中國農(nóng)業(yè)科學 2022 55 2 365 377 Scientia Agricultura Sinica doi 10 3864 j issn 0578 1752 2022 02 011 收稿日期 2021 03 17 接受日期 2021 08 10 基金項目 十三五 國家重點研發(fā)計劃 2020YFD1000300 海南省重大科技計劃 ZDKJ2021005 財政部和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部 國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技 術體系資助 CARS 23 B10 中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程 CAAS STIP IVFCAAS 聯(lián)系方式 崔青青 E mail cuiqq caas 通信作者尚慶茂 E mail shangqingmao 開放科學 資源服務 標識碼 OSID 斷根與打頂對番茄嫁接愈合的抑制作用 崔青青 1 2 孟憲敏 1 段韞丹 1 莊團結 1 董春娟 1 高麗紅 2 尚慶茂 1 1 中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所 農(nóng)業(yè)部園藝作物生物學與種質創(chuàng)制重點實驗室 北京 100081 2 中國農(nóng)業(yè)大學園藝學院 設施蔬菜生長發(fā)育調控北 京市重點實驗室 北京 100193 摘要 目的 斷根嫁接苗和打頂雙干或多干嫁接苗日益廣泛用于番茄栽培 豐產(chǎn)作用顯著 了解斷根與打頂對番茄嫁接愈 合的作用機制 可為番茄嫁接生產(chǎn)提供理論依據(jù) 方法 以 硬粉 8 號 為接穗品種 砧愛 1 號 為砧木品種 觀測斷根 和打頂后番茄嫁接愈合進程 成活率和木質部連通性等 同時測定嫁接接合部生長素和細胞分裂素的含量及愈合相關基因的 表達 結果 斷根和打頂抑制了嫁接接合部上方木質部分化基因 VND7 的表達 并顯著延遲了木質部的重構 斷根顯著降低 了嫁接后 12 和 72 h 接合部玉米素核苷 tZR 和反式玉米素 tZ 的含量 以及嫁接后 12 h 接合部吲哚 3 乙酸 IAA 吲哚 3 乙酸甲酯 ME IAA 和吲哚 3 甲醛 ICAld 的含量 打頂嫁接后 12 h 接合部 IAA 和 ME IAA 含量顯著低 于對照和 斷根處理 下調了嫁接后 3 和 12 h 接合部上方和下方韌皮部分化相關基因 NEN4 表達水平 斷根或打頂均下調了嫁接后 3 48 h 接合部上方細胞分裂相關基因 Histone H4 和 SlcycB1 4 的表達水平 斷根和打頂同時處理使嫁接接合部 IAA 和 ME IAA 含量顯著低于斷根處理 使 tZR 和 tZ 的含量及木質部連通性顯著低于打頂處理 打頂和斷根后分別在嫁接接合部施用 10 mmol L 1 IAA 和 10 mmol L 1 6 BA 可顯著促進嫁接苗木質部的重構 結論 斷根和打頂分別降低接合部細胞分裂素和生長素 積累 下調愈合相關基因表達 降低木質部輸導能力 進而延緩番茄嫁接愈合進程 關鍵詞 番茄 嫁接 打頂 斷根 生長素 細胞分裂素 Inhibiting Eeffect of Root Cutting and Top Pinching on Graft Healing of Tomato CUI QingQing 1 2 MENG XianMin 1 DUAN YunDan 1 ZHUANG TuanJie 1 DONG ChunJuan 1 GAO LiHong 2 SHANG QingMao 1 1 Institute of Vegetables and Flowers Chinese Academy of Agricultural Sciences Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops Ministry of Agriculture Beijing 100081 2 College of horticulture China Agricultural University Beijing Key Laboratory of Growth and Developmental Regulation for Protected Vegetable Crops Beijing 100193 Abstract