甜瓜耐冷砧木篩選及嫁接苗耐冷性評價

張芊 乜蘭春趙文圣方思雨 趙佳騰 郭克東

（河北農業(yè)大學園藝學院，河北省蔬菜種質創(chuàng)新與利用重點實驗室，河北省蔬菜產業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，河北保定 071000）

甜瓜是我國各地廣泛栽培的重要蔬菜作物，根據國家統(tǒng)計局最新統(tǒng)計數據，截至2019 年，全國甜瓜總產量達1 355.70 萬t，甜瓜產業(yè)在我國園藝種植業(yè)中占有重要地位。生產中甜瓜嫁接砧木以南瓜為主，南瓜型砧木可顯著增強植株生長勢（趙云霞 等，2018），提高植株抗病、抗逆性（Rouphael et al.，2017），但南瓜型砧木嫁接會對果實外觀品質（張慧娜 等，2020；葉云峰 等，2021）和營養(yǎng)品質（黃遠 等，2012；張新英 等，2014；Kyriacou et al.，2018）產生一定的影響，如降低果實中的VC、可溶性糖含量，產生苦味、異味等（Kano &Goto，2003；張慧娜 等，2020）。隨著市場對品質要求越來越高，生產中開始采用甜瓜栽培種作為砧木。甜瓜本砧嫁接親和力強，對果實品質無不良影響，按農藝學分類，甜瓜可分為厚皮甜瓜和薄皮甜瓜（徐小軍 等，2020），厚皮甜瓜長勢較旺，吸收肥水能力強，可作為薄皮甜瓜砧木進行嫁接，但目前對甜瓜型砧木抗逆、抗病性研究尚不多。徐蘭等（2012）研究了12 個不同類型砧木嫁接對甜瓜品質的影響，結果表明甜瓜型砧木嫁接苗較自根苗抗病性和產量均有所提升。王豪杰等（2021）以3 種甜瓜型砧木和2 種南瓜型砧木嫁接甜瓜，發(fā)現利用甜瓜型砧木科鴻砧1 號嫁接甜瓜9818 后，植株生長勢增強，有利于提高果實品質及植株抗病性。

由于甜瓜生長發(fā)育要求溫度較高，對低溫條件很敏感（劉宏宇 等，2016），而設施甜瓜早熟栽培中極易遭受低溫危害，影響植株生長發(fā)育，加之目前對甜瓜型耐低溫砧木的篩選研究鮮有報道，生產中缺少適應性廣、抗性強的甜瓜型砧木品種。因此，開展甜瓜型砧木種質的耐冷性評價，對發(fā)掘耐冷資源、培育耐冷甜瓜型砧木新品種具有重要意義。

本試驗以17 份甜瓜型砧木和4 份南瓜型砧木為試材，研究了低溫脅迫下不同砧木種子發(fā)芽期和苗期形態(tài)指標的差異，并探究低溫脅迫對嫁接苗和自根苗生長的影響，以期篩選出耐冷的甜瓜型砧木材料。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2020 年10—11 月在河北農業(yè)大學校內試驗基地進行。砧木種子發(fā)芽期和苗期耐冷性評價試驗以17 份甜瓜型砧木和4 份南瓜型砧木為試材（表1）；供試甜瓜接穗品種為博洋61，購于天津德瑞特種業(yè)有限公司。

表1 供試砧木品種、類型及來源

1.2 試驗方法

1.2.1 砧木種子發(fā)芽期耐冷性鑒定 選取各砧木品種飽滿且整齊一致的種子各120 粒，經溫湯浸種后，均勻分成2 份，分別置于25 ℃（常溫）和16℃（低溫）培養(yǎng)箱中催芽，每天觀察發(fā)芽情況。3 d 后統(tǒng)計各品種發(fā)芽勢，5 d 后統(tǒng)計各品種發(fā)芽率。在種子突破種皮后做標記，胚根生長3 d 后隨機選擇兩個處理各8 粒種子測量胚根長度，進行3 次重復。各指標的相對值為該指標低溫下數值與常溫數值之比。

1.2.2 砧木苗期耐冷性鑒定 選取各砧木品種飽滿且整齊一致的種子，溫湯浸種后于28 ℃條件下催芽，挑選均勻一致的露白種子播于7 cm × 7 cm 的營養(yǎng)缽中，置于塑料大棚內生長，溫度為白天21～25 ℃，夜間10～13 ℃。待幼苗長至一葉一心時，選擇長勢整齊一致的30 株幼苗置于露天環(huán)境中進行低溫脅迫，溫度為白天13～17 ℃，夜間3～7℃。以大棚內生長的30 株幼苗為常溫對照，進行3 次重復。處理10 d 后根據徐永清等（2010）的方法對幼苗冷害情況進行分級（表2），計算冷害指數。同時測定株高、莖粗、地上部和地下部干鮮質量，相對值為該指標低溫下數值與常溫數值之比。

