不同南瓜砧木嫁接西瓜的亲和力比较.pdf

刘 季 扬，男，硕 士 研 究 生，专 业 方 向：农 艺 与 种 业，E-mail：*通信作者（Corresponding author）：高建昌，男，副研究员，硕士生导师，专业方向：西瓜遗传育种，E-mail：收稿日期：2022-08-25；接受日期：2023-03-03基金项目：国家自然科学基金项目（31902004），中国农业科学院科技创新工程项目（CAAS-ASTIP-IVFCAAS），中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（IVF-BRF2022008）doi：10.19928/ki.1000-6346.2023.0032不同南瓜砧木嫁接西瓜的亲和力比较刘季扬1，2 谢露露2 刘 阳2 李 福2 田健帆1 张思远2 高建昌1，2*1中蔬生物科技（寿光）有限公司，山东寿光 262704；2蔬菜生物育种全国重点实验室，中国农业科学院蔬菜花卉研究所，北京 100081摘 要：以 29 份南瓜材料为砧木，以西瓜品种美秀为接穗，对不同嫁接组合愈合期和共生期的 16 项指标进行统计分析，并通过基于 PCA 的隶属函数分析法和聚类分析法对参试砧木进行综合评价和筛选。结果表明：综合比较嫁接后 6 d 的不萎蔫率和品红含量，9 份砧木材料的愈合期嫁接亲和力较强，分别为 ZM4、ZM7、ZM10、ZM11、ZM13、ZM17、ZM22、ZM25、ZM27。通过对 30 个嫁接组合愈合期和共生期 16 项指标的综合评价，筛选出 3 份亲和力较强的砧木材料：ZM17、ZM11、ZM22，可作为砧木育种新材料。关键词：西瓜；嫁接砧木；愈合速度；亲和力；综合评价亲和力存在差异，砧木的筛选需要二者兼顾。在砧穗愈合期，维管束连通是嫁接成功的标志。拟南芥（Arabidopsis thaliana）和野生番茄（Solanum pennellii）上的研究表明，嫁接结合部经过愈伤组织形成、胞间连丝识别等一系列生物学事件后，砧穗间维管组织重连发生在嫁接后 610 d（王幼群，2011；谢露露 等，2020）。愈合期越短，表明砧木的愈合期嫁接亲和力越高，发生接穗染病死亡的几率越小，对生产上提高嫁接成功率具有促进作用。相对于愈合期嫁接亲和力的短期效应，砧木的共生亲和力则发挥长期效应，对接穗的营养生长、发育阶段转化、开花、果实品质等性状均存在影响。在砧穗共生期，因地上部和地下部的协同生长，砧穗之间发生营养物质和无机盐、激素、核糖核酸等物质的频繁交流（Leonardi&Giuffrida，2006；Kviklys&Samuoliene，2020；Liu et al.，2022），使得不同砧木对接穗的性状产生正面或负面的影响。在西瓜嫁接生产中，共生亲和力高的砧木能够显著提高接穗品种的产量、营养物质含量，改善果实品质，增强植株抗逆性（Yetisir et al.，2003；Alan et al.，2007；Proietti et al.，2008）。综上，对于西瓜高亲和力砧木的筛选，往往需要考虑多个时期、多种性状，进行综合评价。基于主成分分析（PCA）的隶属函数分析法是将多个相关指标先降维再进行评价，是一种较为成熟、完善的种质资源综合评价西 瓜（Citrullus lanatus）属 于 葫 芦 科（Cucurbitaceae）西瓜属，是世界范围内重要的经济作物。我国是西瓜生产大国，2020 年全国西瓜收获面积为 141.8 万 hm2，总产量为 6 083.5 万 t，均居世界首位（https：/www.fao.org/faostat/zh/#data）。嫁接是解决土传病害、连作障碍等问题的有效措施，且能显著改良接穗品种的产量和品质（杨来胜 等，2002），筛选优良砧木是西瓜嫁接应用和推广的前提。目前西瓜砧木包括南瓜、葫芦、野生西瓜等，其中南瓜砧木在增产方面表现尤其突出（马双武 等，2012；杨冬艳 等，2015；尚建立 等，2016），选择亲和力高的南瓜砧木对西瓜产业发展具有重要意义。砧木和接穗在嫁接后表现出两类亲和力，分别为砧穗组织愈合时期的嫁接亲和力，愈合完成后嫁接体植株地上部、地下部共同生长时期的共生亲和力。不同嫁接组合在愈合期和共生期的嫁接 59 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES研究论文2023（8）：59-68方法，该方法已经应用于黄瓜（Cucumis sativus L.）