百香果砧木苗培育及嫁接亲和性
基金项目：本研究由贵州省科技计划项目(黔科合支撑贵州山区百香果优质嫁接苗繁育技术研究及应用示范(〔2020〕1Y015号)、黔科合服企贵州省精品水果(百香果)产业技术研发及服务能力建设(〔2019〕4004-2)、黔科合平台人才〔2017〕5720-003、黔科合支撑百香果优新品种筛选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
百香果，又名鸡蛋果(P. edulis)，系西番莲科(Passifcoraceae)西番莲属(Passiflora)多年生常绿草质或半木质藤本攀缘植物，原产于南美洲，是珍稀的热带、亚热带水果(朱立秋和谭彩红, 2016, 南方农业, 10(33):22-23)。百香果作为贵州省主要扶贫产业之一，2020 年百香果种植面积达到 1.17x10 4 hm 2 ，居全国第三位。
目前，百香果优质种苗繁育技术、国内较强抗性的优良砧木缺乏等问题严重制约了百香果产业的发展，目前研究主要集中在资源评价(章希娟等, 2017)、栽培技术(陈晓静和吕柳新, 1994; 刘永碧等, 2004, 中国南方果树, (6): 45-47; 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，鲜有对百香果砧木筛选、嫁接苗培育技术的研究。
砧穗亲和性研究是一个相对复杂的过程，亲和性较好的砧穗组合嫁接苗在生长、果实品质、抗逆性等方面的表现也较为优秀(袁园园等, 2012, 中外葡萄与葡萄酒, 185(6): 57-61; Zhu et al, 2020)。砧木根系会影响接穗营养元素的吸收，对接穗的生长势、结果习性和果实品质具有不同的影响，接穗品种对同一砧木的根构型，尤其是根系分布和根系数量有一定影响(沈碧薇等, 2020)。
本研究针对百香果三大系列(包括黄果品系, 紫果品系, 绿皮荔枝品系) 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，对嫁接苗光合生理指标及叶片内源激素进行测定，比较不同百香果砧木的嫁接苗生理生化特征，探索百香果砧木的优劣，为百香果产业发展中优质砧木选育、优质嫁接苗繁育提供理论依据。
1 结果与分析
1.1 不同百香果砧木种子发芽率
砧木苗培育，种子发芽率影响生产实践中育苗材料及管理成本。本次研究选取的 5 个百香果砧木种子发芽率(图 1)，结果显示不同砧木间发芽率存在极显著差异，XH-BL 发芽率最高为 89.83%±1.91%；其次为DH-JW，发芽率为 85.33%±2.51%；XH-TWZ 发芽率为 81.77%±1.47%，LP-LZ 发芽率为 66.19%±4.43%，ZJ-MT 发芽率最低，为 57.29%±3.21%。
图 1 不同百香果砧木种子发芽率
注: 不同小写字母表示差异显著(P<0.05)
1.2 百香果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
百香果砧木苗高增长基本呈指数型曲线趋势生长(图 2)，不同品种的生长速率存在显著差异，5 月 15日至 6 月 15 日，DH-JW 的苗高增加量最大，增长 21.47 cm；其次是 LP-LZ，增长 20.11 cm，XH-BL 的苗高增加量最低，增长 13.18 cm；5 月 15 日至 7 月 1 日，ZJ-MT 的苗高增加量最大，增长 56.30 cm，XH-BL的苗高增长量最低，增长 21.24 cm。5 月 15 日至 5 月 31 日，百香果砧木苗高生长比较缓慢，5 月 31 日以后开始加速生长，ZJ-MT 在 6 月 15 日后苗高增长速度开始加快并高于其他砧木。至 7 月 1 日，不同百香果砧木的苗高存在极显著差异，其中 ZJ-MT 的苗高极显著高于其他四种砧木，XH-BL 的苗高极显著低于其他四种砧木，而其他 3 种砧木的苗高之间不存在差异。
