银杏苗生理对正反嫁接和接穗性别响应差异_朱致.pdf

V Jan N14812023o o 2 0 2 3 年1 月第48卷第1期林业科技FORESTRY SCIENCE&TECHNOLOGY银杏苗生理对正反嫁接和接穗性别响应差异 朱致1王槿1郁万文1,2*（1 南京林业大学南方现代林业协同创新中心，江苏 南京 210037；2 江苏省农业种质资源保护与利用平台，江苏 南京 210014）摘要：研究了正反嫁接和接穗性别对银杏生长和生理的差异性影响，并基于隶属函数分析评价了 4 个组合的优劣。结果表明：（1）接穗性别明显影响了银杏新梢生长，显著影响了单叶面积；正反嫁接显著或极显著影响了银杏单叶面积、净光合速率、总黄酮含量，明显地影响了新梢生长量；接穗性别 正反嫁接交互作用对银杏苗生长和生理的影响不显著。（2）新梢长度与单叶面积、净光合速率呈强度正相关，而与叶绿素、可溶性糖、总黄酮含量呈中强度负相关；单叶面积与净光合速率呈中强正相关，与叶绿素、可溶性蛋白、可溶性糖、总黄酮含量呈中强负相关；净光合速率与叶绿素、可溶性糖、总黄酮含量呈中度负相关；叶绿素含量与可溶性糖含量呈极显著强度正相关。（4）基于隶属函数评价 4 个组合表现优劣顺序为 XZ、XD、CD、CZ。雄接穗的嫁接表现优于雌接穗；雄接穗较适于正芽接，而雌接穗较适于倒芽接。关键词：银杏；正反嫁接；接穗性别；生长；生理中国分类号：S718.43;S664 文献标识码：A 文章编号：1001-9499（2023）01-0001-05倒置嫁接（倒芽接或倒枝接）能增大经济林树种的枝条开张角度，改善树体通风透光条件，有效控制营养生长，促进生殖生长，加速花芽分化，提高果实品质1-5。但前人只是从表型层面上解释倒芽接或倒枝接的效果1-5，缺少从生理生化、转录-代谢-蛋白等组学层面探讨该技术效果或作用机理的研究，即缺少足够的理论支撑。因此，研究倒芽接和正芽接银杏接穗的生理差异，阐明倒置嫁接控制营养生长、促进生殖生长的生理基础可为倒置嫁接运用提供指导。银杏（Ginkgo biloba）嫁接后最快要三五年才结果，即嫁接后的三五年接穗处于营养生长阶段，期间倒芽接对接穗新梢生长及生理代谢的影响未见报道。基于此，本研究以正芽接和倒芽接植株为材料，同时考虑雌雄接穗对正反嫁接的适用性，分析 4 个组合接穗的新梢生长量、单叶面积、净光合速率、叶绿素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、总黄酮含量的差异，基于隶属函数分析评价 4 个组合的优劣，旨在为雌雄接穗及正反芽接在生产实践中的选择性运用提供参考。1 材料与方法1.1 试验材料接穗釆自南京林业大学校园内 1 株雄性优株和 1 株雌性优株上的 1 年生健壮枝条；砧木为 3年生盆栽实生苗（地径 101.0cm）。于 2021 年9 月选用粗度 0.81.0cm 的雌、雄接穗，采用带木质部芽片进行正芽接和倒芽接，其中正芽接即接芽的生理学上端向上，倒芽接即接芽的生理学上端向下，即雄接芽-正芽接（XZ）、雄接芽-倒芽接（XD）、雌接芽-倒芽接（CD）、雌接芽-正芽嫁接（CZ）4 个组合，每个组合嫁接 30 盆，嫁接成活率 80%左右。所有盆栽苗随机摆放，互不遮挡。2022 年 6 月初，每个组合选取生长相对一致的 5 盆苗木，测定每盆新梢生长量，并采集新梢上生长良好、健康无病虫害、叶位相同的 2枚叶片，用蒸馏水洗净擦拭干净后放入冰盒，带回实验室，测定相关指标。1.2 测定方法新梢生长量：6 月初，使用卷尺测定 4 个组合嫁接苗接穗新梢长度，即接穗上抽生的一级分枝的长度，每个组合重复 3 次。单叶叶面积：选取每盆苗木接穗上生长良好、健康无病虫害、叶位相同的 2 枚叶进行测定，并用 Photoshop 读取像素估算单叶面积，每个组合重复 3 次。净光合速率：上午 10:00 采用 Ciras-I 型光合测定系统测定 4 个组合嫁接苗新梢叶片的净光DOI:10.19750/ki.1001-9499.2023.01.001*江苏省大学生实践创新训练计划项目(202110298055Y）；江苏省高校优势学科建设工程项目（PAPD）第 1 作者：朱致（2000-），女，本科生。通讯作者：郁万文（1979-），男，副教授，主要从事经济林栽培研究。收稿日期：2022-11-20第 48卷林业科技2合速率。生理指标：叶绿素采用 95%乙醇提取法，使用分光光度计在 470nm、649nm、665nm 的波长处测定吸光度，并计算总叶绿素含量；可溶性蛋白质含量采用福林酚法测定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定；总黄酮含量采用亚硝酸钠-硝酸铝法测定。1.3 数据处理与统计分析采用 Excel 2019 和 SPSS 27.0 软件进行处理和统计分析。