銀杏苗生理對正反嫁接和接穗性別響應差異

朱致 王槿 郁萬文,2**

（1南京林業大學南方現代林業協同創新中心，江蘇 南京 210037；2 江蘇省農業種質資源保護與利用平臺，江蘇 南京 210014）

倒置嫁接（倒芽接或倒枝接）能增大經濟林樹種的枝條開張角度，改善樹體通風透光條件，有效控制營養生長，促進生殖生長，加速花芽分化，提高果實品質[1-5]。但前人只是從表型層面上解釋倒芽接或倒枝接的效果[1-5]，缺少從生理生化、轉錄-代謝-蛋白等組學層面探討該技術效果或作用機理的研究，即缺少足夠的理論支撐。因此，研究倒芽接和正芽接銀杏接穗的生理差異，闡明倒置嫁接控制營養生長、促進生殖生長的生理基礎可為倒置嫁接運用提供指導。銀杏（Ginkgo biloba）嫁接后最快要三五年才結果，即嫁接后的三五年接穗處于營養生長階段，期間倒芽接對接穗新梢生長及生理代謝的影響未見報道。基于此，本研究以正芽接和倒芽接植株為材料，同時考慮雌雄接穗對正反嫁接的適用性，分析4個組合接穗的新梢生長量、單葉面積、凈光合速率、葉綠素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、總黃酮含量的差異，基于隸屬函數分析評價4個組合的優劣，旨在為雌雄接穗及正反芽接在生產實踐中的選擇性運用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

接穗釆自南京林業大學校園內1株雄性優株和1株雌性優株上的1年生健壯枝條；砧木為3年生盆栽實生苗（地徑10±1.0cm）。于2021年9月選用粗度0.8～1.0cm的雌、雄接穗，采用帶木質部芽片進行正芽接和倒芽接，其中正芽接即接芽的生理學上端向上，倒芽接即接芽的生理學上端向下，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個組合，每個組合嫁接30盆，嫁接成活率80%左右。所有盆栽苗隨機擺放，互不遮擋。2022年6月初，每個組合選取生長相對一致的5盆苗木，測定每盆新梢生長量，并采集新梢上生長良好、健康無病蟲害、葉位相同的2枚葉片，用蒸餾水洗凈擦拭干凈后放入冰盒，帶回實驗室，測定相關指標。

1.2 測定方法

新梢生長量：6月初，使用卷尺測定4個組合嫁接苗接穗新梢長度，即接穗上抽生的一級分枝的長度，每個組合重復3次。

單葉葉面積：選取每盆苗木接穗上生長良好、健康無病蟲害、葉位相同的2枚葉進行測定，并用Photoshop讀取像素估算單葉面積，每個組合重復3次。

凈光合速率：上午10:00采用Ciras-I型光合測定系統測定4個組合嫁接苗新梢葉片的凈光合速率。

生理指標：葉綠素采用95%乙醇提取法，使用分光光度計在470nm、649nm、665nm的波長處測定吸光度，并計算總葉綠素含量；可溶性蛋白質含量采用福林酚法測定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定；總黃酮含量采用亞硝酸鈉-硝酸鋁法測定。

1.3 數據處理與統計分析

采用Excel 2019和SPSS 27.0軟件進行處理和統計分析。

2 結果與分析

2.1 正反嫁接和接穗性別對銀杏新梢生長的影響

經方差分析，正反嫁接、雌雄接穗及正反嫁接×雌雄接穗交互均未顯著影響銀杏新梢生長量（P＞0.05），但正反嫁接、雌雄接穗對新梢長度影響的P值均等于0.06，接近0.05，說明正反嫁接、雌雄接穗對新梢生長的影響是很大。多重比較結果（圖）表明，倒芽接和正芽接的接穗新梢生長量在雌雄間差異不顯著（P＞0.05）；雄株和雌株接穗新梢生長量在兩種嫁接方式間差異也不顯著（P＞0.05）。

2.2 正反嫁接和接穗性別對銀杏單葉面積的影響

如圖2所示，經方差分析正反嫁接極顯著、雌雄接穗顯著影響了銀杏單葉生長（P正反嫁接＜0.01、P雌雄接穗＜0.05），但正反嫁接×雌雄接穗交互對單葉面積的影響不顯著（P＞0.05）。多重比較結果表明，正芽接-雌株接穗組合（CZ）的單葉面積顯著高于正芽接-雄株接穗組合（XZ）（P＜0.05），倒芽接的接穗單葉面積在性別間差異不顯著（P＞0.05）；雌雄正芽接組合（CZ和XZ）的單葉面積均顯著高于對應雌雄倒芽接組合（CD和XD）（P＜0.05）。