5 种百香果砧木地径动态生长情况存在差异，除 ZJ-MT 地径生长趋势略呈 S 型曲线生长，其他的砧木在观测期间基本呈指数型曲线趋势生长(图 2)；5 月 15 日至 31 日，ZJ-MT 的地径增长最快，增长 1.06 mm；5月 31 日至 6 月 15 日，DH-JW 的地径增长最快，增长 1.27 mm；6 月 15 日至 7 月 1 日，XH-TWZ 的地径增长最快，增长 1.09mm；至 7 月 1 日，生长 2 个月后的百香果砧木苗地径差异显著，其中 DH-JW、ZJ-MT、XH-TWZ 3 个品种间无差异且地径均大于 3.5mm，XH-BL 与 LP-LZ 地径较小且两品种间地径大小无差异。
图 2 砧木实生苗苗高地径动态变化
注: 不同小写字母表示差异显著(P<0.05)
1.2.2 百香果砧木根系特征及动态变化
作为砧木品种，根系发达是其中一个重要指标，5 个百香果砧木根系长的生长趋势随着时间的增加一直在增加，没有减缓生长的趋势，说明砧木在幼苗期一直有新根系不断生长。各品种砧木间根系长度存在差异，DH-JW、ZJ-MT、LP-LZ 三者的根系长度极显著大于 XH-TWZ 和 XH-BL。各品种砧木根系表面积生长趋势如图所示，根系表面积增长到后期基本平缓，结合根系长度的增长趋势看，再次证明砧木幼苗根系生长在后期主要是新的毛细根，有利于植物从根系获取更多的养分；不同百香果砧木的根系表面积间存在差异，其中 DH-JW 的根系表面积极显著大于 ZJ-MT，ZJ-MT 极显著大于 XH-BL、XH-TWZ、LP-LZ，且这三者之间无显著差异。根系体积的生长趋势和根系表面积基本一致，DH-JW 与 ZJ-MT 两者的根系表面积间无显著差异且都极显著大于另外 3 种百香果砧木，而这 3 种百香果砧木的根系表面积无显著差异(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(P<0.05)
1.2.3 生物量及其变化
在观测期间(图 4)，5 种百香果砧木的生物量和动态生长情况均存在差异，至 7 月 1 日，各百香果砧木地上生物量大小顺序为 ZJ-MT>DH-JW>XH-TWZ>XH-BL>LP-LZ，其中 DH-JW 和 ZJ-MT 两者地上生物量无差异且都极显著大于其他 3 种百香果砧木，XH-BL 和 LP-LZ 地上生物量最小，两者间无差异且都极显著小于其他 3 种百香果砧木；而地下生物量大小顺序为 DH-JW>ZJ-MT>XH-TWZ>LP-LZ>XH-BL，其中DH-JW 地下生物量极显著大于其他 4 种砧木，XH-BL 和 LP-LZ 的地下生物量也是最小，两者之间无差异且极显著小于其他 3 种砧木。
图 4 砧木实生苗生物量动态变化
注: 图中不同小写字母表示差异显著(P<0.05)
1.3 百香果砧木嫁接苗成活率及苗高(H) 、地径(D) 生长动态变化
百香果砧木的嫁接成活率都较高，除了 LP-LZ 的嫁接成活率为 93.75%相对较低，显著低于其他四种砧木，XH-BL 的嫁接成活率最高，达到 100%，其次是 XH-TWZ 的嫁接成活率为 98.61%(图 5)。
嫁接 15 d 后 XH-TWZ 的苗高及其生长趋势一直高于其他四种砧木，嫁接 60 d 后(至 8 月 19 日)，XH-TWZ、ZJ-MT、XH-BL 三者作为砧木的嫁接苗苗高之间无显著差异，且三者都显著高于另外 2 种砧木的嫁接苗苗高，LP-LZ 作为砧木的嫁接苗苗高最小，显著低于其他 4 种砧木的嫁接苗苗高(图 6)。
各砧木嫁接苗的地径及其生长存在差异，嫁接 15 天后开始，XH-TWZ 的地径生长一直高于其他 4 种砧木的嫁接苗地径，嫁接 60 d 后(至 8 月 19 日)，XH-TWZ 的平均地径为 4.02 mm，是 5 种砧木的嫁接苗中最大的，且显著高于其他四种砧木的嫁接苗地径，地径最小的是 LP-LZ，平均地径为 3.42 mm，显著低于其他四种砧木嫁接苗的地径(图 6)。
图 5 不同砧穗组合成活率
注:不同小写字母表示差异显著(P＜0.05)
图 6 不同砧穗组合嫁接苗苗高地径动态变化
注: 图中不同小写字母表示差异显著(P＜0.05)
1.4 不同百香果砧木嫁接苗光合特性及内源激素含量比较
