新疆野苹果嫁接亲和性研究

known 发布于 2025-07-09 阅读(428)

摘 "要:为了对新疆野苹果进行抢救性保护,选用新疆野苹果系砧木、八棱海棠砧木和SH38砧木以及10种待保护的新疆野苹果接穗,采用劈接的方法,对新疆野苹果的嫁接亲和性进行了探讨。结果表明,不同的新疆野苹果接穗对不同的砧木具有特定的亲和性,其中GB-9和XY-16对新疆野苹果砧木具有较好的亲和性,GD-12对新疆野苹果系砧木和八棱海棠砧木的亲和性均差。

关键词:新疆野苹果;砧木;接穗;嫁接亲和性

中图分类号:S661.1 """""文献标志码:A """""文章编号:1002-2910(2025)01-0011-05

Study on the graft compatibility of Malus sieversii

ZUO Peijie1,2, ZHANG Xuechao3, MENG Xiangpeng2, WANG Meili2, CHEN Dixin1, ZHANG Ruiping2*

(1.Henan University of Science and Technology, Luoyang, Henan 471023, China;"2.Zhengzhou Fruit Research Institute,"Chinese Academy of"Agricultural Sciences, Zhengzhou, Henan 450009, China; 3.Institute of Agricultural Sciences of Ili Kazak Autonomous Prefecture, Yining, Xinjiang 835000, China)

Abstract:"To implement emergency conservation measures for Malus"sieversii, this experiment selected Malus"sieversii"rootstocks, Malus"robusta"Balenghaitang rootstocks, Malus"domestica"SH38 rootstocks, and ten Malus"sieversii"scions. The grafting compatibility of Malus"sieversii"was explored using the method of splitting and three replicates, serving as a foundation for emergency conservation measures for Malus"sieversii. The results indicated"that different Malus"sieversii"scions exhibit specific compatibility with different rootstocks. GB-9 and XY-16 showed good compatibility with Malus"sieversii"rootstocks, GD-12 exhibits poor compatibility with both the Malus"sieversii"and Malus"robusta"rootstocks.

Key words: Malus"sieversii; rootstock; scion; graft affinity

新疆野苹果(Malus sieversii)属于蔷薇科(Rosaceae)苹果属(Malus)多年生落叶果树,其野生种质资源在研究苹果的起源演化、遗传多样性和种质改良中具有重要作用[1]。但近年来由于放牧、开荒、采摘野苹果果实以及病虫害等的影响,新疆野苹果自然种群数量锐减,新疆的新源县和巩留县野苹果自然种群分别从1960年的41.86 km2、""37.50 km2减少到2020年的16.00 km2,16.33 km2[2],目前被列为二级濒危保护植物(图1),因此开展新疆野苹果资源的保存和研究工作,对于中国苹果种质以及育种工作具有深远的意义[3]。

果树种质资源作为植物育种的基础和原始材料,是生产的物质基础,在果树育种中占有重要地位[4]。种质资源的保存可以挽救大批珍稀濒危的资源,维护生物多样性的同时,为科学研究以及后续的开发利用提供基础[5]。果树种质资源保存方式[6]主要有离体保存(种子保存、组织培养保存、超低温保存、基因文库保存、根域限制栽培、植物人工种子、胚培育技术等)、原生境保存和异地保存。在新疆野苹果中,目前已经部分实现超低温保存[7]、原生境保存、异地保存[8,9]、种子保存、组织培养保存等,但这些保存方法体系的建立正在研究中。

由于嫁接繁殖速度快,可以通过砧木增强抗寒、抗旱、抗病虫等能力并能保持接穗的优良性状,因此,目前通过嫁接繁殖技术实现果树资源的保存是异地保存的主要方式。嫁接亲和性是嫁接繁殖能否成功的最基本条件,嫁接存活率、砧木与接穗之间的生长反应、嫁接口的愈合程度是嫁接亲和性的主要评判标准。李开花等(2015)以新冠、新帅和红肉苹果为接穗嫁接到新疆野苹果砧木上,发现红肉苹果的嫁接亲和性高于新冠和新帅[10]。新疆野苹果作为砧木的抗性的研究较多,如抗苹果小吉丁虫[11]、土壤连作障碍[12]、抗旱[13]、抗寒[14]和耐盐碱[15]等,而作为保存新疆野苹果种质资源的砧木的亲和性的相关研究,目前尚未见报道。