、水 稻（Oryza sativa L.）、油 茶（Camellia oleifera Abel.）等多种作物的抗逆性筛选和种质评价并得到验证（苗丽 等，2019；荆瑞勇 等，2020；曾进 等，2021）。本试验选用 29 份南瓜砧木，以西瓜品种美秀作为接穗，从愈合期嫁接亲和力和共生亲和力两方面对砧木进行综合评价和筛选。利用品红示踪法指示木质部连通速度，判断不同嫁接组合愈合期嫁接亲和力的强弱；通过比较四叶一心期的接穗、根系干质量及根冠比，定植后接穗生长势、产量、果实品质、花期等性状，判断不同嫁接组合共生亲和力的强弱；采用基于 PCA 的隶属函数分析法对各嫁接组合亲和力进行综合评价，筛选出美秀的高亲和力砧木。旨在为西瓜品种推广和砧木种质改良提供助力。1 材料与方法1.1 试验材料供试砧木材料为中国农业科学院蔬菜花卉研究所西瓜育种课题组保存的 29 份南瓜种质；接穗材料为小果型西瓜品种美秀（MX），果实椭圆形，果肉红色，单瓜质量约 2.0 kg，亦由中国农业科学院蔬菜花卉研究所西瓜育种课题组提供（表 1）。表 1 供试砧木和接穗来源及品种特征特性种质名称拉丁学名来源特征特性美秀（MX）Citrullus lanatus中国北京小果型西瓜，早熟；果实椭圆形，果肉红色，单瓜质量约 2.0 kgZM1Cucurbita moschata中国北京长蔓型，生长势稳健；果实梨形，果皮赭黄色，单瓜质量约 1.0 kgZM3Cucurbita moschata中国北京长蔓型，生长势稳健；果实梨形，果皮黄色，单瓜质量约 1.0 kgZM4Cucurbita moschata中国北京长蔓型，生长势稳健；果实梨形，果皮土黄色，单瓜质量约 1.0 kgZM5Cucurbita pepo中国内蒙古短蔓型，生长势强；果实纺锤形，果皮墨绿色、光滑，单瓜质量约 3.0 kgZM7Cucurbita pepo中国内蒙古长蔓型，生长势强；果实圆形，有瘤，果皮橘黄色，单瓜质量约 4.0 kgZM8Cucurbita pepo中国内蒙古长蔓型，生长势强；果实圆形，果皮橙黄色，单瓜质量约 4.0 kgZM9Cucurbita pepo中国内蒙古长蔓型，生长势强；果实圆形，有棱，果皮橘黄色，单瓜质量约 3.0 kgZM10Cucurbita pepo中国内蒙古长蔓型，生长势较强；果实圆形，果皮橘黄色，单瓜质量约 1.5 kgZM11Cucurbita pepo中国内蒙古长蔓型，生长势强；果实圆形，有棱，果皮橙黄色，单瓜质量约 1.5 kgZM12Cucurbita pepo中国内蒙古长蔓型，生长势强；果实圆形，有棱且密，果皮橘黄色，单瓜质量约 1.0 kgZM13Cucurbita pepo中国山东短蔓型，生长势稳健；果实扁圆形，果皮橘黄色，单瓜质量约 0.5 kgZM14Cucurbita maxima中国山东长蔓型，生长势较强；种子黄褐色，表面粗糙ZM16Cucurbita maxima中国山东长蔓型，生长势稳健；种子白色ZM17Cucurbita moschata中国北京长蔓型，生长势较强；果实扁圆形，有瘤棱，果皮墨绿色，单瓜质量约 2.5 kgZM18Cucurbita maxima中国山东长蔓型，生长势稳健；种子黄褐色，周缘有大边，表面光滑ZM21Cucurbita moschata中国北京长蔓型，生长势较强；果实棒锤形，稍弯，顶部稍大，单瓜质量约 3.0 kgZM22Cucurbita pepo中国山东短蔓型，生长势较强；果实纺锤形，有棱，单瓜质量约 3.0 kgZM24Cucurbita maxima中国山东长蔓型，生长势较强；果实扁圆形，有瘤棱，果皮橘红色，单瓜质量约 1.0 kgZM25Cucurbita maxima中国山东长蔓型，生长势较强；果实扁圆形，有棱，果皮墨绿色，单瓜质量约 1.0 kgZM27Cucurbita moschata中国北京长蔓型，生长势强；果实梨形，果皮赭黄色，单瓜质量约 1.0 kgZM40Cucurbita moschata中国北京长蔓型，生长势较强；种子近椭圆形，偏小，黄褐色，边缘厚而色深ZM41Cucurbita moschata中国北京长蔓型，生长势较强；种子近长椭圆形，偏小，黄褐色，边缘厚而色深超人（CR）Cucurbita maxima韩国长蔓型，生长势稳健；子叶椭圆形，茎秆深绿色，种子白色黑不愣敦（HBLD）Cucurbita maxima中国辽宁长蔓型，生长势稳健；茎秆黑绿色，种子白色京欣砧 4 号（JXZ4）Cucurbita