棉花高效嫁接技術研究

摘要：嫁接技術能很好地解決轉基因植株、體細胞再生植株、莖尖培養植株等無菌苗直接定植困難的問題。采用貼接法、切接法、合接法、劈接法和插接法等５種不同方法進行嫁接。結果表明，貼接法嫁接苗成活率最高（１００％），其次為合接法（９５％）和切接法（９０％），插接法（８０％）和劈接法（７０％）最低。在棉苗生長不同時期采用貼接法嫁接，砧木以２葉１心和３葉１心期實生苗效果最好，接穗以與砧木同葉齡期或略低一葉齡期嫁接苗成活率最高，達１００％。不同品種３葉１心期的棉苗互為砧木和接穗按貼接法進行嫁接，相同品種的砧木和接穗，嫁接苗成活率最高；相同類型的不同品種之間嫁接苗成活率較高；不同類型品種之間嫁接苗成活率最低；利用雜交種與相應的品種之間嫁接可以提高嫁接苗成活率。保鮮袋套袋保濕（溫度為２５～３５ ℃，相對濕度在９５％以上，遮光）成本低，保濕和通氣性好，可促進嫁接苗的成活。

關鍵詞：棉花；嫁接方法；成活率

中圖分類號：Ｓ５６２ 文獻標識碼：Ａ 文章編號：0439－８114（２０11）24－5060-03

Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｃｏｔｔｏｎ Ｇｒａｆｔｔｉｎｇ

ＺＨＡＮＧ Ｈａｏ，ＬＩ Ｒｕｉ，ＬＩＵ Ｌｉａｎｇ，ＸＩＡ Ｑｉ－ｚｈｏｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｍｉｎｇ－ｊｕ

（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉ－Ｂｉｏ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｈｕａｎｇｇａｎｇ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｕａｎｇｇａｎｇ ４３８０００， Ｈｕｂｅｉ， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｇｒａｆｔ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｔｈａｔ ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ ｐｌａｎｔｓ， ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｓｏｍａｔｉｃ ｐｌａｎｔｓ ａｎｄ ｓｔｅｒｉｌｅ ｐｌａｎｔｌｅｔｓ ａｒｅ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｓｕｒｖｉｖｅ ｖｉａ ｄｉｒｅｃｔ ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ． Ｔｅｓｔ ｏｆ ｆｉｖｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇｒａｆｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｗｈｉｃｈ ｗｅｒｅ ｄｅｓｉｇｎａｔｅｄ ａｓ ａｐｐｒｏａｃｈ ｇｒａｆｔ， ｃｕｔ ｇｒａｆｔ， ｃｏｎｊｏｉｎｔ ｇｒａｆｔ （ＣＪＧ）， ｃｌｅｆｔ ｇｒａｆｔ ａｎｄ ｉｎｓｅｒｔ ｇｒａｆｔ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ； Aｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ revealed ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｕｒｖｉｖｉａｌ ｒａｔｉｏ ｏｆ ａｐｐｒｏａｃｈ ｇｒａｆ waｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ （１００％）， ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ｃｕｔ ｇｒａｆｔ（90%） ａｎｄ ｃｏｎｊｏｉｎｔ ｇｒａｆｔ （ＣＪＧ）（９５％）， ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｓｕｒｖｉｖｉａｌ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｃｌｅｆｔ ｇｒａｆｔ（7０％） ａｎｄ ｉｎｓｅｒｔ ｇｒａｆｔ（8０％） waｓ ｌｏｗｅr（７０% to ８０％）． Ｇｒａｆｔｔｉｎｇ ｗａｓ ｐｒｏｆｏｒｍｅｄ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｅｅｄｌｉｎｇ ｇｒｏｗｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ， ｔｈｅ ｓｕｒｖｉｖｉａｌ ｒａｔｉｏ ｗａｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｗｈｅｎ ｒｏｏｔｓｔｏｃｋ ａｎｄ ｓｃｉｏｎ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ was ｗｉｔｈ ２~３ ｌｅａｖｅｓ． Ｇｒａｆｔｉｎｇ ｗｉｔｈ ｒｏｏｔｓｔｏｃｋ ａｎｄ ｓｃｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｖａｒｉｅｔｙ waｓ ｅａｓｉｅｒ ｔｏ ｓｕｒｖｉｖｅ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ， ｗｈｉｌｅ ｇｒａｆｔｉｎｇ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎｓ， ｓｕｃｈ ａｓ ｕｐｌａｎｄ cｏｔｔｏｎ（Ｇｏｓｓｙｐｉｕｍ ｈｉｒｓｕｔｕｍ Ｌ．） ｖｓ． ｓｅａｌａｎｄ ｃｏｔｔｏｎ （Ｇ. ｂａｒｂａｄｅｎｓｅ） waｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｓｕｖｉｖｅ． Ｇｒａｆｔｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｈｙｂｉｄｓ ｏｆ ｒｏｏｔｓｔｏｃｋ ａｎｄ ｓｃｉｏｎ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｃould ｉｍｐｒｏｖｅ ｓｕｒｖｉｖｉａｌ ｒａｔｉｏ of graftting seedling． Ｆｒｅｓｈｎｅｓｓ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｂａｇｓ could ｈｅｌｐ preserving ｍｏｉｓｔｕｒｅ （９５％ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｈｕｍｉｄｉｔｙ）， keeping ｇｏｏｄ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ａｎｄ rising ｇｒａｆｔｉｎｇ ｓｕｒｖｉｖｉａｌ ｒａｔｉｏ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｃｏｔｔｏｎ； ｇｒａｆｔｉｎｇ mehods； ｓｕｒｖｉｖａｌ ｒａｔｉｏ