笔者采用3种砧木嫁接10种新疆野苹果进行保存,3种类型砧木及其特点如下,①新疆野苹果系砧木(以下简称:XJY),耐寒力中等,耐旱力强,丰产;②八棱海棠砧木(以下简称:BA),根系发达,须根多,具有出色的抗性和耐瘠薄能力[16];③SH38砧木(以下简称:SH38),属于矮化砧木,与红富士等主栽苹果品种嫁接亲和力强,结果早,抗寒、抗抽条能力强,但需肥水量大,不耐盐碱[17]。研究10种新疆野苹果接穗和3种砧木的嫁接亲和性,为新疆野苹果的快速繁殖和保护提供参考。

1 "材料与方法

1.1 "试验地概况

试验地设在中国农业科学院郑州果树研究所苹果资源圃内。

1.2 "试验材料

2023年3月从国家果树种质新疆野苹果资源圃选取10份新疆野苹果资源的接穗,其资源圃编码为:GD-9、GD-10、GD-12、GD-16、GD-17、GB-9、XY-53、XY-16、HDM-21、HDM-12;砧木为本课题组前期已扩繁保存的3种类型的砧木,分别为新疆野苹果系砧木、八棱海棠砧木和SH38砧木,所用砧木均为独立盆栽,两年生,株高约1 m。

1.3 "试验方法

于2023年3月在中国农业科学院郑州果树研究所苹果资源圃内采用劈接的方法进行嫁接。每种接穗嫁接在3种砧木上,各嫁接3株。选择和接穗粗细、长短相近的砧木嫁接到一起,接穗的生物学上端用嫁接膜封住,防止接穗水分流失,影响嫁接成活率。劈接步骤:①接穗切削;②砧木切削;③接合;④包扎(图2)。嫁接完成后进行正常的田间管理。

1.4 "测定指标及方法

嫁接存活率统计。2024年3月29日统计嫁接植株的嫁接存活率,以接穗新长出真叶无萎蔫表现、正常伸展无异样者为嫁接成活[18]。

嫁接存活率(%)=存活接穗数/总嫁接接穗数×100。

嫁接亲和力调查。2024年3月,用卷尺测量嫁接口以上的新梢长度[19],取平均值。观察嫁接部位的愈合程度,嫁接部位完全愈合为优,出现瘤状突起情况记录为良,其他为差[10]。

2 "结果与分析

2.1 "嫁接成活率分析

10种新疆野苹果资源嫁接到3种类型的砧木上,其嫁接存活率分布在0%~88.9%之间,差异较大,具体统计结果见表1:XJY作砧木嫁接存活率为60.00%;BA作砧木嫁接存活率为46.67%;SH38作砧木嫁接存活率为24.13%。XJY对新疆野苹果的嫁接存活率最高,表明XJY较适合作为以上10种新疆野苹果接穗的砧木;SH38对新疆野苹果的嫁接存活率最低,表明SH38相较不适合作为以上10种新疆野苹果接穗的砧木。

接穗HDM-12在3种砧木上总的存活率最高,为88.90%,其次为GD-9、GD-16,存活率为77.80%,表明HDM-12、GD-9和GD-16比较适合以上3种砧木嫁接保存;接穗GB-9、XY-53、GD-12、HDM-21、XY-16和GD-17在3种砧木上的存活率为55.6%~22.20%,可以适当考虑选用以上3种砧木嫁接保存;接穗GD-10无存活,说明GD-10不适合通过以上3种砧木嫁接保存。

2.2 "嫁接后新梢长度分析

不同新疆野苹果资源的接穗在3种砧木上的新梢长度呈现差异,分布在19.40~109.10 cm之间,具体统计见表2,其中BA上嫁接的XY-16的新梢长度最长,为114.80 cm,次之的为XJY上嫁接的GD-17,新梢长度为109.10 cm;HDM-21在XJY上嫁接成活;HDM-12在XJY和SH38上新梢长度分别为90.00 cm和90.87 cm,相差不多,而在BA上最短。GD-9、GB-9、GD-16嫁接在BA上的新梢长度大于在XJY和SH38上的新梢长度。截至统计时间,已嫁接成活的植株中,XJY和BA的接穗新梢长度没有较为一致的差异倾向,但是SH38上成活的接穗有3/4新梢长度小于其他二者。