moschata中国北京长蔓型，生长势稳健；子叶小，种子浅黄色京欣砧 8 号（JXZ8）Cucurbita maxima中国北京长蔓型，生长势强；子叶中等，种子白色京欣砧 9 号（JXZ9）Cucurbita maxima中国北京长蔓型，生长势强；种子白色抗病绿冠（KBLG）Cucurbita maxima中国山东长蔓型，生长势强；茎秆青绿色，种子白色青园黑杆（QYHG）Cucurbita maxima中国山东长蔓型，生长势强；茎秆黑绿色，种子白色分别挑选大小一致的砧木材料和接穗种子，催芽后播于填充基质为草炭珍珠岩=1 V1 V的 50 孔穴盘中；待砧木和接穗幼苗长至子叶平展且真叶显露时，采用贴接法（郑建余和吴其褒，2015）进行嫁接，嫁接后苗期各阶段的环境管理详 见表 2。60 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES研究论文1.2 试验设计1.2.1 愈合期嫁接亲和力测定 2021 年 1011 月在中国农业科学院寿光蔬菜研发中心光照培养室中进行，每个嫁接组合选择生长势一致的嫁接苗50 株作为 1 个处理，随机区组排列，3 次重复，以美秀自体嫁接苗作为对照。嫁接后 0、3、6、9、12、15 d，每处理分别随机选取 3 株嫁接苗进行品红染色，判断维管束连通时间。若 3 株嫁接苗的接穗横切面上均有 2 条的维管束显示红色，则认为在该取样时间点已经发生维管束连通。之后，根据维管束染色结果，在嫁接后 6 d 时测定接穗不萎蔫率（NWP）和品红含量（MF）。其中，不萎蔫率测定的样本量为每个嫁接组合 50 株；品红含量测定的样本量为每个嫁接组合选取不发生萎蔫且生长势一致的幼苗 3 株，3 次重复。1.2.2 共生亲和力测定 2021 年 10 月至 2022 年2 月在中国农业科学院寿光蔬菜研发中心光照培养室和试验温室内进行。每个嫁接组合选择生长势一致的嫁接苗 50 株作为 1 个处理，随机区组排列，3次重复，以美秀自体嫁接苗作为对照。在光照培养室内育苗，嫁接后 18 d、四叶一心期，每处理随机选取 4 株嫁接苗，分别测定接穗、根系干质量，并计算根冠比。之后将幼苗定植于温室中，株距 40 cm，行距 70 cm，单蔓整枝，每株留 1 个瓜，常规栽培管理；对植株生长状况、开花时间、果实特征及品质等指标进行观测。1.3 项目测定砧穗维管束连通时间判定：称取 5 g 酸性品红溶于 500 mL 超纯水中，配制 1%品红溶液；将嫁接苗于嫁接口下 3 cm 处切下，切口直立浸入液面深度为 1 cm 的品红溶液中，环境温度、湿度、光照条件与嫁接苗生长时期一致，品红吸收 4 h 后，在嫁接口上方 1 cm 处切取 1 mm 薄片，在体视显微镜（20）下观察接穗维管束颜色变化。愈合期嫁接亲和力相关指标测定：嫁接后第5 天，将空气相对湿度降至 55%，其余环境条件不变，持续 24 h；嫁接后第 6 天统计接穗不萎蔫率，并选取不发生萎蔫且生长势一致的嫁接苗，在砧穗结合部以下 2 cm 处切下，直立浸入液面深度为 0.5 cm 的 1%品红溶液中 8 h，然后将整个接穗剪下，烘干后测定干质量（DW），研磨成粉，以 2 mL 超纯水作为抽提液（Va）浸泡 6 h，25、12 000 r min-1离心 10 min，吸取 1 mL 上清液，稀释 5 倍后利用分光光度计（普析通用，TU-1810）在 545 nm波长下测定品红吸光度，对照标准曲线换算获得品红浓度（CF），计算品红含量（MF）。MF（mg g-1）=（CF Va 5）/DW共生亲和力相关指标测定：嫁接后 18 d，使用万分之一天平（GL224-1SCN）称量接穗干质量（ScDW）和根系干质量（RDW），计算根冠比（WRS=RDW/ScDW）；定植后 20 d，使用刻度尺测量株高（PH）；定植后 40 d，使用刻度尺测量第10 节位节间长（NL），最大叶片横径（L1）和纵径（L2），计算最大叶面积（MLA=L1 L2），使用游标卡尺测量第 4 节位茎粗（SD）；记录第 1 朵雄花开花时间（FMT），第 1 朵雌花开花时间（FFT），授粉 7 d 后的坐果率（FR）；授粉 35 d 后，使用电子秤称量单果质量（FW），利用糖度计（ATAGO，PAL-1）测定果实中心糖含量（FS），使用游标卡尺测量果皮厚度（FT），使用刻度尺测量果实纵径（F1）和横径（F2），计算果形指数（FSI=F1/F2）。