2 结果与分析2.1 正反嫁接和接穗性别对银杏新梢生长的影响经方差分析，正反嫁接、雌雄接穗及正反嫁接 雌雄接穗交互均未显著影响银杏新梢生长量（P0.05），但正反嫁接、雌雄接穗对新梢长度影响的 P 值均等于 0.06，接近 0.05，说明正反嫁接、雌雄接穗对新梢生长的影响是很大。多重比较结果（图）表明，倒芽接和正芽接的接穗新梢生长量在雌雄间差异不显著（P0.05）；雄株和雌株接穗新梢生长量在两种嫁接方式间差异也不显著（P0.05）。图 1 正反嫁接和接穗性别对银杏新梢生长的影响图 2 正反嫁接和接穗性别对银杏接穗单叶面积的影响 图 3 正反嫁接和接穗性别对银杏叶净光合速率的影响2.2 正反嫁接和接穗性别对银杏单叶面积的影响如图 2 所示，经方差分析正反嫁接极显著、雌雄接穗显著影响了银杏单叶生长（P正反嫁接0.01、P雌雄接穗0.05）。多重比较结果表明，正芽接-雌株接穗组合（CZ）的单叶面积显著高于正芽接-雄株接穗组合（XZ）（P0.05）；雌雄正芽接组合（CZ 和XZ）的单叶面积均显著高于对应雌雄倒芽接组合（CD 和 XD）（P0.05），正反嫁接 雌雄接穗交互对净光合速率的影响也不显著（P0.05）。经多重比较发现，正芽接和倒芽接的银杏叶净光合速率在雌雄接穗间差异均不显著（P0.05）；XD 组合的净光合速率显著低于 XZ（P0.05），雌株接穗单叶面积在正反嫁接间差异不显著（P0.05）。多重比较结果表明，倒芽接-雄株接穗组合 XD 的叶绿素含量显著高于组合 CD（P0.05）；雄株接穗-倒芽接组合 XD 的叶绿素含量显著高于组合 XZ（P0.05）。2.5 正反嫁接和接穗性别对可溶性糖含量的影响如图 5 所示，正反嫁接、雌雄接穗及正反嫁接 雌雄接穗交互对银杏叶可溶性糖含量的影响均不显著（P0.05）。多重比较结果表明，倒芽接-雄株接穗组合 XD 的可溶性糖含量显著高于组合 CD（P0.05）；组合XD 的可溶性糖含量显著高于组合 XZ（P0.05）。图 5 正反嫁接和接穗性别对银杏叶中可溶性糖含量的影响图 6 正反嫁接和接穗性别对银杏叶可溶性蛋白质含量的影响2.6 正反嫁接和接穗性别对 可溶性蛋白含量的影响如图 6 所示，正反嫁接、雌雄接穗及正反嫁接 雌雄接穗交互对银杏叶可溶性蛋白质含量的影响均不显著（P0.05）。多重比较结果表明，正芽接-雄株接穗组合 XZ 叶中可溶性蛋白含量显著高于组合 CZ（P0.05）；雄接穗叶中可溶性蛋白含量在正反嫁接间差异不显著（P0.05），但倒芽接-雌性接穗组合 CD 叶中可溶性蛋白含量显著高于组合 CZ（P0.05）。2.7 正反嫁接和接穗性别对总黄酮含量的影响如图 7 所示，经方差分析正反嫁接极显著影响了银杏叶中总黄酮含量（P0.05）。多重比较结果表明，倒芽接-雄株接穗组合 XD 叶中总黄酮含量显著高于XZ（P0.05），CD组合显著高于CZ组合（P0.05）。图 7 正反嫁接和接穗性别对银杏叶总黄酮含量的影响2.8 相关性分析由表 1 可知，新梢长度与单叶面积和净光合速率呈正相关，而与叶绿素、可溶性蛋白、可溶性糖、总黄酮含量呈负相关。单叶面积与净光合速率呈正相关，而与叶绿素、可溶性蛋白、可溶性糖、总黄酮含量呈负相关。净光合速率与叶绿素、可溶性蛋白、可溶性糖、总黄酮含量呈负相关。叶绿素含量与可溶性蛋白、总黄酮含量呈弱度相关，而可溶性糖含量极显著呈正相关（P0.01）。可溶性蛋白含量与总黄酮含量呈正相关，可溶性aaabbabbbbaabc7.006.005.004.003.002.001.000.00252015105014121086420XDXDXDCDCDCDXZXZXZCZCZCZ处理组合处理组合处理组合可溶性糖含量/mgg-1FW总黄酮含量/mgg-1FW可溶性蛋白质含量/mgg-1FW朱致等：银杏苗生理对正反嫁接和接穗性别响应差异第 48卷林业科技4表 1 相关指标的 Pearson 相关性分析项目新梢长度单叶面积净光合速率叶绿素可溶性蛋白含量可溶性糖含量总黄酮含量新梢长度1.000单叶面积0.9021.000净光合速率0.7100.7811.000叶绿素含量-0.820-0.504-0.5081.000可溶性蛋白含量-0.394-0.687-0.215-0.1811.000可溶性糖含量-0.837-0.542-0.576 0.997*-0.167 1.000总黄酮含量-0.680-0.929-0.7570.1680.8000.221 1.0002.9 隶属函数评价基于隶属函数评价可知(表 2)，4 个处理的隶属函数值从高到低顺序为雄株-正芽接组合XZ、雄株-倒芽接组合 XD、雌株-倒芽接组合CD、雌株-正芽嫁接组合 CZ。进一步分析可知，雄接穗的嫁接表现优于雌接穗；雄接穗较适于正芽接，而雌接穗较适于倒芽接。