Objective The root cutting grafting seedlings and top pinching double stem grafting seedlings or multi stem grafting seedlings have been widely used in tomato cultivation which have significant effects on high yield Understanding the mechanism of root cutting and top pinching on tomato graft healing could provide the theoretical basis for tomato grafting production Method Using YingFen No 8 as scion and ZhenAi No 1 as rootstock the grafting healing process survival rate and xylem connectivity of tomato after root cutting and top cutting were observed and the contents of auxin and cytokinin as well as the expressions of healing related genes in the grafted part were measured Result Root cutting and top pinching inhibited the expression of xylem differentiation gene VND7 above the graft union and significantly delayed xylem remodeling The root cutting 366 中 國 農(nóng) 業(yè) 科 學 55卷 treatment significantly decreased the contents of trans Zeatin riboside tZR and trans Zeatin tZ at 12 and 72 hours after grafting as well as the contents of indole 3 acetic acid IAA methyl indole 3 acetate ME IAA and indole 3 carboxaldehyde ICAld at 12 hours after grafting The contents of IAA and ME IAA at 12 hours after top pinching grafting were significantly lower than those of the control and root cutting treatment and the expression level of the phloem differentiation related gene NEN4 at 3 and 12 hours after grafting was down regulated Root cutting or top pinching down regulated the expression levels of cell division related genes Histone H4 and SlcycB1 4 above the graft union at 3 48 hours after grafting Under root cutting and top pinching treatment the contents of IAA and ME IAA in grafting union were significantly lower than those under root cutting treatment and the contents of tZR and tZ and xylem connectivity were significantly lower than those under top pinching treatment The application of 10 mmol L 1 IAA and 10 mmol L 1 6 BA at the grafted union