1.4 数据处理采用 Excel 2016 软件进行数据整理及图表制作，利用 SPSS 26 软件进行相关性分析（Spearman相关）、主成分分析、系统聚类分析（Ward 法，平方欧氏距离）。各指标在各主成分线性组合中的系数计算参照李晓钟和王欢（2020）的方法。Qij=Fij/j式中，Qij为第 i（i=1、2、316）个指标第表 2 嫁接苗培养环境条件嫁接后天数/d温度（昼/夜）/空气相对湿度/%光照强度/lx光周期（昼/夜）/h通风措施1328/20955 00012/12不通风4528/209513 50012/12不通风61028/20559513 50012/12早、中、晚各 1 h111828/205513 50012/12全通风 61 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES研究论文j（j=1、2、35）主成分对应的线性组合中的系数；Fij为第 i 个指标第 j 主成分对应的载荷值；j为第 j主成分特征值的平方根。隶属函数分析参照段颖等（2018）的方法。主成分得分值的标准化：U（Xj）=（Xj-Xmin）/（Xmax-Xmin）式中，Xj为各主成分得分值；Xmin、Xmax分别为所有参试材料某一主成分得分的最小值和最大值。权重 Wj=Pj/nj=1Pj式中，Pj为各主成分的贡献率；nj=1Pj为特征值 1 的主成分贡献率之和。综合评价值 D=nj=1U（Xj）Wj2 结果与分析2.1 不同砧木材料对愈合期嫁接亲和力的影响显微镜观察结果表明（图 1），嫁接后 3 d 砧穗维管束连通（即接穗下胚轴横切面上有 2 条的维管束显示红色）的嫁接组合有 4 个，分别为 MX/MX（CK）、MX/ZM3、MX/ZM21、MX/JXZ8；嫁接后 6 d 砧穗维管束连通的嫁接组合有 18 个，分别 为 MX/ZM1、MX/ZM4、MX/ZM5、MX/ZM7、MX/ZM8、MX/ZM9、MX/ZM11、MX/ZM12、MX/ZM13、MX/ZM22、MX/ZM24、MX/ZM25、MX/ZM40、MX/ZM41、MX/CR、MX/HBLD、MX/JXZ4、MX/QYHG；嫁接后 9 d 砧穗维管束连通的嫁接组合有 7 个，分别为 MX/ZM10、MX/ZM14、MX/ZM16、MX/ZM17、MX/ZM18、MX/ZM27、MX/KBLG；嫁接后 12 d 砧穗维管束连通的嫁接组合有 1 个，为 MX/JXZ9。可以看出，嫁接后 6 d 是大多数参试南瓜砧木与接穗美秀完成木质部连通的时间点。基于此，测定嫁接后 6 d 的接穗不萎蔫率和品红含量，判断不同嫁接组合愈合期嫁接亲和力的强弱。如图 2 所示，接穗不萎蔫率和品红含量的变化趋势吻合度较低。综合比较这两项指标，以 ZM4、ZM7、ZM10、ZM11、ZM13、ZM17、ZM22、ZM25、ZM27 为砧木的嫁接苗品红含量显著高于美秀自体嫁接对照 MX/MX，且不萎蔫率也高于自体嫁接对照，说明这 9 份砧木材料与接穗美秀木质部连通速度快，愈合期嫁接亲和力强；而以JXZ4、CR 为砧木的嫁接苗品红含量显著低于自体嫁接对照，且不萎蔫率亦低于自体嫁接对照，说明这 2 份砧木材料与接穗美秀木质部连通速度慢，愈合期嫁接亲和力弱。图 1 部分嫁接组合砧穗维管束连通时间图中黑色箭头指向已连通的维管束（呈现品红染色），标尺为 100 m。MX/ZM3MX/ZM1MX/ZM17MX/JXZ9嫁接后 3 d嫁接后 6 d嫁接后 9 d嫁接后 12 d 62 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES研究论文表 3 不同砧木嫁接组合亲和力指标的基本参数性状MX/MX（CK）最大值最小值平均值标准差变异系数/%不萎蔫率/85.71100.0033.3378.6618.4123.40品红含量/mg g-10.960.562.691.300.5542.12接穗干质量/g0.120.410.180.270.0519.74根系干质量/g0.010.070.020.040.0235.95根冠比0.130.350.050.170.0845.67株高/m1.171.270.420.960.2626.57节间长/cm8.9813.025.709.891.9820.01茎粗/mm5.016.963.795.300.7414.02最大叶面积/cm708.541 047.60326.30711.68204.7728.77第 1 朵雄花开花时间/d12.5017.9011.200.070.0112.59第 1 朵雌花开花时间/d18.5827.0018.580.040.009.89单果质量/kg2.172.820.971.970.4523.10果实中心糖含量/12.6613.049.1511.791.048.78果形指数1.201.291.110.820.033.97果皮厚度/mm6.706.794.030.180.0211.37坐果率/100.00100.0041.6788.7917.4119.61注：变异系数=（标准差/平均值）100%。