表2 甜瓜幼苗冷害分級標準

冷害指數=∑（冷害級別×相應冷害級的植株數）/（最高冷害級別×總株數）× 100

參照宋洪元等（1998）方法，用隸屬函數法綜合評價21 種砧木材料的耐冷性。

式中為某一指標測定值，為該指標的最大值，為該指標的最小值。將待鑒定品種各指標的具體耐冷隸屬函數值進行累加，并求取平均數，平均數越大，耐冷性越強。

1.2.3 低溫脅迫對不同砧木嫁接苗生長的影響 選擇南瓜型砧木銀光、壯士和甜瓜型砧木鴻福5 號、翠玉嫁接博洋61，以博洋61 自根苗為對照。砧木一葉一心、接穗露出真葉時采用插接法嫁接。嫁接后進行遮光、保溫保濕，待嫁接苗成活后移至營養(yǎng)缽中。嫁接苗四葉一心時進行低溫處理，選擇長勢整齊一致的12 株嫁接苗進行低溫處理，12 株幼苗為常溫對照，進行3 次重復。處理溫度為18 ℃/10℃（12 h/12 h，晝/夜，下同），對照溫度為28℃/18 ℃，處理10 d 后測定不同砧木嫁接苗株高、莖粗及第5 片真葉的葉長、葉寬。

1.3 數據分析

使用Excel 軟件對所有數據進行整理并繪圖，使用DPS 9.01 進行數據分析（＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 砧木種子發(fā)芽期耐冷性評價

如表3 所示，低溫對不同砧木種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率和胚根長度均有影響。21 種砧木相對發(fā)芽勢在0～85.71%之間，健將、N55、銀光相對發(fā)芽勢在80%以上；天香1 號、甜9 號、壯士、甜蜜脆梨、陜甜砧1 號、甜砧3、鴻福5 號相對發(fā)芽勢在66.67%～76.47%之間；其余砧木相對發(fā)芽勢在60%以下，其中甜瓜王子3 號在3 d 內沒有發(fā)芽。21 種砧木相對發(fā)芽率在13.64%～94.12%之間，健將相對發(fā)芽率最高，為94.12%；甜蜜脆梨、甜砧4、夏特、親密2 號相對發(fā)芽率在60%以下；其余砧木相對發(fā)芽率在65.00%～85.71%之間。21 種砧木相對胚根長度在8.75%～50.34%之間，銀光相對胚根長度最高，為50.34%；其次為陜甜砧1號、甬砧9 號、壯士、天香1 號、鴻福5 號、甜砧3、甜9 號、健將、翠玉、N55，相對胚根長度在36.80%～42.06%之間；其余10 種砧木相對胚根長度在8.75%～35.42%之間。

表3 低溫處理對不同砧木種子發(fā)芽指標的影響

如表4 所示，對低溫處理后的砧木種子相對發(fā)芽勢、相對發(fā)芽率和相對胚根長度進行隸屬函數分析，南瓜型砧木中銀光發(fā)芽期耐冷能力最強，其次為健將；甜瓜型砧木中天香1 號發(fā)芽期耐冷能力最強，其次為陜甜砧1 號。

表4 不同砧木種子發(fā)芽期耐冷性隸屬函數分析

2.2 砧木苗期耐冷性評價

由表5 可知，低溫處理10 d 后，21 種砧木冷害指數在5.00～55.00 之間，甜砧4、鴻福5 號和銀光冷害指數最低，均為5.00；紅尊、健將、親密1 號、親密2 號、甜砧3、甜砧5 冷害指數在6.67～8.33 之間；夏特、壯士、翠玉、天香1 號冷害指數在13.33～18.33 之間；其余材料冷害指數為25.00～55.00，其中甬砧9 號冷害指數最高。

表5 低溫處理對不同砧木苗期冷害指數和生長量的影響

低溫處理10 d 后，銀光和健將相對株高較高，分別為80.00%和77.81%，二者差異不顯著；其次為鴻福5 號、天香1 號、陜甜砧3 號、甜砧4、紅尊，相對株高在73.61%～75.88%之間。從莖粗來看，銀光、N55 和鴻福5 號相對莖粗較高，為76.59%～79.26%，品種間差異不顯著；其次為健將、親密1 號、翠玉、壯士、甜砧5、親密2 號，相對莖粗為73.23%～75.96%。

從地上部相對鮮質量來看，健將、銀光、鴻福5 號、親密1 號、甜砧5 和甜砧4 地上部相對鮮質量較高，為73.86%～77.82%，品種間差異不顯著；其次是甜砧3、紅尊、壯士，地上部相對鮮質量在71.97%～72.93%。從地下部相對鮮質量來看，銀光和健將地下部相對鮮質量分別為81.13%和78.00%，二者無顯著差異；其次是鴻福5 號、壯士、甜砧4、天香1 號，地下部相對鮮質量在71.91%～73.13%。從地上部相對干質量來看，銀光、鴻福5 號、親密2 號、甜砧4 和健將地上部相對干質量較高，為79.32%～86.37%，品種間無顯著差異；其次為親密1 號、紅尊、甜9 號和甜砧3，地上部相對干質量在77.48%～78.62%。從地下部相對干質量來看，銀光、鴻福5 號、甜砧3、壯士和陜甜砧1 號地下部相對干質量為75.30%～84.42%；其次是陜甜砧3 號、健將、天香1 號和甜砧5，地下部相對干質量為71.73%～73.50%。