after top pinching and root cutting could significantly promote the xylem remodeling of grafted seedlings Conclusion In conclusion root cutting and top pinching could reduce the accumulation of cytokinin and auxin down regulate the expression of genes related to healing reduce xylem transduction capacity and delay the process of tomato grafting healing Key words tomato graft top pinching root cutting auxin cytokinin 0 引言 研究意義 嫁接能夠增強植株對生物和非生物 脅迫抗性 提高產(chǎn)量 改善品質 普遍應用于番茄生 產(chǎn)實踐 1 2 近年來 番茄雙斷根嫁接和雙頭嫁接因具 有便于機械化操作 嫁接苗產(chǎn)量高 長勢整齊等優(yōu)勢 而日益廣泛應用于設施番茄栽培中 3 4 雖然嫁接相關 研究日漸深入 5 6 但關于斷根與打頂對番茄嫁接愈合 的作用機制卻知之甚少 嫁接成功的重要標志是接穗 和砧木維管束連通 7 8 木質部從根部向地上組織運 輸和儲存水分 營養(yǎng)物質和激素 韌皮部將光合作用 的產(chǎn)物以及蛋白質 mRNA 和生長素 細胞分裂素 等激素從源組織 進行光合作用的葉片和幼芽 分配 到庫組織 9 嫁接切削則阻隔了木質部和韌皮部在 地上部和地下部間的物質運輸 造成嫁接接合部物 質積累 10 前人研究進展 擬南芥莖切割后 1 3 d 伴隨生長素的積累 基因 ANAC071 Arabidopsis NAC domain containing protein 71 在切口上方表達上調 在切口下方 較低的生長素促使 RAP2 6L RELATED TO AP2 6 L 表達上調 并且 RAP2 6L 或 ANAC071 功能缺失都會干擾組織愈合 11 進一步研究表明 生長素由 ARF6 和 ARF8 介導促進 ANAC071 表達而 抑制 RAP2 6L 表達 12 接穗中形成的生長素可經(jīng)質 外體運輸穿過嫁接接合部 接合部下方通過生長素受 體 TIR AFBs 和 AXR1 auxin resistant 1 對生長 素做出響應 同時激活 Aux IAA ARF 并可能與 IAA18 和生長素響應蛋白 ALF4 Aberrant lateral root formation 4 一起參與韌皮部的重連 13 細胞分裂 素促進形成層的分裂和增殖 并對其發(fā)育具有重要 的調控作用 14 通過細胞分裂素響應啟動子 ARR5 Arabidopsis response regulator 5 和 TCS two component signaling sensor 驗證其在嫁接中的作用 發(fā)現(xiàn)嫁接會激活維管形成層和中柱鞘處細胞分裂素 的響應 然后由嫁接接合部下方起始并隨之傳遞至 接穗 13 有研究結果顯示生長素和細胞分裂素通過相 互作用來調節(jié)維管發(fā)育模式 15 17 并同時調控嫁接 接合部維管束的再生 是嫁接接合部愈合的限制因 素 18 前期研究也表明生長素和細胞分裂素分別在嫁 接接合部上方和下方響應 并促進番茄嫁接苗木質部 和韌皮部的形成 19 20 LU 等 18 利用試管苗離體莖段 自體嫁接系統(tǒng) 通過向培養(yǎng)基中施加 IAA 和 ZT 研究 其對維管組織分化的影響 結果發(fā)現(xiàn)外源 IAA 和 ZT 是砧穗維管束橋分化的必要條件 將葡萄砧木和接穗 的切削面浸蘸于 NAA 1 naphthaleneacetic acid IBA Indole 3 butryic acid BA Benzyladenine Ki Kinetin 溶液后進行嫁接 發(fā)現(xiàn) Ki 和 BA 刺激接穗 和砧木之間愈傷組織的快速增殖 而 NAA 和 IBA 則 促進嫁接插條基部的根形成 21 在仙人掌微嫁接過程 中外源施用 IBA 以觀察生長素能否促進嫁接愈合 結 果發(fā)現(xiàn)當 IBA 濃度為 100 mg L 1 時有利于維管組織分 化和嫁接愈合 22 在擬南芥砧木根系中施用 IAA 促進 砧穗維管束重新連接 而 NPA