2.2 不同砧木嫁接组合亲和力指标的基本参数对包括美秀自体嫁接对照在内的 30 个嫁接组合 16 项亲和力指标的基本参数进行统计。结果表明（表 3），16 项指标的变异系数变化范围为3.97%45.67%。其中，品红含量和不萎蔫率的变异系数分别为 42.12%、23.40%，表明不同嫁接组合在砧穗愈合期存在很大差异。与各南瓜砧木嫁接组合相比，美秀自体嫁接对照的接穗干质量和根系干质量均是最低的，表明自体嫁接对照在苗期的长势较细弱。根冠比、根系干质量、接穗干质量的变异系数分别为 45.67%、35.95%、19.74%，表明不同嫁接组合在苗期存在很大差异。田间调查各项指标的变异系数介于 3.97%28.77%之间，在最大叶面积、株高、单果质量、节间长、坐果率等指标上表现出较大差异，而果形指数的变异系数 最小。图 2 不同南瓜砧木材料与接穗美秀的愈合期嫁接亲和力10090807060504030201003.02.52.01.51.00.50不萎蔫率/%品红含量/mg g-1不萎蔫率品红含量嫁接组合 63 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES研究论文2.3 不同砧木嫁接组合亲和力指标的相关性分析对 30 个嫁接组合的 16 项亲和力指标进行相关性分析，其中根系干质量、根冠比共同指示砧木生根能力，株高、节间长、茎粗、最大叶面积共同指示接穗田间生长势，单果质量、坐果率共同指示西瓜产量。从表 4 可以看出，与砧木生根能力、接穗田间生长势、西瓜产量有关的性状间的相关系数在 0.4130.874 之间，呈显著或极显著正相关，表明砧木根系越发达，越有利于接穗的生长发育；西瓜产量是砧穗相互作用的结果，砧穗共生亲和力越强，产量越高。单果质量、果实中心糖含量、果形指数和果皮厚度共同指示西瓜果实品质。其中，单果质量、果形指数、果皮厚度间的相关系数在 0.5390.752 之间，呈极显著正相关（表 4），表明采用南瓜砧木嫁接对西瓜单果质量产生影响的同时改变了果形和果皮厚度，且这种改变对于实现皮薄、果圆的育种目标是负面的；果实中心糖含量与其他指标均无显著相关性（表 4），表明不同砧木材料对西瓜果实中心糖含量的影响较小。第 1 朵雄花开花时间与第 1 朵雌花开花时间共同指示接穗花期，2 个性状的相关系数为 0.708，呈极显著正相关（表 4）。第 1 朵雄花开花时间与品红含量呈极显著负相关，与根系干质量、根冠比、节间长呈极显著正相关，与最大叶面积呈显著正相关（表 4），表明雄花花期同时受到砧穗愈合期嫁接亲和力和共生亲和力的影响，砧穗愈合速度越慢且砧木对接穗的生长促进作用越强，雄花花期越晚；第 1 朵雌花开花时间与根系干质量呈显著正相关（表 4），表明雌花花期同样受到砧木根系发育状况的影响。2.4 不同砧木嫁接组合亲和力指标的主成分分析对 30 个嫁接组合的 16 项指标进行主成分分析，在输入的数值矩阵中，将第 1 朵雄花开花时间、第 1 朵雌花开花时间、果形指数、果皮厚度在数值上取倒数后再与其他指标一起加入主成分分析，以便契合早花、果圆、皮薄的育种目标。结果表明（表 5、图 3），前 5 个主成分的累计贡献率达到 82.662%，能够解释绝大部分的数值变异来源（总方差），故而选取前 5 个主成分进行后续分析。计算各指标在各主成分线性组合中的系数，获得各主成分得分公式。