速率最大光合速率最小的是以XH-BL为砧木的嫁接苗,显著低于其他4种砧木。 蒸腾速率最大的LP-LZ为砧木嫁接苗,其次为DH-JW,两者之间无差别,显著大于其他3种砧木嫁接苗,XH-BL蒸腾速率最小,显著低于其他4种砧木嫁接苗(表1 )。 表1不同砧穗组合的光合生理特征
注:表中数据为平均值标准差,大写字母差异显著( p
p <0. 05 ); 0.01 ); 不同小写字母差异显著( p<0.05 )品种砧木嫁接苗4种激素含量存在显著差异,4种激素中ABA含量最高,其次为IAA,含量最低的为GA; 5种砧木嫁接苗中,ABA含量最高的是XH-BL为砧木嫁接苗,IAA含量最高的是XH-TWZ为砧木嫁接苗,ZR含量最高的也是XH-TWZ为砧木嫁接苗,GA含量最高的是LP-LZ (表2 )。 表2不同砧穗组合叶片内源激素含量
1.5采用不同西番莲砧木形态、生理主成分分析SPSS对各指标数据进行主成分分析,得到5个主成分,累计贡献率达99.257%,说明这5个主成分能全面反映5种西番莲砧木及其嫁接苗的优劣其中,第1主成分贡献率为44.251%,第2主成分贡献率为22.916%,第3主成分贡献率为16.598%,第4主成分贡献率为8.119%,第5主成分贡献率为7.373% (表3 )。 表3主要成分特征值、贡献率及累计贡献率
决定第1主成分大小的主要是砧木实生苗的苗高、地上生物量、地下生物量、根长、根体积、根表面积、砧木嫁接苗的气孔导度、净光合速率、细胞间二氧化碳浓度等苗木形态指标和生理指标; 第2主成分大小主要决定砧木种子发芽率、砧木实生苗地径、砧木嫁接苗苗高度和地径; 决定第三主成分的主要是砧木种子发芽率和砧木嫁接苗ZR含量; 第4主要决定砧木嫁接苗茎秆和蒸腾速率; 决定第5主要成分的是砧木嫁接苗的ABA含量(表4 )。 表4成分矩阵
以5种主成分和各主成分对应的特征值与总特征值的比作为权重,得到计算主成分综合模型,根据主成分综合模型计算综合主成分值f (表5 )。 结果表明,作为砧木,DH-JW最好,XH-BL最差,仅次于ZJ-MT。 zjmt苗高、地上生物量、地下生物量、根长、根体积、根表面积等第1主成分指标均显著高于其他3种砧木,因此DH-JW和zjmt作为砧木优于其他3种砧木。 表5综合主要成分
2种子休眠的讨论表明,植物长期进化获得的适应低温、干旱等恶劣环境条件的生理特性、休眠特性与种子的地理起源和分布地的环境条件有关[宋莎等,2011。 试验中5种西番莲砧木种子因地区不同,发芽率也有显著差异,在几个砧木品种中以XH-BL发芽率最高,DH-JW次之。 在砧木实生时期,测定砧木苗的高地直径可以确定嫁接时间,砧木苗地径达到3~4 mm即可嫁接,发芽率高、地径生长速度快的砧木品种可以减少生产成本和管理周期。 作为根系砧木的重要一部分,根系发达的砧木可以帮助苗木吸收更多的营养物质(康乐等,2010; 谭占明先生,2021 )。 在这次研究的几个西番莲比尔伍德中,根系发达的DH-JW、ZJ-MT的综合得分也很高。 优良砧木不仅要求嫁接成活率高,而且对树体生长、产量和品质等方面都有良好的影响,砧穗间亲和性越好,嫁接成活率越高。 此次试验5种砧木的嫁接成活率均达到90%以上,表明这些西番莲砧木的嫁接台农1号西番莲亲和性较高。 砧木对树体生长有一定的影响,研究表明,雄葡萄树体长势以‘贝达’和‘1103 p’为砧木最旺盛,‘5bb’和‘SO4’为砧木较旺盛,‘夏黑’为砧木和自根较弱(王松等,2020 )。 砧木对接穗品种营养生长的影响是多方面的,主要表现在枝条生长量、叶面积及叶绿素含量等方面,大致可分为增强生长势和减弱生长势两种(牛铮敏等,2020 )。 