表 2 四个组合处理的隶属函数评价项目XDCDXZCZ新梢长度0.0000.6150.6151.000单叶面积0.0000.2360.6161.000净光合速率0.0000.3401.0000.686叶绿素含量1.0000.0000.3720.226可溶性蛋白含量0.5341.0000.6520.000可溶性糖含量1.0000.0000.2940.200总黄酮含量0.8481.0000.2660.000隶属函数均值0.4830.4560.5450.445排名23143 结论与讨论木本雌雄株因对资源的需求不同导致其在形态、生长、生理及生态特性等方面表现出差异，而且这种差异一般在逆境条件下表现得更明显6-7。本试验表明，接穗性别明显影响了新梢生长，其中 CZ 组合的新梢生长量比 XZ 组合高 17.7%，糖含量与总黄酮含量呈弱度正相关。CD 组合的新梢生长量比 XD 组合高 39.6%；接穗性别显著影响了银杏接穗的单叶面积（P0.05），但雌雄接穗对正反嫁接的适应程度存在差异，其中影响程度较高的有：XZ 组合叶片净光合速率比CZ 组合高 10.4%，XD 组合叶片净光合速率比 CD组合低 12.7%；倒芽接的雄接穗叶片叶绿素含量比雌接穗高 19.5%；倒芽接的雄接穗叶可溶性糖含量比雌接穗高 37.3%，即雄接穗的净光合速率更适合正芽接，而雄接穗的叶绿素含量、可溶性糖含量更适合倒芽接，而雌接穗的净光合速率更适合倒芽接。多数经济林树种，因为其树体高大挺拔，树枝开张角度小，通风透光不良，导致只能在树冠外围结果，产量和经济效益都非常低。通过拉枝、短截、回缩、摘心等整形修剪技术能不同程度提高经济林树种的产量，但这些措施费时费工费力，无法进行大规模实施。前人在板栗（Castanea mollissima）3、锥栗（Castanea henryi）5、橄 榄 树（Canarium album）8、杜 梨（Pyrus betulifolia）、无花果（Ficus carica）、核桃（Juglans regia）1等果树上，实施倒芽接、倒枝接等倒置嫁接技术，使上述经济林树种的枝条开张角度增加，树体通风透光条件更好；有效抑制营养生长，促进生殖生长，使芽体快速饱满、成花，稳产高产，亦能提高果实品质1,3-5,9-10。本研究结果表明，正反嫁接显著或极显著影响了银杏接穗单叶面积、净光合速率、总黄酮含量，具体表现为 XZ 组合的单叶面积比 XD 组合高72.3%，CZ 组合的单叶面积比 CD 组合高 70.3%；XZ 组合的净光合速率比 XD 组合高 42.7%，CZ 组合的净光合速率比 CD 组合高 12.9%；XZ 组合的总黄酮含量比 XD 组合低 8.1%，CZ 组合的总黄酮含量比 CD 组合低 13.6%。同时，嫁接方式（倒芽接和正芽接）较明显地影响了银杏接穗新梢生长量，表现为 XZ 组合的新梢长度比 XD 组合高 39.6%，CZ 组合的新梢生长量比 CD 组合高 17.7%。正反嫁接对叶绿素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量的影响不显著（P0.05），但正反嫁接对雌雄接穗的适应程度存在差异。如 XZ 组合的叶绿素含量比 XD 组合低 10.2%，CZ 组合的可溶性蛋白含量注：*表示两个指标达到极显著相关第 48卷5比 CD 组合低 13.1%；XZ 组合的可溶性糖含量比XD 组合低 19.2%。需要提及的是正反嫁接 雌雄接穗交互对银杏生长及生理的影响均不显著。综述所述，正反嫁接对雌雄接穗的生长及生理的影响程度及雌雄接穗对正反嫁接的适应程度均存在交叉的正效应或反效应，所以采用隶属函数对 4 个组合处理进行了综合评价，四个处理的隶属函数值从高到低顺序为 XZ、XD、CD、CZ。进一步分析可知，雄接穗的嫁接表现优于雌接穗；雄接穗较适于正芽接，而雌接穗较适于倒芽接。上述研究结果为雌雄接穗与正反嫁接在生产实践中的选配应用提供了参考。值得注意的是本研究的嫁接苗处于营养生长阶段，与文献中3,5,9,11处于生殖生长阶段的研究结果存在差异，所以还需进行后续研究。参 考 文 献1 张继亮,孙阳阳,孙海伟,等.核桃接穗倒置嫁接技术 J.落叶果树,2022,54(1):63-64.2 张京政,曹飞,纪立莹,等.燕山板栗倒置嫁接技术 J.北方园艺,2018(8):197-199.3 王超.板栗有干树体倒置改接技术研究 D.秦皇岛:河北科技师范学院,2017.4 张正国.两个桑品种倒芽接养成横干桑的效果初报 J.蚕业科学,1985(2):121-125.5 陈家誉,陈义挺.锥栗倒芽双头腹接新技术 J.东南园艺,2014,2(2):51-53.6 翟飞飞.蒿柳居群、雌雄亚居群遗传多样性及雌雄株生理差异 D.北京:中国林业科学研究院,2016.7 翟飞飞,孙振元.木本植物雌雄株生物学差异研究进展J.