N 1 naphthylphthalamic acid 則起到抑制作用 并且發(fā)現(xiàn) PIN PINFORMED 1 家族基因的表達會調控生長素的流動進而影響嫁接 接合部的發(fā)育 23 將山核桃接穗和砧木浸蘸 IAA 和 NPA 溶液 發(fā)現(xiàn)接穗和砧木外源施用生長素提高了山 核桃的嫁接成功率 而生長素抑制劑 NPA 則會抑制嫁 接愈合 24 本研究切入點 幼嫩的芽 葉及發(fā)育中 的種子是生長素合成的主要部位 細胞分裂素合成的 主要部位是根尖 普遍存在于旺盛生長的 正在進行 2 期 崔青青等 斷根與打頂對番茄嫁接愈合的抑制作用 367 分裂的組織或器官 雙斷根嫁接中斷根以及雙頭嫁接 中打頂可能會影響嫁接接合部積累的生長素和細胞分 裂素含量進而影響嫁接愈合進程 擬解決的關鍵問 題 本試驗以番茄為材料 研究接穗斷根和打頂對嫁 接愈合進程的影響 進而探索生長素和細胞分裂素對 番茄嫁接愈合的調控 以期為番茄嫁接生產(chǎn)提供理論 依據(jù) 1 材料與方法 試驗于 2020 2021 年在中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花 卉研究所玻璃溫室內進行 1 1 試驗材料 番茄接穗品種 硬粉 8 號 砧木品種 砧愛 1 號 挑選適量 飽滿度均一的番茄種子 室溫下浸 種 6 h 5 NaClO 水溶液種子表面消毒 15 min 沖淋 4 5 遍 28 23 催芽 3 d 選取出芽整齊一致的種子 播于填裝有混合基質 草炭 蛭石 珍珠巖 3 1 1 v v 的 72 孔穴盤 播種深度 1 5 cm 覆蓋蛭石 每盤灌水約 0 7 L 放置在玻璃溫室自然溫光環(huán)境培 養(yǎng) 幼苗子葉平展時 灌溉 1 2 Hoagland 營養(yǎng)液 第 一片真葉展開后灌溉 Hoagland 全營養(yǎng)液 灌溉方式為 底部灌溉 1 2 試驗設計 4 種嫁接處理 1 接穗與砧木正常嫁接 對 照 2 嫁接時接穗打頂 砧木正常 3 嫁 接時接穗正常 砧木斷根 4 嫁接時接穗打頂且 砧木斷根 待幼苗長至上胚軸直徑 2 0 mm 左右時 采用套 管嫁接方式進行嫁接 嫁接前剔除幼苗中帶病幼苗 及弱苗 將生長健壯 株高一致的幼苗集中在一起 并在嫁接前 1 d 澆足水 每穴盤 1 L 嫁接時在番 茄幼苗上胚軸部位以 45 角切割 然后將接穗與砧木 在切口處相互貼合 并用套管固定 對于斷根和打 頂處理在用套管固定后馬上進行砧木斷根或接穗打 頂操作 為了證實生長素和細胞分裂素對嫁接愈合的影 響 在打頂和斷根的基礎上外源施加一定濃度的 IAA 和 6 BA 打頂后在嫁接切口上下表面分別涂抹 1 L 的 10和 100 mmol L 1 IAA 以及在葉面噴施 10 mmol L 1 IAA 斷根后嫁接切口上下表面分別涂抹 1 L 1 和 10 mmol L 1 6 BA 以及將下胚軸于 0 1 mmol L 1 6 BA 中 浸蘸 30 min 嫁接后立即將幼苗移入人工氣候箱 晝溫 26 10 h 夜溫 20 14 h 嫁接后光照強度為 80 mol m 2 s 1 空氣相對濕度第 1 3 天保持 90 第 4 5 6 和 7 天空氣相對濕度分別為 80 75 70 65 1 3 測定指標及方法 1 3 1 愈合進程的組織切片觀察 嫁接后 144 h 取 樣 取嫁接苗接合處 5 mm 長莖段 進行 FAA 固定液 福爾馬林 70 乙醇 冰醋酸混合液 固定 梯度 乙醇脫水 乙醇和二甲苯混合液透明 石蠟包埋 切 片厚度 10 m 5 明膠粘片 脫蠟 復水 番紅 固綠 染色 阿拉伯樹膠封片 顯微鏡 奧林巴斯 BX53 觀測并拍照 每處理 3 次生物學重復 1 3 2 成活率及萎蔫率測定 嫁接 14 d 后統(tǒng)計成活 率 成活率 嫁接成活的株數(shù) 嫁接總株數(shù) 100 嫁接后 6 7 和 8 d 統(tǒng)計嫁接苗置于 60 濕度下 12 h 的萎蔫情況 萎蔫率 萎蔫的株數(shù) 嫁接總株數(shù) 100 1 3 3 品紅法測定木質部連通性 嫁接后 72 h取樣 在嫁接接合部下方 3 cm 處莖基部橫切斷后插入 1 品 紅溶液 吸收 40 min 后 光照 100 濕度 60 溫 度 28 在嫁接接合部對莖進行縱切 并在嫁接接 合部上方 2 cm 對莖進行橫切 于體式鏡 奧林巴斯 BX53 下觀察染色情況 參照趙淵淵等 25 的方法并做相應修改 嫁接后 120 h 取同一處理幼苗 用刀片橫切莖基部 垂直放 置于盛有 10 mL 1 