棉花組培再生植株是轉基因技術在棉花遺傳改良中應用的基礎，但通過再生植株得到的棉花組培苗無根或根系弱，直接移植到土壤或蛭石中容易猝死，成活率極低，一般只有２０％左右［１－４］，極大地限制了棉花轉基因技術的應用。借鑒果樹、花卉嫁接的方法能很好地解決這個問題。一些研究人員分別采用劈接法［１－３，５］、插皮接法［４］和合接法［６］進行棉花嫁接，取得了成功。但對棉花的嫁接問題仍有待深入系統研究，完善的棉花嫁接技術體系也有待建立。

１ 材料與方法

１．１ 嫁接材料的準備

取鄂抗棉９號、鄂棉２２、Ｐｉｍａ９０、海７１２４、（鄂抗棉９號×海７１２４）雜交種（以下簡稱雜交種）等完整飽滿種子分批浸種催芽（６０℃，８ｈ）后，直接定植在有孔的塑料杯中。培養基質為沙土混合物，基質預先翻曬消毒裝杯，保持濕潤。待棉苗長出子葉后，每個星期噴施一次葉面肥，日常澆水時溶入適量復合肥。撥除生長弱的苗、病苗以及畸形苗，保證棉苗健壯均一。

１．２ 嫁接方法

１．２．１ 砧木和接穗的獲得 按要求選取相應時期棉苗，截取棉苗的上段（約為全苗的１/３，長３０～８０ ｍｍ）保留兩片葉子作為接穗，同樣選取對應時期棉苗，去掉棉苗上段，保留兩片葉子作為砧木。

１．２．２ 貼接法 參考文獻［４］和文獻［７］的方法自下而上在砧木莖上削一個８～１０ ｍｍ的平滑斜面。在接穗下端削一個同樣大小的平滑斜面。將接穗斜面對準砧木斜面緊密貼合，隨即纏上保鮮膜條帶（９ ｍｍ×１５０ ｍｍ）并打上活結，將接合處完全密封固定。

１．２．３ 切接法 在砧木斷口自上而下斜切一刀深達中柱，切口８～１０ ｍｍ。在接穗下端削一個８～１０ ｍｍ平滑的大斜面，大斜面背面削一個３～５ ｍｍ的小斜面。將接穗大斜面面向中柱插入砧木切口，隨即纏上保鮮膜條帶并打上活結，將接合處完全密封固定。

１．２．４ 合接法、劈接法和插接法 砧木接穗獲得后，合接法參照文獻［５］的方法，劈接法參照文獻［１］～［３］的方法，插接法參照文獻［４］的方法，包扎同貼接法和切接法。