本试验中,XH-TWZ作为砧木西番莲嫁接苗长势良好,嫁接2个月后平均苗高、地径均显著高于其他几种砧木嫁接苗; 而LP-LZ作为砧木西番莲嫁接苗,嫁接2个月后平均苗高、地径均明显低于其他几种砧木嫁接苗。 DH-JW、ZJ-MT实生苗生长优于其他砧木,但作为砧木后嫁接苗无明显优势。 这两个砧木在嫁接后自身仍处于旺盛的生长期,可能是未能充分为穗提供营养。 由于这两个砧木此时木质化程度高于其他砧木,嫁接初期的愈合时间长于其他砧木,生长速度也低于其他砧木。 试验中,只测定了接穗的粗细,但没有测定砧木的粗细,没有比较砧木和接穗的趋势。 在今后的试验中,可以进一步研究这些不同砧木的西番莲嫁接苗是否存在“大小脚”。 植物光合作用的强弱对植物的生长、产量及其抗逆性有非常重要的影响[李小红等,2009。 本研究对嫁接3个月后的西番莲嫁接进行了光合生理指标的测定,结果表明,XH-TWZ、LP-LZ砧木嫁接苗的净光合速率显著高于其他砧木嫁接苗,这与综合评价结果不一致,因为测定了幼苗,光合各指标值一般较小IAA是植物生长必需的内源激素,其含量直接影响树体生长势,IAA含量与植物生长势呈正相关(隈晓雯等,2013; 何文先生,2017 )。 在这次试验中,XH-TWZ作为砧木嫁接苗,IAA含量最高,增长率也最高。 本次试验侧重于西番莲嫁接苗生长形态指标的研究,缺乏西番莲嫁接苗抗氧化系统、嫁接界面愈合组织解剖、内源激素含量不同时期动态变化的研究。 本研究综合评价按5种pocapocability的综合评价从高到低依次为dhjwzjmtlplzxhtwzxhbl,本研究选定的所有评价指标中砧木实生苗的苗高、地上生物量、地下生物量、根长、根体积、根表面积等综合评价
3材料与方法3.1试验材料试验共选择5个西番莲砧木品种种子育苗,2020年4月中旬在贵州平塘大棚内穴盘育苗32粒,选择籽粒饱满、无病虫种子,清水浸泡24h,消毒0.5%高锰酸钾后播种2020年5月中旬,将穴盘苗长为2~3片的真叶转移到口径约7 cm的营养杯中(表6 )。 表6试验西番莲砧木品种
3.2砧木种子发芽率于2020年4月播种后,随机选择3个植苗盘进行统计,每日记录各品种砧木种子萌发数,持续记录30天。 发芽率=第30天发芽种子数/供试种数。 3.3采用不同西番莲砧木生长指标测定播种30 d后,每15 d记录统计各品种砧木苗的苗高、地径、生物量、根系特征,共记录4次,连续60 d。 3.4测定不同西番莲砧木嫁接苗生长指标和生理指标播种后60 d,各品种砧木茎粗达3~4 mm时开始嫁接。 以台农1号为接穗,采用嫁接方法嫁接,嫁接7 d后记录嫁接苗成活率、生长势,嫁接生长90 d后测定不同砧木嫁接苗光合特性、内源激素含量。 3.5生长指标及生理指标测定苗高、径:苗高采用钢卷尺测定; 直径用游标卡尺测量; 嫁接苗苗高从嫁口开始测量,地径在嫁口上方1 cm处测量。 生物量:采用干燥法,采样后洗涤放入104 烘箱中恒重烘烤48小时,用天平称量,分为地上生物量和地下生物量。 根系特征测量:采用双光源专用EPSON扫描仪对根系进行扫描,万深LA根系图像分析软件对扫描图像进行分析,得到根系长度、根系表面积、根系体积。 光合指标及内源激素测定:光合特性采用CI-340光合仪,于晴天上午9:00-11:00,选取生长良好的西番莲嫁接苗中部成熟叶片进行光合指标测定,每砧穗3株苗,每苗3片叶进行测定内源激素测定赤霉素( GA )、核苷( ZR )、生长素( IAA )、脱落酸)采用酶联免疫法。 试剂盒来自上海酶联生物科技有限公司。 准确各取0.1 g处理成熟叶片,冲洗干净,液氮研磨后按试剂盒规程操作。
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