酸性品紅水溶液的 50 mL 燒杯內 4 h 后剪取嫁接接合部上方幼苗并稱重 放入研缽加入 5 mL 蒸餾水研磨成勻漿 12 000 r min 離心 6 min 取 上清液再次離心 3 min 使用分光光度計測定二次離 心后的上清液吸光度值 A 545 并在標準曲線上讀取品 紅含量 品紅含量 mg g 1 C V W 式中 C 標準曲線上讀取的品紅含量 mg V 研磨所用蒸餾水體積 mL W 所取樣品質量 g 1 3 4 激素含量測定 嫁接后 12 和 72 h 取切口處 1 cm 切口上 下各 5 mm 莖段用于生長素和細胞分 裂素含量測定 測定方法為液相色譜串聯(lián)質譜 LC MS MS 標準品 BioBioPha Sigma Aldrich 用乙腈 Merck 或甲醇 Merck 作為溶劑溶解后 20 保存 質譜分析前用乙腈稀釋成不同梯度濃度 所用試劑都為色譜純 激素定量是利用三重四極桿質譜的多反應監(jiān)測模 式 multiple reaction monitoring MRM 分析完成 368 中 國 農(nóng) 業(yè) 科 學 55卷 利用軟件 Analyst 1 6 1 處理質譜數(shù)據(jù) 每個色譜峰的 峰面積 peak area 代表對應激素的相對含量 將檢 測到的所有樣本激素的積分峰面積比值帶入標準曲線 線性方程進行計算 進一步代入計算公式計算后 最 終得到實際樣本中激素的絕對含量數(shù)據(jù) 樣本中激素的含量 ng g 1 B C 1000 D 式中 B 樣本中激素積分峰面積比值代入標準曲線 得到的濃度值 ng mL 1 C 復溶時所用溶液的體 積 L D 稱取的樣本質量 g 1 3 5 RNA 提取與 Real time PCR 分析 對于處理植 株 在嫁接后 1 3 12 24 48 和 72 h 采集嫁接接 合部即切口處上方 接穗 和下方 砧木 5 mm 莖 段 采用 RNAprep pure Plant Kit 天根 北京 提取 莖段總 RNA 使用 TransScript All in One First Strand cDNA Synthesis SuperMix for qPCR 全式金 中國 合成第一鏈 cDNA Real time PCR 使用試劑盒 TransStart Top Green qPCR SuperMix 全式金 儀 器為 LightCycler 96 實時熒光定量 PCR 儀 Roche 瑞典 1 4 數(shù)據(jù)分析 試驗結果采用 3 次生物學重復的平均值 標準誤 表示 利用軟件 SAS 9 1 3 SAS Inc Cary NC 的 ANOVA 程序進行方差分析 運用最小顯著差異法進 行差異顯著性比較分析 P 0 05 表 1 Real time PCR 所用引物 Table 1 Primer sequences for the Real time PCR 基因 Gene 登錄號 Accession No 引物序列 5 3 Primer sequence SlIAA1 Solyc09g083280 SlIAA1 F TGGATGGTGCCCCTTATCTA SlIAA1 R ACAAGAAGACATAAACATTTCCCAA SlPIN1 Solyc03g118740 SlPIN1 F GGCAATTGTACAGGCAGCTC SlPIN1 R CCAATGTAATCGGCAACGCA SlHP1 Solyc01g080540 SlHP1 F CAAGTGGAAATGGTGGGGAA SlHP1 R ACCATCCAAGAATCCCTCACG VND7 Solyc06g065410 VND7 F ACAACAATGAAGATGATCGTGGCG VND7 R CTGGGAAGCACTCAAGCAAATGG NEN4 Solyc04g054720 NEN4 F AACTGTCAAGGCACAACCAGC NEN4 R CCCAAGCTCTGTCTTGCATAAG PXY Solyc03g093330 PXY F CTTATGGCTACATCGCACCTGAATA PXY R TTCCATCGCCAAATCCTGGT Histone H4 Solyc11g066160 Histone H4 F GGGAGGCAAAGGATTAGGCA Histone H4 R GAACCCCACGAGTTTCCTCA SlcycB1 4 Solyc01g009040 SlcycB1 4 F AGAGGCGGGGAATAGTCGTC SlcycB1 4 R