由表6 可知，綜合上述7 項苗期生長指標進行隸屬函數分析，根據隸屬函數值的平均值大小對砧木苗期的耐冷性進行排序，結果顯示，南瓜型砧木中銀光耐冷性最強，甜瓜型砧木中鴻福5 號耐冷性最強。

表6 不同砧木苗期耐冷性隸屬函數分析

2.3 低溫脅迫對不同砧木嫁接苗生長的影響

以篩選出的苗期耐冷性最強的甜瓜型砧木鴻福5 號和南瓜型砧木銀光，以及耐冷性弱于鴻福5 號的南瓜型砧木壯士和甜瓜型砧木翠玉嫁接薄皮甜瓜博洋61。4 種嫁接苗嫁接成活率均在80%以上，嫁接苗生長良好，嫁接親和性較強。從表7 可以看出，在低溫條件下，除翠玉嫁接苗相對葉寬與博洋61 自根苗差異不顯著外，4 種砧木嫁接苗各項生長指標均顯著優(yōu)于博洋61 自根苗，耐冷南瓜型砧木銀光嫁接苗的相對株高、相對莖粗和相對葉長均顯著高于其他砧木嫁接苗，相對葉寬顯著高于翠玉嫁接苗。耐冷甜瓜型砧木鴻福5 號嫁接苗相對葉長顯著高于壯士和翠玉嫁接苗，相對葉寬顯著高于翠玉嫁接苗。壯士嫁接苗相對株高、相對莖粗、相對葉寬均顯著高于翠玉嫁接苗。綜合比較4 種嫁接苗和博洋61 自根苗在低溫脅迫下的生長情況：南瓜型砧木銀光/博洋61嫁接苗的生長最優(yōu)，耐冷性最好；甜瓜型砧木鴻福5 號/博洋61 嫁接苗的生長強于翠玉/博洋61 嫁接苗。

表7 低溫脅迫對不同砧木嫁接苗生長的影響 %

3 討論與結論

蔬菜耐冷性評價可分別在種子發(fā)芽期和苗期進行，在種子發(fā)芽期可通過低溫脅迫下的種子發(fā)芽率、胚根生長速度等指標進行耐冷性評價（劉宏宇 等，2016；劉偉 等，2020），在苗期可以低溫脅迫下的株高、莖粗等指標進行耐冷性評價（徐小軍等，2015；高青海 等，2016；周亞峰 等，2017）。本試驗中，不同砧木在種子發(fā)芽期和苗期耐冷性存在不一致的現象，考慮到苗期形態(tài)指標可直接反映出作物對逆境脅迫的響應，以及實際生產中冷害往往發(fā)生在定植后，所以本試驗綜合苗期冷害指數、相對株高、相對莖粗、相對地上部和地下部干鮮質量等評價指標，從21 份砧木材料中篩選出耐冷南瓜型砧木銀光和甜瓜型砧木鴻福5 號，對當地設施甜瓜越冬栽培具有重要意義。

嫁接植株是砧木和接穗的共生體，該共生體的生育特性不僅不同于接穗，也不同于砧木（Tsaballa et al.，2021），且隨植株發(fā)育時間和營養(yǎng)狀況等因素的不同而有所改變。前人研究表明（于賢昌 等，1998），耐冷砧木嫁接苗耐冷能力強于冷敏感砧木嫁接苗，說明砧木的耐冷性與嫁接苗耐冷性密切相關。在本試驗中，砧木銀光和鴻福5 號苗期耐冷性強于壯士和翠玉，銀光/博洋61 嫁接苗在低溫脅迫下生長最優(yōu)，耐冷性最好，鴻福5 號/博洋61嫁接苗的生長也強于翠玉/博洋61 嫁接苗?？梢?，利用耐冷材料作砧木可提高嫁接苗的耐冷能力，銀光可作為設施甜瓜低溫季節(jié)高產栽培的南瓜型砧木，鴻福5 號可作為甜瓜型砧木應用于設施甜瓜低溫季節(jié)高品質生產。

大量研究表明，南瓜和甜瓜本砧是甜瓜嫁接最為理想的砧木（王毓洪 等，2005；海睿，2019），南瓜型砧木根系強大，吸收能力強于甜瓜根系，所以嫁接苗抗逆能力和生長勢顯著提高，對接穗生長具有促進作用（黃金艷 等，2020）。但利用南瓜型砧木進行嫁接容易出現嫁接不親和現象，嫁接成活率低，且易影響果實品質（梁賢智 等，2020）。果實品質的改變與砧木和接穗的嫁接親和性密切相關（Albacete et al.，2015），而甜瓜本砧與接穗親緣關系最近，利用現有甜瓜種質資源，選用耐冷性強的甜瓜品種作砧木進行嫁接，不僅能夠有效抵抗低溫脅迫對幼苗生長的影響，還能保證果實的品質，在設施栽培中具有廣泛的應用前景，在今后的研究中，甜瓜本砧嫁接是甜瓜嫁接栽培的重要方向。