１．３ 試驗設計

不同嫁接方法嫁接試驗設５個處理，不同時期和不同品種嫁接試驗分別設２５個處理，每個處理４０株棉苗。各試驗處理在嫁接后７ ｄ觀察傷口愈合情況和生長情況，并統計嫁接苗成活率，計算平均值。

１．４ 嫁接后管理

嫁接過程需在陰涼無陽光直射的地方進行。單層遮陽網下遮陰。嫁接后用小噴壺噴濕嫁接苗，然后將市售保鮮袋（２００ ｍｍ×３００ ｍｍ）套在嫁接苗上，噴濕袋口，濕潤的袋口捏緊后自然密合。３～５ ｄ后敞開袋口通氣，再１～２ ｄ后去除套袋，噴濕嫁接苗。嫁接后７～１０ ｄ嫁接苗即可正常管理。嫁接后澆透水一次，去套袋后施營養液，并噴施葉面肥，保證嫁接苗迅速恢復生長。嫁接后１５ ｄ左右即可解開保鮮膜條帶。及時除去砧木上長出的側芽和萌枝，以促進接穗的生長。

２ 結果與分析

２．１ 不同嫁接方法的嫁接效果

在砧木和接穗均為３葉１心時，分別采用貼接法、切接法、合接法、劈接法和插接法等５種不同方法進行嫁接，７ ｄ后統計嫁接苗成活率。結果（表１）表明，貼接法嫁接苗成活率最高（１００％），其次為合接法（９５％）和切接法（９０％），以插接法（８０％）和劈接法（７０％）最低，與王彥霞等［５］觀察的結果有明顯的區別。同時，以未嫁接苗作為對照，比較幾種嫁接方法處理后棉苗的生長情況，發現在前期嫁接苗生長比未嫁接過的實生苗遲緩，但在嫁接后期二者的長勢無明顯差異，與張燕江等［８］的觀察一致。合接法處理的棉苗恢復生長所需時間較長，長勢最差。貼接法處理的棉苗恢復生長最快，長勢明顯好于另外4種方法處理的棉苗，甚至超過未嫁接的實生苗。

２．２ 不同時期的砧木和接穗的嫁接效果

以鄂抗棉９號為材料，分別取子葉展開期至５葉１心期的砧木和接穗采用貼接法嫁接，結果（表２）表明，砧木以２葉１心和３葉１心期實生苗效果最好，接穗以與砧木同葉齡期或略低一葉齡期嫁接苗成活率最高，達１００％。

２．３ 不同品種之間的嫁接效果

以鄂抗棉９號、鄂棉２２、Ｐｉｍａ９０、海７１２４、雜交種等不同品種３葉１心的棉苗互為砧木和接穗按貼接法進行嫁接，研究品種間的配合效果。結果（表３）表明，相同品種的砧木和接穗，嫁接苗成活率最高，達８５％～９５％；相同類型的不同品種之間，如陸地棉鄂抗棉９號與鄂棉２２之間，海島棉Ｐｉｍａ９０與海７１２４之間嫁接苗成活率較高（７０％～８５％）；不同類型品種之間嫁接苗成活率最低（５５％～７５％）；雜交種與相應的品種之間嫁接苗成活率提高。

２．４ 不同嫁接方法接口愈合情況比較

貼接法操作最為簡單，切削砧木接穗只需２刀，切口暴露時間短，創面最小，有利于接口愈合，創面有效愈合未出現傷疤；切接法和劈接法切削砧木接穗共需３刀，小部分創面暴露，出現傷疤；合接法切削砧木接穗共需４刀，創面最大，傷口愈合慢，傷疤較大（圖１）。因此，貼接法嫁接苗成活率高、生長勢強。

