天山樱桃嫁接亲和的解剖学初步研究.pdf

收 稿日期 2020 09 05 基金项目 国家科技部重点研发计划项目 2016YFC0501501 新疆农业大学 2612创新团队 新疆维吾尔自治区园艺学重点学科 新疆农 业大学大学生创新项目 XJAU2020383 作者简介 吴佳乐 2000 女 新疆喀什人 在读本科生 主要从事果树栽培生理方面研究 天山樱桃嫁接亲和的解剖学初步研究 吴佳乐 杨亚飞 何振 彭雪 周龙 新疆农业大学林学与园艺学院 新疆乌鲁木齐 830052 摘 要 天山樱桃是一种极具特色的野生果树 具有很强的抗逆性 本研究以天山樱桃为砧木 通过嫁接壶汗樱桃和山杏 观测 其嫁接成活率 嫁接后萌芽和接穗的生长情况 在进一步分析接穗与砧木新梢解剖形态结构和参数的基础上 探讨其嫁接亲和 性 初步认为天山樱桃和壶汗樱桃具有较高的嫁接亲和性 山杏次之 关键词 天山樱桃 砧木 嫁接亲和性 解剖结构 中图分类号 S662 5 文献标识码 A DOI 编码 10 3969 j issn 1006 6500 2020 12 001 Preliminary Study on the Anatomic Parameters of Cerasus tianschanica Graft Compatibility WU Jiale YANG Yafei HE Zhen PENG Xue ZHOU Long College of Forestry and Horticulture Xinjiang Agricultural University Wulumuqi Xinjiang 830052 China Abstract Cerasus tianschanica Pojark was a particular features wild fruit tree has strong environment stress resistance Using Cerasus tianschanica Pojark as rootstocks observed grafting survival rate and germination growth condition of scion by grafted Cerasus L kuhan and Prunus armeniaca The graft compatibility were discussed on the base of further analysis anatomical structure and anatomic parameters of scion and stock The result showed that Cerasus tianschanica Pojark and Cerasus L kuhan had higher graft compatibility than Prunus armeniaca Key words Cerasus tianschanica Pojark rootstocks graft compatibility anatomical structure 天津农业科学 ian in A ricultural ciences 20 20 26 12 1 4 作物栽培与设施园艺 砧木对果树有着重要的影响 包括树体生长 开花结果 环境适应能力 生理特性和抗逆性等方 面 1 砧木作为果树的重要组成部分 不仅影响树体 对矿质营养元素的吸收 运转和利用 而且对地上部 分的生长发育和果实品质的形成具有重要的调控作 用 2 崔洪宇等 3 学者认为适宜的砧木对地上部器官 的生长产生良好影响 然而近年来生产上由于砧木 选用不当造成果树砧穗之间出现部分不亲和或者延 迟不亲和现象严重影响了果实的品质和产量 造成 经济损失 国内外很多学者对于果树砧木的亲和性 进行了大量的研究工作 骆建霞等 4 认为嫁接成活 过程实质上是砧穗通过愈伤组织产生 融合 结合成 一个有机体的过程 通过观察砧穗的解剖结构和嫁 接体的解剖结构 可以鉴定砧穗间的亲和性 陈哲 等 5 通过观察不同荔枝品种石蜡切片亲和组合和不 亲和组合在解剖结构上的差异发现亲和性良好的 组合 砧穗间的离层基本消失 维 管束桥 形成 Errea 等 6 以 梨 树为 材料 分 别 在亲和与不亲和的砧木 中 进行嫁接 试验 结果 表明 不亲和的嫁接组合 中 形成 层分 化退化 维 管束未完全连 接 天山樱桃 属 于 蔷薇 科李亚科 樱桃 属矮 生樱 亚属植物 7 野生 状 态 下 天 山樱桃树体 矮小 根系 发 达 抗 寒 耐旱 耐瘠薄 而 且具有 早 果 矮化及 抗 病 等 优点 不仅可以与 李亚属 种或樱 亚属 的种质 资源 进行 杂交 而且可成为樱 桃砧木的亲本选育 材料 为种间 资源 的 创 新 提供 可能 8 目前关 