C1=-0.077X1-0.040X2-0.198X3+0.305X4+0.330X5+0.338X6+0.350X7+0.323X8+0.349X9-0.198X10-0.098X11+表 4 不同砧木嫁接组合亲和力指标的相关性分析结果性状不萎蔫率品红含量接穗干质量根系干质量根冠比 株高节间长 茎粗最大叶面积第 1 朵雄花开花时间第 1 朵雌花开花时间单果质量果实中心糖含量果形指数果皮厚度坐果率不萎蔫率1品红含量0.3181接穗干质量0.432*0.2161根系干质量-0.062-0.108-0.273 1根冠比-0.189-0.120-0.629*0.874*1株高-0.234-0.180-0.486*0.624*0.639*1节间长-0.234-0.271-0.376*0.768*0.749*0.780*1茎粗-0.1840.104-0.424*0.581*0.649*0.746*0.685*1最大叶面积-0.171-0.110-0.470*0.677*0.742*0.718*0.755*0.753*1第 1 朵雄花开花时间-0.302-0.563*-0.247 0.549*0.495*0.3260.540*0.1940.372*1第 1 朵雌花开花时间-0.117-0.3410.059 0.423*0.2600.1610.3490.0260.0800.708*1单果质量-0.0060.077-0.238 0.542*0.525*0.594*0.559*0.733*0.781*0.107-0.0801果实中心糖含量-0.352-0.107-0.128 0.1170.1820.3040.2190.1340.0630.1530.3390.1571果形指数0.183-0.0060.207 0.3460.1790.0580.2400.1950.461*0.1820.0940.571*-0.2031果皮厚度0.038-0.055-0.236 0.2390.3050.3230.3370.367*0.638*0.097-0.1040.752*0.1600.539*1坐果率-0.229-0.009-0.509*0.484*0.591*0.711*0.652*0.600*0.623*0.1350.0750.413*0.1750.0960.318 1注：*表示在 0.05 水平上显著相关（P 0.05）；*表示在 0.01 水平上极显著相关（P 0.01）。64 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES研究论文表 5 不同砧木嫁接组合亲和力指标的主成分分析结果项目主成分 1主成分 2主成分 3主成分 4主成分 5不萎蔫率（NWP）-0.1990.574-0.2510.3430.221品红含量（MF）-0.1040.4860.3150.6370.017接穗干质量（ScDW）-0.5140.217-0.5740.3630.056根系干质量（RDW）0.789-0.090-0.2670.3060.276根冠比（WRS）0.854-0.180-0.0050.0790.167株高（PH）0.876-0.0590.3120.0920.020节间长（NL）0.906-0.120-0.0510.119-0.010茎粗（SD）0.8370.0350.2320.0750.122最大叶面积（MLA）0.9050.1970.005-0.1730.124第 1 朵雄花开花时间（MFT）-0.5120.4730.5470.205-0.073第 1 朵雌花开花时间（FFT）-0.2540.5460.636-0.2850.092单果质量（FW）0.7730.542-0.138-0.048-0.121果实中心糖含量（FS）0.379-0.143-0.0680.333-0.808果形指数（FSI）-0.365-0.6530.4910.238-0.106果皮厚度（FT）-0.440-0.6150.1690.3210.414坐果率（FR）0.733-0.0510.4170.1220.029特征值6.7062.3551.8891.2241.052贡献率/41.91514.71811.8067.6516.572累计贡献率/41.91556.63368.43976.09082.6620.299X12+0.146X13-0.141X14-0.170X15+0.283X16C2=0.374X1+0.317X2+0.141X3-0.059X4-0.117X5-0.038X6-0.078X7+0.023X8+0.128X9+0.308X10+0.356X11+0.353X12-0.093X13-0.426X14-0.401X15-0.033X16C3=-0.183X1+0.229X2-0.418X3-0.194X4-0.004X5+0.227X6-0.037X7+0.169X8+0.004X9+0.398X10+0.463X11-0.100X12-0.049X13+0.357X14+0.123X15+0.303X16C4=0.310X1+0.576X2+0.328X3+