ACAGCAGGAGCAATCACAAGG Actin41 Solyc04g011500 SlActin F CTTCCAGCAGATGTGGATTGC SlActin R GCATCTCTGGTCCAGTAGGAAA 2 結果 2 1 嫁接愈合進程 如圖 1 所示 在嫁接后 14 d 去 除 頂 梢 P 和 PC 后 第一葉和第二葉腋芽處均產(chǎn)生新的生長點 但斷 根使 PC 處理腋芽長勢相對較慢 同時 嫁接后 14 d 斷根的兩處理 C 和 PC 在下胚軸基部均已形成較多 不定根 對嫁接后幼苗干 鮮重測定發(fā)現(xiàn) 打頂和斷 根使地上部干 鮮重在嫁接后 7 和 14 d 顯著降低 在 嫁接后 14 d 斷根處理的根系干 鮮重與對照已無顯著 差異 但打頂斷根處理的根系干 鮮重仍顯著低于對 照 圖 2 如表 2 所示 各嫁接處理間成活率無顯 著差異 但從幼苗萎蔫情況來看斷根后嫁接苗愈合較 慢 基本在嫁接后 8 d 愈合 而打頂和對照在嫁接后 6 d 萎蔫率就較低 即在嫁接后 6 7 d 愈合 通過石蠟 切片觀察嫁接 144 h 接合部的愈合情況 發(fā)現(xiàn)對照 CK 砧穗間粘連緊密 而打頂和斷根處理的砧穗之 間存在一定的間隙 并且接合部的木質部導管沒有完 全連通 圖 3 圖 4 也表明 嫁接后 72 和 120 h 打 頂和斷根抑制了品紅由砧木到接穗運輸 即抑制了木 2 期 崔青青等 斷根與打頂對番茄嫁接愈合的抑制作用 369 質部的連通性 但處理 C 與 PC 之間差異不顯著 上 述結果表明 番茄嫁接時打頂和斷根均不利于番茄嫁 接愈合 在打頂和斷根的基礎上外源施加一定濃度的 IAA 和 6 BA 均能在一定程度上促進嫁接愈合 如圖 4 B 所示 打頂后在嫁接接合部涂抹 10 mmol L 1 IAA 顯著 提高了嫁接苗木質部輸導能力 斷根后在嫁接接合部 涂抹 10 mmol L 1 6 BA 同樣顯著提高了嫁接苗木質部 輸導能力 這些結果進一步證實了生長素和細胞分裂 素在嫁接愈合中的作用 5 cm CK 對照 P 打頂 C 斷根 PC 打頂和斷根 下同 CK Control P Top pinching C Root cutting PC Scion top pinching and rootstock root cutting The same as below 圖 1 斷根和打頂后嫁接苗形態(tài)觀察 Fig 1 Morphological observation of grafting seedlings after root cutting and top pinching 0 1 2 3 4 5 6 7 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 P C PCCK 714 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 時間 Time d 714 0 0 01 0 02 0 03 a b b c a a b b a b bc c a a b b a b b c a ab ab b a b b c a a ab b 時間 Time d 不同小寫字母表示差異顯著 P 0 05 下同 Different lowercase letters indicate significant differences P 0 05 The same as below 圖 2 斷根和打頂對番茄嫁接苗干 鮮重的影響 Fig 2 Effects of root cutting and top pinching on dry and fresh weight of tomato grafting seedlings 370 中 國 農(nóng) 業(yè) 科 學 55卷 虛線框指嫁接接合部位置 接合部上方為接穗 Sc 下方為砧木 St Pc Co 和 Vb 分別指薄壁細胞 皮層和維管束 Dashed box indicates the position of the graft union with the scion Sc above the graft union and the rootstock St below the graft union Pc Co and Vb are short for parenchyma cell cortex and vascular bundle respectively 圖 3 斷根和打頂后番茄嫁接愈合進程 Fig 3 Healing process of tomato