于天山樱桃的研究多 集中 在其地 理 分 布 植物 学特 征 物候期 观察 生态适应性和 群落 更 新方面 9 而对于天山樱桃作为砧木利用方面的 研究 尚未见报道 植物 嫁接体的愈合过程 涉及到 砧 穗间 细胞 学结构 及 组织学等方面的 问题 本研究以 天山樱桃 酸 樱桃和山杏为 试材 通过对其解剖结构 的观察 研究天山樱桃作为砧木的可行性 为 今 后天 山樱桃的研究 提供 参 考依据 1 材料和方法 1 1 试验材料 供试材料 天山樱桃 Cerasus tianschanica 天 津农业科学 第 26卷 1 为壶汗樱桃嫁接后萌芽情况 2 为壶汗樱桃解除绑带后愈合情况 3 为山杏嫁接后萌芽情况 4 为山杏解除绑带后愈合情况 接穗 嫁接成活率 嫁接萌芽率 新梢长度 cm 新梢粗度 mm 愈合情况 壶汗樱桃 75 94 88 27 33 78 5 8 11 69 3 4 有瘤状突起 山杏 67 72 73 51 25 69 4 7 13 32 4 3 瘤状突起不明显 Pojark 壶汗樱桃 Cerasus L kuhan 山杏 Prunus armeniaca 于 2017年栽入新疆农业大学试 验田 树体长势一致 无病虫害 采集地属温带大陆 性气候 年平均降水量 294 mm 2020 年在树体新梢 生长期用修枝剪采集发育健壮无病虫害的一年生新 梢茎段 每个品种采集约 20 个样品 剪成长约 3 5 cm 的小段放入盛有 FAA 固定液 70 的乙醇 福 尔马林 冰醋酸的体积比为 90 5 5 的青霉素瓶密封 带回保存于 4 的冰箱用于解剖结构观察 1 2 试验方法 1 2 1 嫁接情况观测 4月 10 日萌芽期将壶汗樱 桃 山杏分别嫁接到天山樱桃上 嫁接方法为劈接 法 每个品种至少嫁接 25 棵 嫁接后每 5 d 对砧木 进行一次抹芽处理 嫁接 20 d 后统计成活率和萌芽 率 嫁接 50 d 后用游标卡尺测量接穗新梢长度和新 梢第 1节的粗度 1 2 2 3个品种新梢解剖观测 用石蜡切片法制 片 试验材料经 FAA 固定 乙醇脱水 二甲苯透明 石蜡包埋 用旋转切片机将天山樱桃和壶汗樱桃切 成厚度为 8 m 的切片 山杏切成厚度为 12 m 的 切片 每个品种的新梢切片不少于 10张 脱蜡后番 红 固绿染色 中性树胶封片 制成永久制片 将制片 置于奥特光学 BK 5000 显微镜下观察 测量并照 像 在图像测量软件 Digimizer 下测定结构参数 重 复 15次 取其平均值 2 结果与分析 2 1 嫁接情况观测 天山樱桃作为砧木的嫁接情况如表 1所示 壶 汗樱桃的嫁接成活率和嫁接萌芽率均 高 于山杏 分 别为 75 94 和 88 27 山杏的嫁接成活率和嫁接 萌芽率 较低 只 有 67 72 和 73 51 从 嫁接成活率 和嫁接萌芽率 来看 天山樱桃 与 壶汗樱桃的嫁接 亲 和性 优 于山杏 壶汗樱桃嫁接 后 萌发的新梢长度为 33 78 cm 新梢粗度为 11 69 mm 山杏嫁接 后 萌发的 新梢长度为 25 69 cm 新梢粗度为 13 32 mm 壶汗 樱桃的新梢长度和粗度均 高 于山杏 表 1 不同接穗品种嫁接后生长情况 图 1 不同接穗品种在天山樱桃砧木上的表现 2 第 12期 图 2 3个品种一年生新梢解剖观测 2 2 不同品种新梢横切面结构特征的比较 天山樱桃 壶汗樱桃 山杏的解剖结构如图 2 所示 从图中可以看出天山樱桃 壶汗樱桃 山杏的 新梢解剖结构组成基本相同 由内到外依次为 髓 木质部 形成层 韧皮部 皮层 表皮 但其各组成部 分的面积所占茎段横切面积的比例不同 天山樱 桃 壶汗樱桃 山杏 3种试材新梢的各解剖参数如 表 2所示 从茎直径来说 壶汗樱桃和山杏较为接近 分别 为 1 539 38 m 和 1 596 17 m 是天山樱桃的 3倍 多 就髓直径来说 壶汗樱桃和山杏同样高于天山樱 桃 进一步对髓率 木质部率和韧皮部率研究发现 3 个品种髓率相差不大 就木质部率和韧皮部率来说 天山樱桃和壶汗樱桃较为接近 综合茎 髓 髓率 木 质部率 韧皮部率分析可知天山樱桃的新梢解剖结 构和壶汗樱桃的较为相似 与山杏次之 品种名 茎直径 m 髓直径 m 髓率 木质部率 韧皮部率 天山樱桃 473 13 56 71 481 470 22 97 26 0 2 7 25 70 0 46 21 6 3 8 壶汗樱桃 1 539 38 223 32 805 690 60 73 25 1 8 4 27 20 6 81 17 8 6 2 山杏 1 596 17 84 6 745 998 39 15 25 7 0 5 17 30 0 13 33 0 0 7 表 2 3个品种一年生新梢解剖参数 Co 为皮层 Ph 为韧皮部 Xy 为木质部 Pi 为髓 Ep 为表皮细胞 吴佳乐等 天山樱桃嫁接亲和的解剖学初步研究 3 天 津农业科学 第 26 