0.277X4+0.071X5+0.083X6+0.108X7+0.068X8-0.156X9+0.185X10-0.258X11-0.043X12+0.301X13+0.215X14+0.290X15+0.110X16C5=0.215X1+0.017X2+0.055X3+0.269X4+0.163X5+0.019X6-0.010X7+0.119X8+0.121X9-0.071X10+0.090X11-0.118X12-0.788X13-0.103X14+0.404X15+0.028X16式中，X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16分别代表不萎蔫率、品红含量、接穗干质量、根系干质量、根冠比、株高、节间长、茎粗、最大叶面积、第 1 朵雄花开花时间、第 1 朵雌花开花时间、单果质量、果实中心糖含量、果形指数、果皮厚度、坐果率。第 1 主成分可以解释总方差的 41.915%，其与图 3 不同砧木嫁接组合亲和力指标的主成分分析（PCA）散点图 65 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES研究论文根系干质量、根冠比、株高、节间长、茎粗、最大叶面积相关的线性系数较大，都在 0.7 以上，主要反映共生期植株整体的生长状况；第 2 主成分可以解释总方差的 14.718%，其与第 1 朵雌花开花时间（0.546）、第 1 朵雄花开花时间（0.473）、不萎蔫率（0.574）相关的线性系数较大，主要反映雌、雄花花期和接穗苗期发育状况；第 3 主成分可以解释总方差的 11.806%，其与果形指数（0.491）、坐果率（0.417）相关的线性系数较大，主要反映果实性状；第 4 主成分可以解释总方差的 7.651%，其与品红含量（0.637）相关的线性系数最大，主要反映愈合期砧穗木质部连通速度；第 5 主成分可以解释总方差的 6.572%，其与果皮厚度（0.414）相关的线性系数最大，主要反映果实品质。2.5 不同砧木材料的综合评价2.5.1 隶属函数分析 采用模糊数学隶属函数分析法，将各主成分隶属函数值扩展到0，1闭区间上，从而对离散数据进行标准化处理。经计算前 5 个主成分的权重分别为 0.507、0.178、0.143、0.093、0.080，进而得出各嫁接组合的综合评价 D值，并进行排序。从表 6 可以看出，30 个嫁接组合的 D 值介于 0.2220.828 之间，其中美秀自体嫁接对照的 D 值为 0.563，排在第 17 位。综合评价较高的砧木材料有 2 份，为 ZM17 和 ZM11，D 值在 0.7580.828 之间；综合评价较好的砧木材料有5 份，D 值在 0.660.75 之间；综合评价与自体嫁接对照相近的材料有14份，D值在0.450.65之间；综合评价较差的材料有 8 份，D 值低于 0.45。表 6 不同砧木嫁接组合亲和力指标的隶属函数分析结果种质综合指标值（CI）综合指标隶属值（U）D 值排名CI1CI2CI3CI4CI5U1U2U3U4U5ZM1-4.910.53-0.17-1.521.9500.570.480.120.860.24927ZM3-0.730.630.130.110.490.490.590.530.510.530.52019ZM4-1.661.54-0.35-0.68-0.270.380.750.440.320.360.45122ZM52.510.430.29-1.471.010.870.550.550.130.650.6855ZM7-1.99-1.281.621.142.550.340.240.790.761.000.48121ZM8-0.772.311.131.08-1.300.490.890.700.750.130.58613ZM9-3.56-2.361.60-1.920.430.160.050.780.020.520.24528ZM10-0.191.161.211.15-0.470.560.680.710.760.310.60211ZM112.032.410.950.030.350.820.910.670.490.500.7582ZM121.080.901.510.49-0.120.710.640.770.600.400.6697ZM130.831.130.880.090.140.680.680.660.510.450.6419ZM141.69-1.680.90-1.24-1.230.780