净光合速率可以反映植物积累养分的效率，不同品种砧木的嫁接苗中，净光合速率最大的是 LP-LZ 作为砧木的嫁接苗，其次是 XH-TWZ 作为砧木的嫁接苗，这两种砧木的净光合速率无显著差异；净光合速率最小的是 XH-BL 作为砧木的嫁接苗，显著低于其他四种砧木的。蒸腾速率最大的 LP-LZ 作为砧木的嫁接苗，其次是 DH-JW，这两者间无差异，且显著大于其他 3 种砧木的嫁接苗，XH-BL 的蒸腾速率最小，显著低于其他 4 种砧木的嫁接苗( 表 1 )。
表 1 不同砧穗组合光合生理特征
注: 表中数据表示平均值±标准差; 不同大写字母表示差异极显著(P＜0.01); 不同小写字母表示差异显著(P＜0.05)
不同品种砧木嫁接苗 4 种激素含量存在显著差异，4 种激素中 ABA 的含量最高，其次是 IAA，含量最低的是 GA；5 种不同砧木的嫁接苗中，ABA 含量最高的是 XH-BL 为砧木的嫁接苗，IAA 含量最高的是XH-TWZ 为砧木的嫁接苗，ZR 含量最高的也是 XH-TWZ 作为砧木的嫁接苗，GA 含量最高的是 LP-LZ 作为砧木的嫁接苗( 表 2 )。
表 2 不同砧穗组合叶片内源激素含量
1.5 不同百香果砧木形态、生理的主成分分析
采用 SPSS 对各项指标的数据进行主成分分析后得到 5 个主成分，累计贡献率达到 99.257%，说明这个 5 个主成分能全面反映五种百香果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 主成分的特征值、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、砧木的嫁接苗的气孔导度、净光合速率、胞间二氧化碳浓度等苗木形态指标和生理指标；决定第 2 主成分大小的主要是砧木种子的发芽率、砧木实生苗地径，砧木的嫁接苗的苗高和地径；决定第 3 主成分的主要是是砧木种子的发芽率及砧木嫁接苗的 ZR 含量；决定第 4 主成分的主要是砧木嫁接苗的地茎和蒸腾速率；决定第 5 主成分的主要是砧木嫁接苗的 ABA 含量(表 4)。
表 4 成分矩阵
以5 种主成分和以每个主成分所对应的特征值占总的特征值的比值为权重，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 是最优的，ZJ-MT 其次，XH-BL最差。 ZJ-MT 的苗高、地上生物量、地下生物量、根长、根体积、根表面积等第 1 主成分指标都显著高于其他 3 种砧木,故 DH-JW 和 ZJ-MT 作为砧木优于其他 3 种砧木。
表 5 综合主成分
2 讨论
种子休眠是植物长期演化获得的适应低温、干旱等不良环境条件的生理特性、休眠特性与物种的地理起源和分布地的环境条件有关(宋莎等, 2011)。试验中 5 种百香果砧木的种子来自于不同的地区，发芽率亦有显著差异，几个砧木品种中，XH-BL 的发芽率最高，DH-JW 次之。在砧木实生苗时期，测定砧木苗高地径可以确定嫁接时间，砧木苗的地径达到 3~4 mm 就可以嫁接，发芽率高、地径生长速率快的砧木品种可以减少生产成本和管理周期。根系作为砧木重要的一部分，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; 谭占明等, 2021)。本次研究的几种百香果砧木中，根系较为发达的 DH-JW、ZJ-MT综合得分也较高。
优良砧木不仅要求嫁接成活率高，还要求对树体生长、产量和品质等方面有良好的的影响,砧穗之间亲和性越好嫁接成活率就会越高。本次试验的 5 种砧木的嫁接成活率都达 90%以上，说明这几种百香果砧木嫁接台农一号百香果的亲和性都较高。不同砧木对树体生长具有一定影响，研究发现，阳玫瑰葡萄树体长势以‘贝达’和‘1103P’做砧木的最为旺盛，以‘5BB’和‘SO4’做砧木的较旺盛，以‘夏黑’做砧木与自根的较弱(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 2 种类型(牛锐敏等, 2020)。