grafting after root cutting and top pinching 處理 Treatment 品紅含量 A c i d fu ch sin cont ent mg g 1 DW 0 1 2 3 4 5 6 7 CK P C PC P0 P1 P2 P3 C1 C2 C3C0 b a ab b b a b a b c c b 1 mm 1 mm CK P C PC Vb Vb Vb Vb Vb Vb Vb Vb A B A 嫁接后 72 h 木質部輸導能力 虛線指嫁接切削位置 切口上方為接穗 下方為砧木 Vb 指維管束 B 嫁接后 120 h 木質部輸導能力 P0 打 頂 P1 打頂 切口表面涂抹 10 mmol L 1 IAA P2 打頂 嫁接接合部涂抹 100 mmol L 1 IAA P3 打頂 葉面噴施 10 mmol L 1 IAA C0 斷根 C1 斷根 嫁接接合部涂抹 1 mmol L 1 6 BA C2 斷根 嫁接接合部涂抹 10 mmol L 1 6 BA C3 斷根 下胚軸于 0 1 mmol L 1 6 BA 中浸蘸 30 min A Xylem transport ability at 72 hours after grafting dashed lines indicate the position of the cut with the scion above the cut and the rootstock below the cut and Vb is short for vascular bundle B Xylem transport ability at 120 hours after grafting P0 Top pinching P1 Top pinching 10 mM IAA applied to the cut surfaces P2 Top pinching 100 mmol L 1 IAA applied to the cut surfaces P3 Top pinching foliar spray 10 mmol L 1 IAA C0 Root cutting C1 Root cutting 1 mmol L 1 6 BA applied to the cut surfaces C2 Root cutting 10 mmol L 1 6 BA applied to the cut surfaces C3 Root cutting the hypocotyls were dipped in 0 1 mmol L 1 6 BA for 30 min 圖 4 外源施用 IAA 6 BA 對番茄斷根和打頂嫁接后木質部重構的改善作用 Fig 4 Improved effects of exogenous application of IAA and 6 BA on xylem remodeling in tomato grafting after root cutting and top pinching 2 期 崔青青等 斷根與打頂對番茄嫁接愈合的抑制作用 371 表 2 斷根和打頂對番茄嫁接苗成活率和萎蔫率的影響 Table 2 Effects of root cutting and top pinching on survival rate and wilting rate of tomato grafting seedlings 萎蔫率 Wilting rate 處理 Treatment 成活率 Survival rate 6 d 7 d 8 d CK 100 0 00a 2 78 0 03b 0 00 0 00b 0 00 0 00a P 100 0 00a 8 33 0 00ab 2 78 0 03ab 0 00 0 00a C 97 22 0 03a 11 11 0 06ab 5 56 0 03ab 2 78 0 03a PC 94 44 0 03a 16 67 0 05a 11 11 0 03a 5 56 0 03a 不同小寫字母表示差異顯著 P 0 05 下同 Different lowercase letters indicate significant difference P 0 05 The same as below 2 2 嫁接接合部生長素和細胞分裂素含量 斷根和打頂均會影響嫁接接合部生長素和細胞分 裂素含量變化 由圖 5 所示 在嫁接后 12 h 斷根顯 著降低了嫁接接合部吲哚 3 乙酸 IAA 吲哚 3 乙 酸甲酯 ME IAA 和吲哚 3 甲醛 ICAld 