.170.660.190.140.54818ZM161.01-2.631.470.951.330.7000.760.710.720.58712ZM173.132.64-0.351.450.190.950.950.440.830.460.8281ZM18-4.57-1.661.442.13-1.520.040.170.751.000.080.25826ZM21-3.000.07-2.91-0.91-1.270.230.4900.260.130.23629ZM223.090.55-0.330.21-0.140.940.580.450.540.390.7253ZM24-2.56-1.340.390.16-1.400.280.230.570.520.100.32125ZM250.40-0.15-0.621.461.080.630.450.400.840.670.58514ZM27-4.770.51-2.521.45-0.470.020.570.070.840.320.22230ZM40-1.13-0.77-2.38-0.49-0.050.450.340.090.370.410.36624ZM41-2.812.90-0.74-0.781.350.251.000.380.300.730.44323CR2.76-0.65-0.24-1.020.170.900.360.460.240.460.6478HBLD3.10-0.57-1.450.98-0.170.940.370.250.720.380.6786JXZ40.94-0.49-1.55-0.62-0.120.690.390.240.330.390.51520JXZ81.70-2.230.210.57-0.290.780.070.540.620.360.57215JXZ92.59-1.42-0.980.480.110.880.220.330.600.450.62610KBLG2.30-1.44-0.99-0.49-0.710.850.220.330.370.260.57116QYHG3.58-0.49-0.99-0.780.261.000.390.330.300.480.6894MX（CK）-0.081.462.86-2.01-1.860.570.741.00000.56317 66 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES研究论文2.5.2 聚类分析 采用 Ward 法，对综合评价 D 值进行聚类分析。结果表明（图 4），30 个嫁接组合可以分为 3 个类群。第类群包括 10 份材料，D 值介 于 0.630.83 之 间，分 别 为 ZM5、ZM11、ZM12、ZM13、ZM17、ZM22、京欣砧 9 号、超人、青园黑杆、黑不愣敦，这些材料的亲和力较强，其中 ZM17、ZM11、ZM22 的 D 值排在前 3 位，可作为砧木育种新材料；第类群包括 13 份材料，D值介于 0.440.60 之间，这些材料的亲和力与美秀自体嫁接对照相近；第类群包括 7 份材料，D 值介 于 0.220.37 之 间，分 别 为 ZM1、ZM9、ZM18、ZM21、ZM24、ZM27、ZM40，这些材料的亲和力较弱，可用于嫁接亲和性机制的研究。3 结论与讨论随着嫁接技术在西瓜生产上的应用越发普遍，筛选高亲和力砧木对于西瓜产业的发展具有重要意义。本试验选用 29 份南瓜砧木与美秀进行嫁接，比较各嫁接组合愈合期嫁接亲和力和共生亲和力的强弱，并通过相关性分析、基于 PCA 的隶属函数分析、系统聚类分析等进行综合评价，筛选出美秀的高亲和力砧木材料：ZM17、ZM11、ZM22。在砧穗愈合期，大多数嫁接组合木质部连通时间早于 6 d，该结果与 Melnyk 等（2015）在拟南图 4 不同砧木嫁接亲和性的聚类分析结果欧式距离JXZ8KBLGMXZM14ZM8ZM16ZM25ZM10ZM3JXZ4ZM4ZM41ZM7ZM5QYHGZM12HBLDZM13CRJXZ9ZM11ZM22ZM17ZM1ZM9ZM18ZM21ZM27ZM40ZM240 510 15 20 25芥嫁接上的试验结果相似。不萎蔫率和品红含量均可用于指示砧穗愈合速度，但本试验中二者在不同砧木间的变化趋势并不完全吻合，这可能与砧穗间阶段性的愈合步骤有关。木质部形成之前，砧穗愈伤组织之间形成胞间连丝（Stoddard&Mccully，1979；Pina et al.，2012），以共质体途径为接穗供应水分与养料，