３ 結論與討論

１）砧木與接穗生理狀態相近，粗細相當，結合良好是嫁接成活的關鍵［9，10］。２葉１心至３葉１心期的實生苗是適宜嫁接時期，其主要原因是子葉展開期與１葉１心期棉苗細小幼嫩，輸導組織發育不完善，嫁接苗上下水分養分難以溝通，容易萎蔫死亡。而苗齡太長（３葉１心以上）的實生苗木質化程度太高，不利于截面的愈合。２葉１心至３葉１心期棉苗生長旺盛，輸導組織發育完善，一定程度木質化，利于操作，砧木和接穗的輸導組織容易相通，能保證水分和養分的上下溝通［６］，嫁接苗成活率高。

２）嫁接苗生長勢強、莖葉健壯有利于嫁接成功，嫁接前棉苗健壯、均一可提高嫁接苗成活率，嫁接后保濕是嫁接成功的關鍵。在前人研究［２－６］基礎上改用保鮮袋套袋保濕（溫度為２５～３５ ℃，相對濕度９５％以上，遮光），成本低，操作簡單，保濕效果和通氣性好，水分的蒸發減少，可促進嫁接苗的成活。

３）砧木與接穗間的親合力是影響嫁接成活率的又一重要因素。同一品種的細胞組織結構、生理代謝最為相近，因此同品種互為砧木、接穗嫁接效果好。如無法選用相同材料進行嫁接，則應采用親緣關系較近的材料（品種）配合。雜交種一般具有根系發達、生長勢強、莖葉健壯等雜種優勢，以雜交種做砧木有利于嫁接成功。

４）嫁接能很好地解決基因工程和細胞工程中的無菌苗定植困難問題。棉花嫁接苗生長勢強、生長發育快，能夠提早開花、結實，且能保持特定品種的優良性狀［５，６］，還能搶救污染苗、畸形苗［11］，完善的嫁接體系的建立有助于加快現代生物技術在棉花遺傳改良上的廣泛應用。

參考文獻：

［１］ 王 偉，陳宛新，朱 禎，等． 轉基因棉花高效定植方法的研究［Ｊ］．植物學報，１９９９，４１（１０）：１０７２－１０７５．

［２］ 李燕娥，朱 禎，吳 霞，等．轉基因再生棉花嫁接初報［Ｊ］．中國棉花，２０００，２７（３）：２５－３０．

［３］ 張寒霜，李俊蘭，趙俊麗，等． 棉花再生植株嫁接移栽技術研究［Ｊ］．中國棉花，２００３，３０（７）：２９．

［４］ 吳慎杰，李飛飛，張天真．插皮接技術在棉花再生植株嫁接中的應用［Ｊ］．棉花學報，２００６，１８（６） ：３４７－３５１．

［５］ 王彥霞，王省芬，馬峙英，等．棉花高效嫁接新方法及其應用［Ｊ］．中國農業科學，２００７，４０（２）：２６４－２７０．

［６］ ＬＵＯ Ｊ Ｈ， ＧＯＵＬＤ Ｊ Ｈ． Ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｓｈｏｏｔ－ｔｉｐ ｇｒａｆｔｉｎｇ ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎ ｐｌａｎｔｓ ｆｒｏｍ ｃｕｌｔｕｒｅ［Ｊ］． Ｐｌａｎｔ Ｃｅｌｌ，Ｔｉｓｓｕｅ ａｎｄ Ｏｒｇａｎ Ｃｕｌｔｕｒｅ，２０００，５７：２１１－２１３．

［７］ 高爾謙．果樹嫁接法——貼接［Ｊ］．西北園藝，１９９７（１）：４６－４７．

［８］ 張燕江，王冬梅，周小云，等． 轉Ｓｕｓｙ基因對棉花農藝性狀的影響［Ｊ］．新疆農業科學，２００８，４５（１）：６１－６５．

［９］ 柳唐鏡，李勁松，陳冠銘，等． 蔬菜離體嫁接與嫁接親和性及其機理研究進展［Ｊ］． 安徽農業科學， ２００９，３７（４）：１５１８－１５２２， １５６８．

［10］ 何 明，崔洪柳，莊宏帥．設施栽培果菜類嫁接育苗的砧木選育和應用［Ｊ］．園藝與種苗，２０１１（３）：３２－３４．

［11］ 張香娣，王坤波，劉 方，等．棉花試管苗嫁接移植方法［Ｊ］．中國棉花，２０００，２７（３）：３８．