圖2 正反嫁接和接穗性別對銀杏接穗單葉面積的影響

2.3 正反嫁接和接穗性別對銀杏葉凈光合速率的影響

如圖3所示，正反嫁接顯著影響了銀杏葉凈光合速率（P=0.028），而雌雄接穗對凈光合速率的影響不顯著（P＞0.05），正反嫁接×雌雄接穗交互對凈光合速率的影響也不顯著（P＞0.05）。經多重比較發現，正芽接和倒芽接的銀杏葉凈光合速率在雌雄接穗間差異均不顯著（P＞0.05）；XD組合的凈光合速率顯著低于XZ（P＜0.05），雌株接穗單葉面積在正反嫁接間差異不顯著（P＜0.05）。

圖1 正反嫁接和接穗性別對銀杏新梢生長的影響

圖3 正反嫁接和接穗性別對銀杏葉凈光合速率的影響

2.4 正反嫁接和接穗性別對葉綠素含量的影響

如圖4所示，正反嫁接、雌雄接穗及正反嫁接×雌雄接穗交互對銀杏葉綠素含量的影響均不顯著（P＞0.05）。多重比較結果表明，倒芽接-雄株接穗組合XD的葉綠素含量顯著高于組合CD（P＜0.05），但正芽接的銀杏葉綠素含量在雌雄接穗間差異不顯著（P＞0.05）；雄株接穗-倒芽接組合XD的葉綠素含量顯著高于組合XZ（P＜0.05），但雌接穗在正反嫁接間差異不顯著（P＞0.05）。

圖4 正反嫁接和接穗性別對銀杏葉片葉綠素含量的影響

2.5 正反嫁接和接穗性別對可溶性糖含量的影響

如圖5所示，正反嫁接、雌雄接穗及正反嫁接×雌雄接穗交互對銀杏葉可溶性糖含量的影響均不顯著（P＞0.05）。多重比較結果表明，倒芽接-雄株接穗組合XD的可溶性糖含量顯著高于組合CD（P＜0.05），但正芽接的接穗葉中可溶性糖含量在雌雄接穗間差異不顯著（P＞0.05）；組合XD的可溶性糖含量顯著高于組合XZ（P＜0.05），但雌接穗葉中可溶性糖含量在正反嫁接間差異不顯著（P＞0.05）。

圖5 正反嫁接和接穗性別對銀杏葉中可溶性糖含量的影響

2.6 正反嫁接和接穗性別對 可溶性蛋白含量的影響

如圖6所示，正反嫁接、雌雄接穗及正反嫁接×雌雄接穗交互對銀杏葉可溶性蛋白質含量的影響均不顯著（P＞0.05）。多重比較結果表明，正芽接-雄株接穗組合XZ葉中可溶性蛋白含量顯著高于組合CZ（P＜0.05），倒芽接接穗葉中可溶性蛋白含量在雌雄接穗間差異不顯著（P＞0.05）；雄接穗葉中可溶性蛋白含量在正反嫁接間差異不顯著（P＞0.05），但倒芽接-雌性接穗組合CD葉中可溶性蛋白含量顯著高于組合CZ（P＜0.05）。

圖6 正反嫁接和接穗性別對銀杏葉可溶性蛋白質含量的影響

2.7 正反嫁接和接穗性別對總黃酮含量的影響

如圖7所示，經方差分析正反嫁接極顯著影響了銀杏葉中總黃酮含量（P＜0.01），但雌雄接穗、正反嫁接×雌雄接穗交互對葉中總黃酮含量的影響不顯著（P＞0.05）。多重比較結果表明，倒芽接-雄株接穗組合XD葉中總黃酮含量顯著高于XZ（P＜0.05），CD組合顯著高于CZ組合（P＜0.05）；雌雄接穗葉中總黃酮含量在正反嫁接間差異均不顯著（P＞0.05）。

圖7 正反嫁接和接穗性別對銀杏葉總黃酮含量的影響

2.8 相關性分析

由表1可知，新梢長度與單葉面積和凈光合速率呈正相關，而與葉綠素、可溶性蛋白、可溶性糖、總黃酮含量呈負相關。單葉面積與凈光合速率呈正相關，而與葉綠素、可溶性蛋白、可溶性糖、總黃酮含量呈負相關。凈光合速率與葉綠素、可溶性蛋白、可溶性糖、總黃酮含量呈負相關。葉綠素含量與可溶性蛋白、總黃酮含量呈弱度相關，而可溶性糖含量極顯著呈正相關（P＜0.01）。可溶性蛋白含量與總黃酮含量呈正相關，可溶性糖含量與總黃酮含量呈弱度正相關。

