不同砧木枝接‘元林’核桃愈合过程 扫描电镜观察

舒秀阁，唐贵敏，梁 静，刘丙花，贾 明， 吴桂春，侯立群，赵登超*

（1. 山东省林业科学研究院，山东 济南 250014；2. 山东英才学院艺术学院，山东 济南 251400；3. 蒙阴县林业局，山东 蒙阴 276200）

【研究意义】嫁接技术已广泛地应用于经济林木种质资源的保存和良种繁育，在提高经济林优良品种的产量、改良果实品质，提升抗逆性等方面具有重要的应用价值。【前人研究进展】核桃嫁接技术常用方法为芽接和枝接[1]，为了加快核桃良种推广速度，我国许多学者对核桃嫁接技术进行了多方面的探讨和研究，在核桃嫁接成活机制方面，有对核桃枝接愈伤组织的形成部位进行解剖学观察，但缺乏系统的研究[2-3]。实际的生产采用实生种子苗作为砧木进行嫁接繁育核桃良种，与其他树种相比，关于核桃砧木研究还有待进一步加强。‘元林’核桃是山东省林业科学研究院以‘元丰’核桃为母本，‘强特勒’核桃为父本杂交选育的核桃优良品种[4]，在山东省泰安市该品种比‘香玲’核桃萌芽晚1周左右，为丰产、优质、抗病性强的早实核桃品种，目前已在河南、陕西、甘肃等地进行大面积的栽培种植[5-9]。【本研究切入点】不同砧穗组合对核桃的生长发育有影响，砧穗愈合过程也存在差异【拟解决的关键问题】以‘香玲’核桃、‘鸡爪绵’核桃、‘黑核桃’和‘枫杨’种子培育的实生苗为砧木，采用砧木移栽室外嫁接法进行嫁接[7]，利用扫描电镜观察嫁接后不同砧穗组合愈伤组织形成过程，以期通过对核桃嫁接愈伤形成过程的显微观察，为选择适宜的砧木，提高核桃嫁接成活率和提升苗木质量提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于山东省林业科学研究院泰安试验基地，地处泰安市下港镇下里村，属暖温带大陆性半湿润季风气候，四季分明，年平均降雨量850 mm，全年平均气温11.8 ℃，最热月平均气温23.1 ℃，最冷月平均气温-3.5 ℃，全年日照平均2678 h，无霜期200 d。

1.2 试验材料与样品采集

砧木为‘香玲’‘鸡爪绵’‘黑核桃’和‘枫杨’实生苗各50株，规格：粗度1.0 cm左右，高度80 cm左右；枝接接穗为‘元林’核桃，2016年2月采集后贮藏4 ℃的冷库中待用；3月27日定植所有的核桃砧木，4月23—24日进行嫁接，采用砧木移植-室外嫁接法进行嫁接[7]，分别于嫁接后5，10，20，30 d带根系挖取整株嫁接苗木，带回试验室后，用手术刀剖取嫁接部位组织，放入扫描电镜固定液中，待用。

1.3 电镜扫描观察

将试验材料放入3.5%的戊二醛中固定24 h以上，用磷酸缓冲盐溶液（PBS）冲洗，1%锇酸（OsO4）固定4～6 h，磷酸缓冲盐溶液冲洗，梯度乙醇脱水，乙酸乙酯置换，二氧化碳临界点干燥仪进行干燥，粘贴样品到扫描电镜样品台上，用IB-5型离子溅射仪喷金，使用JSM-6610LV(日本)扫描电镜进行扫描观察拍照。

2 结果与分析

2.1 ‘香玲’核桃实生苗嫁接‘元林’核桃后愈伤组织形成扫描电镜观察

‘香玲’核桃实生苗嫁接‘元林’核桃后愈伤组织形成扫描电镜观察结果如图1所示，嫁接后第5天、第10天（图1，zj-xl-5 d）电镜照片上无愈伤细胞发现，第20天（图1，zj-xl-20 d）时发现大量的愈伤细胞和愈伤组织，嫁接后第30天（图1，zj-xl-30 d）砧木和接穗结合部位愈伤组织已经充满结合部位缝隙，愈伤组织成团状在砧穗结合部位大量积累，接穗切口上发现大量的愈伤细胞和组织。

图1 ‘香玲’核桃实生砧木苗嫁接‘元林’核桃愈伤形成扫描电镜观察

2.2 ‘鸡爪绵’核桃实生苗嫁接‘元林’核桃后愈伤组织形成扫描电镜观察

‘鸡爪绵’核桃实生砧木苗嫁接‘元林’后愈伤组织形成扫描电镜观察结果如图2所示，采用‘鸡爪绵’核桃实生砧木苗嫁接‘元林’核桃后第5天（图2，zj-jzm-5 d）无愈伤细胞或组织发现，第10天（图2，zj-jzm-10 d）发现有明显的愈伤组织出现，砧木接穗开始愈合，第20天（图2，zj-jzm-20 d）时发现大量的愈伤组织出现，嫁接后第30天（图2，zj-jzm-30 d）砧木接穗结合紧密部位愈伤组织已经充满结合部位缝隙，愈伤组织成团状在砧穗结合部位。