2.3 "嫁接亲和力评价

亲和性调查中发现,新疆野苹果嫁接XJY和BA后,尽管二者的新梢长度不相上下,但嫁接口愈合程度有差异,接穗GB-9和XY-16在新疆野苹果砧木上的伤口愈合最好,伤口平滑,没有明显的“大小脚”和瘤状突起,而其余的嫁接都发现不同程度的瘤状突起(图3)。最终,调查统计成活接穗的嫁接口愈合情况优和良比例和:XJY、BA、SH38分别为88.90%、87.50%和50.00%。综合嫁接成活率、嫁接后新梢长度和嫁接口愈合程度认为,XJY对新疆野苹果的嫁接亲和力最好、BA次之、SH38最差。

3 "小结与讨论

对于新疆野苹果的保存,目前已经有较多方法的尝试,如吴传金等[7]以新疆野苹果无菌试管苗为材料,实现了新疆野苹果资源的超低温保存(新疆野苹果茎尖在含有5%二甲基亚砜(DMSO)的""""0.4 mol/L蔗糖培养基上预培养3"d,60%玻璃化溶液(PVS2)中室温装载30 min,PVS2 0"°C下处理""""40 min,经液氮保存至少24 h后,转入继代培养基上再培养,成活率和再生率分别为93.3%和86.7%;闫秀娜等[20]通过对种子的不同层积处理,实现了对新疆野苹果资源的实生繁殖保存。超低温保存优点为可以避免继代培养和自然界中积累性的突变等发生的可能性,缺点为投入成本高,保存后也存在难以正常生长分化且成活率低等。嫁接保存的优点为嫁接繁殖速度快,可以增强植株的抗寒、抗旱、抗病虫等能力并能保持接穗的优良性状;实生繁殖的优点是一次播种可获得大量苗木,种子采集、贮存、运输方便,实生苗生长旺盛、抗逆性强、易驯化,缺点是无法保证野生种质保存的完整性、易混入异源花粉种质;嫁接保存和实生繁殖保存作为异地保存的两种方法,其共同缺点皆为需要长期投入土地、资金和人力,前者嫁接保存的技术要求高、易传播病毒,后者保存需加强种质完整性、退化等研究。

本研究以新疆野苹果作为接穗,探讨比较所用嫁接砧木的适应性。通过嫁接的方法分析了3种类型砧木对10种不同的新疆野苹果资源的保存状况,结果显示,新疆野苹果系砧木上嫁接新疆野苹果的嫁接成活率最高,这与李开花[10]等的研究结果相似。不同接穗在不同砧木上的新梢长度呈现差异,总体上在XJY和BA上略大。所有嫁接植株从创面的愈合情况来看,只有少数嫁接XJY的嫁接口较为光滑,如GB-9和XY-16,其他均呈现出一定的不亲和现象,可能是结合部位嫁接后产生的代谢物不能很好地流通所致。成活接穗的嫁接口愈合优良情况来看,新疆野苹果的嫁接亲和力最好、BA次之、SH38最差。

现代栽培苹果大多由新疆野苹果演化而来,加强对新疆野苹果资源的保护,对于研究苹果进化具有重要意义。由于新疆野苹果具有抗寒、抗旱等特点,也备受育种家关注。本研究分别以新疆野苹果、八棱海棠和SH38为砧木对10种新疆野苹果接穗进行保存,通过探讨它们之间的砧木互作关系发现,不同的新疆野苹果接穗对不同的砧木具有特定的亲和性,其中GB-9和XY-16对新疆野苹果具有良好的亲和性,HDM-12对新疆野苹果和SH38有较好的亲和性,GD-12对新疆野苹果和八棱海棠的亲和性均不好。

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基金项目:苹果珍稀濒危种质资源的抢救性保护(2021YFD1200202-02)。

*通信作者:张瑞萍(1981-),女,河南郑州人,副研究员,从事苹果资源、分子育种方面的研究工作。E-mail:zhangruiping@caas.cn

作者简介:左培杰(1999-),男,河南郑州人,在读硕士研究生,从事苹果资源方面的研究工作。E-mail:zuopeijie1999@163.com

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