含量 打 頂使嫁接接合部 IAA和 ME IAA 含量顯著低于對照和 斷根處理 斷根打頂同樣使嫁接接合部 IAA 和 ME IAA 含量顯著低于斷根處理 但與打頂處理差異 不顯著 這說明斷根和打頂均會減少嫁接接合部生長 素的積累 但相比于斷根 打頂?shù)挠绊懶Ч@著 隨著嫁接愈合 在嫁接后 72 h PC 處理的 ME IAA 含量顯著低于對照 各處理 IAA 和 ICAld 含量則與對 照差異不顯著 不同的是 在嫁接后 12 h 打頂或斷 根并沒有引起 L 色氨酸 TRP 含量顯著變化 但 C 和 PC 處理顯著提高了 TRP 在嫁接后 72 h 的含量 說 明斷根使嫁接后 72 h 接合部的生長素合成增多 斷根和打頂對嫁接接合部細胞分裂素的影響不同 于生長素 由圖 6 所示 嫁接后 12 h 打頂沒有引起 嫁接接合部細胞分裂素含量顯著變化 但斷根以及同 時斷根和打頂都顯著降低了玉米素核苷 tZR 反 0 2 4 6 8 10 12 14 16 12 72 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 1 4 1 6 a ab b ab ab ab ab ab a c b c d d d d 吲哚 3 乙酸甲酯 ME IAA n g g 1 FW 0 0 05 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 0 35 a c b c d de de e 時間 Time h 12 72 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 c c c c b b a a CK P C PC 時間 Time h L 色氨酸 TRP ng g 1 FW 吲哚 3 乙酸 IAA ng g 1 FW 吲哚 3 甲醛 ICAld ng g 1 FW 圖 5 斷根和打頂后嫁接接合部生長素含量的變化 Fig 5 Changes of auxin content in graft union after root cutting and top pinching 372 中 國 農(nóng) 業(yè) 科 學 55卷 順式 玉米素 D 核糖甙 cZR ng g 1 FW 反式玉米素 tZ n g g 1 FW 異戊烯腺嘌呤核苷 IPR ng g 1 FW 反式 玉米素 9 葡萄糖苷 t Z OG n g g 1 FW 雙氫玉米素 7 糖苷 DH Z 7 G n g g 1 FW 玉米素核苷 tZR n g g 1 FW 圖 6 斷根和打頂后嫁接接合部細胞分裂素含量的變化 Fig 6 Changes of cytokinin content in graft union after root cutting and top pinching 式玉米素 tZ 和異戊烯腺嘌呤核苷 IPR 的含量 各處理反式 玉米素 9 葡萄糖苷 tZOG 含量與對 照相比在嫁接后 12 h 無顯著差異 嫁接后 72 h 打頂 提高了 tZR tZ 雙氫玉米素 7 糖苷 DHZ7G IPR tZOG 的含量 但斷根以及同時斷根和打頂都使 tZR tZ DHZ7G 和 tZOG 含量顯著降低 以上結果表明 斷根會降低嫁接接合部細胞分裂素含量 而打頂不會 引起嫁接接合部細胞分裂素含量降低 隨著嫁接愈合 生長素響應基因 SlIAA1 表達量呈 降低趨勢 生長素運輸基因 SlPIN1 表達量隨嫁接愈合 先升高后降低 兩者在嫁接接合部上方表達量均高于 下方 圖 7 從嫁接后 3 h 開始 打頂使嫁接接合部 上方 SlIAA1 和 SlPIN1 表達量顯著降低 嫁接接合部 下方變化與上方基本一致 C 和 PC 處理嫁接接合部 上方 SlIAA1 和 SlPIN1 表達量從嫁接后 1 h 開始顯著低 于對照 但 C 處理的兩基因表達量在嫁接后 12 h 顯著 高于對照 隨著嫁接愈合 在接合部上方各處理細胞 分裂素響應基因 SlHP1 表達量逐漸升高 但斷根使其 表達量升高較慢 在嫁接后 12 24 和 48 h 斷根與打 頂斷根處理顯著降低了接合部上方細胞分裂素響應基 因 SlHP1 的表達量 斷根或打頂嫁接后 3 h 顯著下調 了接合部下方 SlHP1 的表達量 無論在嫁接接合部上 方還是下方 斷根顯著下調了細胞分裂素響應基因 SlRR8 的表達 而打頂卻使嫁接后 12 72 h SlRR8 表 2 期 崔青青等 斷根與打頂對番茄嫁接愈合的抑制作用 373 達量顯著上調 上述結果進一步證實打頂和斷根會影 響嫁接接合部生長素和細胞分裂