本试验中，XH-TWZ 作为砧木的百香果嫁接苗长势较好，嫁接两个月后平均苗高、地径都显著高于其他几种砧木的嫁接苗；而 LP-LZ作为砧木的百香果嫁接苗，嫁接两个月后平均苗高、地径都显著低于其他几种砧木的嫁接苗。虽然 DH-JW、ZJ-MT 实生苗长势优于其他几种砧木，但是作为砧木后的嫁接苗并没有明显优势，可能是这两种砧木嫁接后自身还在处于旺盛生长期，没有很好的给接穗供给营养，可能是这两种砧木此时木质化程度高于其他几种砧木，所以在嫁接初期愈合时间比其他几种砧木的要长，生长速率也低于其他几种砧木，在试验中，只测量了接穗的粗度，没有测量砧木的粗度，没有比较砧木和接穗的长势，在以后的试验中可以进一步研究，观察在这些不同砧木的百香果嫁接苗中是否存在“大小脚”现象。
植物光合作用的强弱对于植物生长、 产量及其抗逆性都具有十分重要的影响(李小红等, 2009)。本次研究对嫁接 3 个月后的百香果嫁接苗进行光合生理指标测定，结果显示，XH-TWZ、LP-LZ 作为砧木的嫁接苗净光合速率显著高于其他砧木的嫁接苗，这与综合评价结果不一致，可能由于测量的是幼苗，光合作用各项指标的值普遍较小。IAA 是植物生长必需的内源激素，其含量直接影响树体的生长势，IAA 含量与植株生长势呈正相关关系(隗晓雯等, 2013; 何文等, 2017)。本次试验中，XH-TWZ 作为砧木的嫁接苗 IAA含量最高，长势也是最好的。本次试验侧重于百香果嫁接苗培育中生长形态指标的研究，缺少对百香果嫁接苗抗氧化系统、嫁接口愈合组织解剖，内源激素含量不同时期的动态变化的研究。
本 次 研 究 综 合 评 价 得 出 以 下 结 论 ， 5 种 百 香 果 砧 木 的 综 合 评 价 由 高 到 低 依 次 是DH-JW>ZJ-MT>LP-LZ>XH-TWZ>XH-BL，在本研究所选取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、根表面积等对综合评价结果影响较大。
3 材料与方法
3.1 试验材料
试验共选取5个百香果砧木品种的种子育苗，于2020年4月中旬在贵州平塘大棚内播种于32孔穴盘育苗，选取籽粒饱满、无病虫的种子，清水浸泡24 h，0.5%高锰酸钾消毒后播种。2020年5月中旬穴盘苗长至2~3片真叶是移至口径约为7 cm的营养杯中(表6)。
表 6 试验百香果砧木品种
3.2 砧木播种发芽率记录
2020 年 4 月播种后，随机选取 3 个育苗盘统计，每天记录各品种砧木种子发芽数，持续记录 30 天。发芽率=第 30 天发芽种子数/供试种子数。
3.3 不同百香果砧木幼苗生长指标测定
播种 30 d 后，每隔 15 d 记录统计各品种砧木幼苗的苗高、地径、生物量、根系特征，总共记录 4 次，持续 60 d。
3.4 不同百香果砧木嫁接苗生长指标及生理指标测定
播种后 60 d，各品种砧木茎粗达到 3~4 mm 时开始嫁接，台农一号作为接穗，采用劈接的方法嫁接，嫁接 7 d 后记录嫁接苗的成活率、长势，嫁接苗生长 90 d 后测定不同砧木嫁接苗的光合特性，内源激素含量。
3.5 生长指标及生理指标测定
苗高、地径：苗高使用钢卷尺测量；地径使用游标卡尺测量；嫁接苗的苗高从嫁接口开始测量，地径测量嫁接口上方 1 cm 处。
生物量：使用烘干法，取样后洗净放入 104 ℃烘箱内烘 48 h 至恒重，使用天平称量，分为地上生物量与地下生物量。
根系特征测定：采用双光源专用 EPSON 扫描仪对根系扫描，用万深 LA 根系图像分析软件分析扫描图片，得出根系长度、根系表面积、根系体积。
光合指标及内源激素测定：光合特性使用 CI-340 光合仪于天气晴朗的上午 9：00-11：00，选取生长良好的百香果嫁接苗中部的成熟叶片进行光合指标的测定，每种砧穗选取 3 株苗，每株苗选取 3 张叶片进行测定。
内源激素测定赤霉素(GA)、玉米素核苷(ZR)、生长素(IAA)、脱落酸(ABA)采用酶联免疫法。试剂盒来自上海酶联生物科技有限公司。准确称取各处理的成熟叶片各 0.1 g，冲洗干净，液氮研磨后按试剂盒规程操作。
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