图2 ‘鸡爪绵’核桃实生砧木苗嫁接‘元林’核桃愈伤形成扫描电镜观察

2.3 ‘黑核桃’实生苗嫁接‘元林’核桃后愈伤组织形成扫描电镜观察

‘黑核桃’实生砧木苗嫁接‘元林’后愈伤组织形成扫描电镜观察结果如图3所示，采用‘黑核桃’实生砧木苗嫁接‘元林’核桃后第5天（图3，zj-hht-5 d）、第10天（图3，zj-hht-10 d）均未发现有愈伤组织细胞出现，第20天（图3，zj-hht-20 d）时发现有明显的愈伤组织细胞出现，砧木接穗开始愈合，嫁接后第30天（图3，zj-hht-30 d）砧木接穗结合紧密部位可以发现大量的愈伤组织，愈伤细胞主要由接穗‘元林’核桃上产生。

图3 ‘黑核桃’实生砧木苗嫁接‘元林’核桃愈伤形成扫描电镜观察

2.4 ‘枫杨’实生苗嫁接‘元林’核桃后愈伤组织形成扫描电镜观察

‘枫杨’实生砧木苗嫁接‘元林’后愈伤组织形成扫描电镜观察结果如组图4所示，采用‘枫杨’实生砧木苗嫁接‘元林’核桃后第5 天（图4，zj-fy-5 d）、第10天（图4，zj-fy-10 d）均未发现有愈伤组织或愈伤细胞出现，第20天（图4，zj-fy-20 d）时发现有少量的愈伤组织细胞出现，砧木接穗开始愈合，产生愈伤部位主要位于筛管附近，嫁接后第30天（图4，zj-fy-30 d）砧木接穗结合紧密部位可以发现大量的愈伤组织和愈伤细胞。

图4 ‘枫杨’实生砧木苗嫁接‘元林’核桃愈伤形成扫描电镜观察

2.5 不同砧木嫁接‘元林’核桃后外观形态观察

以‘香玲’‘枫杨’‘鸡爪绵’‘黑核桃’实生苗为砧木，枝接‘元林’核桃30 d后（图5），接穗萌发新梢长度为5～10 cm，外部形态差异不大。

图5 不同砧木嫁接‘元林’核桃后形态学观察

3 结论与讨论

嫁接愈合过程实质就是砧穗愈伤组织的产生、对接、愈合、维管束的形成与维管束的分化，砧、穗结合成一体的整个过程[11]。嫁接亲和是果树繁殖和栽培成功的先决条件，它与果树的生长、结实、果实品质、寿命，以及种质保存和规模化生产等密切相关。因砧木和接穗同属不同品种，或同一科不同属，或不同科而产生亲和性不同的嫁接体，接口愈合过程因此而异。曹建华等[12]认为砧穗嫁接亲合力的大小主要取决于砧木与接穗双方生理作用的相似程度，不仅与接合所产生的影响有关，还与愈合后砧穗在生理上的相互适应有关。本试验以‘元林’核桃为试验材料，通过枝接嫁接方法，对比分析其不同砧木嫁接 ‘元林’核桃后愈伤组织形成及愈合过程，试验结果发现不同品种嫁接愈合过程有所差异，‘香玲’核桃、‘黑核桃’砧木和枫杨砧木嫁接‘元林’后，第20天发现愈伤组织细胞，而‘鸡爪绵’核桃砧木嫁接‘元林’后第10天已经发现有愈伤组织，说明‘鸡爪绵’核桃砧木与‘元林’核桃愈合能力较强，就‘元林’核桃良种嫁接管理来说，采用枝接方法嫁接后，第10天到30天愈伤组织产生，此时期是嫁接管理的关键时期。

利用扫描电镜观察不同核桃品种嫁接后愈伤形成过程，不同砧木嫁接后，第5天没有发现愈伤细胞和愈伤组织，第10天到30天在砧穗结合部位发现大量的愈伤组织，同时观察发现接穗萌发新梢长度已达5～10 cm；猜想枝接后砧穗愈合过程与新梢生长同步进行，新梢生长萌芽所需要营养主要利用接穗本身的贮藏营养，砧穗愈合后继续利用砧木吸收营养和水分完成愈合过程。嫁接不仅能保持果树品种的优良性状，促使其提早结果，而且还能增强果树的抗逆性，加快优良品种繁育[13]，不同核桃砧木嫁接‘元林’核桃后的树势、生长结果等还需进一步深入研究。嫁接作为一种栽培技术因其实用性而被广泛关注，对嫁接愈合过程的形态学研究和影响因子有了较为系统的认识[14-17]，但关于接穗和砧木之间相互作用，激素水平、酶活性、蛋白质和基因表达对愈伤组织的产生和愈合的过程均有十分重要的影响[18]，仍需加强相关研究，进一步丰富核桃嫁接理论和实践，以有效的提高嫁接成活率。