表1 相關指標的Pearson相關性分析

2.9 隸屬函數評價

基于隸屬函數評價可知(表2)，4個處理的隸屬函數值從高到低順序為雄株-正芽接組合XZ、雄株-倒芽接組合XD、雌株-倒芽接組合CD、雌株-正芽嫁接組合CZ。進一步分析可知，雄接穗的嫁接表現優于雌接穗；雄接穗較適于正芽接，而雌接穗較適于倒芽接。

表2 四個組合處理的隸屬函數評價

3 結論與討論

木本雌雄株因對資源的需求不同導致其在形態、生長、生理及生態特性等方面表現出差異，而且這種差異一般在逆境條件下表現得更明顯[6-7]。本試驗表明，接穗性別明顯影響了新梢生長，其中CZ組合的新梢生長量比XZ組合高17.7%，CD組合的新梢生長量比XD組合高39.6%；接穗性別顯著影響了銀杏接穗的單葉面積（P＜0.05），其中CZ組合的單葉面積比XZ組合高26.2%，CD組合的單葉面積比XD組合高27.6%；雌雄接穗對凈光合速率、葉綠素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、總黃酮含量的影響不顯著（P＞0.05），但雌雄接穗對正反嫁接的適應程度存在差異，其中影響程度較高的有：XZ組合葉片凈光合速率比CZ組合高10.4%，XD組合葉片凈光合速率比CD組合低12.7%；倒芽接的雄接穗葉片葉綠素含量比雌接穗高19.5%；倒芽接的雄接穗葉可溶性糖含量比雌接穗高37.3%，即雄接穗的凈光合速率更適合正芽接，而雄接穗的葉綠素含量、可溶性糖含量更適合倒芽接，而雌接穗的凈光合速率更適合倒芽接。

多數經濟林樹種，因為其樹體高大挺拔，樹枝開張角度小，通風透光不良，導致只能在樹冠外圍結果，產量和經濟效益都非常低。通過拉枝、短截、回縮、摘心等整形修剪技術能不同程度提高經濟林樹種的產量，但這些措施費時費工費力，無法進行大規模實施。前人在板栗（Castanea mollissima）[3]、錐栗（Castanea henryi）[5]、橄 欖 樹（Canarium album）[8]、杜 梨（Pyrus betulifolia）、無花果（Ficus carica）、核桃（Juglans regia）[1]等果樹上，實施倒芽接、倒枝接等倒置嫁接技術，使上述經濟林樹種的枝條開張角度增加，樹體通風透光條件更好；有效抑制營養生長，促進生殖生長，使芽體快速飽滿、成花，穩產高產，亦能提高果實品質[1,3-5,9-10]。本研究結果表明，正反嫁接顯著或極顯著影響了銀杏接穗單葉面積、凈光合速率、總黃酮含量，具體表現為XZ組合的單葉面積比XD組合高72.3%，CZ組合的單葉面積比CD組合高70.3%；XZ組合的凈光合速率比XD組合高42.7%，CZ組合的凈光合速率比CD組合高12.9%；XZ組合的總黃酮含量比XD組合低8.1%，CZ組合的總黃酮含量比CD組合低13.6%。同時，嫁接方式（倒芽接和正芽接）較明顯地影響了銀杏接穗新梢生長量，表現為XZ組合的新梢長度比XD組合高39.6%，CZ組合的新梢生長量比CD組合高17.7%。正反嫁接對葉綠素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量的影響不顯著（P＞0.05），但正反嫁接對雌雄接穗的適應程度存在差異。如XZ組合的葉綠素含量比XD組合低10.2%，CZ組合的可溶性蛋白含量比CD組合低13.1%；XZ組合的可溶性糖含量比XD組合低19.2%。需要提及的是正反嫁接×雌雄接穗交互對銀杏生長及生理的影響均不顯著。

綜述所述，正反嫁接對雌雄接穗的生長及生理的影響程度及雌雄接穗對正反嫁接的適應程度均存在交叉的正效應或反效應，所以采用隸屬函數對4個組合處理進行了綜合評價，四個處理的隸屬函數值從高到低順序為XZ、XD、CD、CZ。進一步分析可知，雄接穗的嫁接表現優于雌接穗；雄接穗較適于正芽接，而雌接穗較適于倒芽接。上述研究結果為雌雄接穗與正反嫁接在生產實踐中的選配應用提供了參考。值得注意的是本研究的嫁接苗處于營養生長階段，與文獻中[3,5,9,11]處于生殖生長階段的研究結果存在差異，所以還需進行后續研究。