卷 3 讨论与结论 在嫁接亲和性研究中 成活率是判断嫁接亲和 力的常用指标 可以作为判断砧穗组合的短期嫁接 亲和性 10 天山樱桃与壶汗樱桃嫁接成活率高于山 杏嫁接成活率 两者嫁接成活率均达到 67 以上 刘梦梦等 11 认为导管密度 木质部面积 横截面面积 的比值与树体生长势呈正相关 即木质部面积越大 树体生长势越强 壶汗樱桃的木质部为 27 明显 高于山杏 故其新梢的长势也较好 然而本研究发 现 山杏和壶汗樱桃嫁接在天山樱桃砧木上虽然具 有一定的嫁接成活率 但是从外观表现上 都有瘤状 突起 表现为砧木与接穗在切口正常产生愈伤组织 并分裂增殖 但薄壁愈伤细胞不融合也就导致后期 愈伤细胞无法分化从而出现瘤状突起 呈现不完全 亲和的状态 12 一些学者认为砧木与接穗细胞间存 在识别和信息交流 砧穗间明确识别和信息交流是 嫁接体愈合的关键 亲和性好的砧穗组合细胞之间 能够相互识别 愈伤组织接触后 逐渐形成连续的胞 间连丝 13 嫁接不完全亲和的组合存在细胞间交流 受阻的现象 14 国内学者文壮 15 认为解剖结构可以 直接反映砧穗间嫁接亲和性 同时结合嫁接成活率 和接穗的生长势 则可对砧穗嫁接亲和性更准确的 判断 本研究中 尽管壶汗樱桃和山杏嫁接在天山 樱桃砧木上均能成活 且成活率无显著差异 但从 新梢长势和形态表现看 壶汗樱桃作为接穗时 新 梢长势较好 可达 33 78 cm 结合其一年生新梢解 剖形态和参数可认为壶汗樱桃与天山樱桃的嫁接 亲和性更好 目前关于嫁接亲和性的研究 国内外 学者主要从细胞学 组织学 离体培养技术 生物化 学 植物生理 植物物理等方面进行 16 天山樱桃这 种极具特色的野生 果 树 对其砧木的 利 用研究 意义 深远 而关于嫁接亲和性方面更 需 要 投入 更 多 的研 究 工 作 参考文献 1 夏营 不同 梨 砧木对 氮素吸收利 用特性的研究 D 泰安 山 东农业 大学 2017 2 张秀芝 郭江云 王永章 等 不同砧木对 富士苹果矿 质 元 素含量 和 品 质指标的 影响 J 植物 营 养与 肥料 学 报 2014 20 2 414 420 3 崔洪宇 周保利 吴波 嫁接 甜瓜 生 育及光 合特性的研 究 J 天 津农业科 学 2007 2 32 34 4 骆建霞 郑鑫 史燕 山 等 绿宝 苹果 与不同砧木嫁接 的解剖学研究 J 北 方 园艺 2017 14 25 31 5 陈哲 井岗红糯 荔枝 嫁接亲和性 及 其 机 理研究 D 广 州 华南农业 大学 2016 6 ERREA P GARAY L Mar n J A Early detection of graft incompatibility in apricot Prunus armeniaca using in vitro techniques J Physiologia plantarum 2010 112 1 135 141 7 廖康 秦伟 周龙 等 新 疆 野生 果 树 资源 研究 M 乌鲁 木 齐 新 疆科 学 技 术出 版社 2013 8 彭妮 李艳艳 邵巧婷 等 天山樱桃组织培养中 初代 培养 物的 建立 J 北 方 园艺 2013 9 116 118 9 王超 周龙 彭妮 等 天山樱桃 花芽 形态分化研究 J 西 北农业 学 报 2015 24 5 97 101 10 杨邵 束庆龙 姚小华 等 油茶 不同 芽苗 砧嫁接组合的 亲和性生理 J 东北林业 大学学 报 2015 43 7 20 22 11 刘梦梦 洪励伟 李娟 等 不同砧木嫁接的 砂糖橘 解剖 结构 及酶 活性研究 J 热带 作物学 报 2018 39 2 209 216 12 吴烨 刘 雯倩 胡茜 等 番茄 与 黄瓜远缘 嫁接愈合口形 成 过程 的组织解剖分 析 J 中 国农业 大学学 报 2020 25 4 49 60 13 JEFFREE C E YEOMAN M M Development of intercellular connections between opposing cells in a graft union J New phytologist 1983 93 4 491 509 14 SOUMELIDOU K BATTEYNH JOHNP et al The anatomy of the developing bud union and its relationship to dwarfing in apple J Annals of botany 1994 74 6 605 611 15 文壮 洪怡 郭凯斌 等 贵州 2 种砧木对 甜 樱桃嫁接口 解剖结构 及幼苗 生长特性的 影响 J 西南农业 学 报 2018 31 12 2557 16 王威 刘 燕 植物嫁接亲和性 鉴 定研究进 展 J 湖北农 业科 学 2012 51 10 1950 1953 4