林业科学,2015,51(10):110-116.8 卢开椿.橄榄小苗嫁接培育矮化苗研究 J.福建农业科技,1984(2):52-54.9 高艳芬.板栗倒芽嫁接好 J.农家顾问,2001(5):29.10 李功友.板栗倒芽接严把五关 J.农业知识,2003(5):33.11 冯永利,张进文.果树长枝倒接试验简报 J.青海农林科技,1980(4):23.Differences in Physiological Responses of Ginkgo biloba Seedlings to Positive and Negative Grafting and Scion SexZHU Zhi(Co-Innovation Center for the Sustainable Forestry in Southern,Nanjing Forestry University,Jiangsu Nanjing 210037)Abstract:The differential effects of forward and reverse grafting and scion gender on the growth and physiology of Ginkgo biloba were studied,and the advantages and disadvantages of the four combinations were evaluated based on membership function analysis.The results showed:(1)The sex of the scion significantly affected the growth of new shoots of Ginkgo biloba,and significantly affected the single leaf area;positive and negative grafting sig-nificantly or extremely significantly affected the single leaf area,net photosynthetic rate,and total flavonoid content of Ginkgo biloba,and significantly affected the new growth rate.Shoot growth;scion sex positive and negative grafting interaction had no significant effect on the growth and physiology of Ginkgo biloba seedlings.(2)The shoot length was positively correlated with the single leaf area and net photosynthetic rate,but had a moderately negative correlation with the content of chlorophyll,soluble sugar and total flavonoids;soluble protein,soluble sugar,and total flavonoids were moderately negatively correlated;net photosynthetic rate was moderately negatively correlated with chlorophyll,soluble sugar,and total flavo-noids;chlorophyll content was strongly positively correlated with soluble sugar.(4)Based on the membership function,the performance order of the four combinations is XZ,XD,CD,CZ.The grafting performance of male scion is better than that of female scion;male scion is more suitable for positive budding,while female scion is more suitable for backward budding.Key words:Ginkgo biloba;Positive/negative grafting;Scion sex;Growth;Physiology朱致等：银杏苗生理对正反嫁接和接穗性别响应差异