西香55号作为百香果砧木的潜力分析及系统评价

李宝生1,董 龙2#,蔡昭艳2,李雪莉3,梁家亮1,龙 兴2,陈宏娟4,朱万升1,岑延新1,邱文武2,何志强1*,谢富贵5*,龙薇平2

1广西贵港市农业科学研究院,广西贵港 537100;2广西农业科学院园艺研究所,南宁 530007;3广西贵港市乡村振兴信息中心,广西贵港 537100;4广西贵港市动物疫病预防控制中心,广西贵港 537100;5贵港市覃塘区城市建设投资集团有限公司,广西贵港 537100)

摘 要:【目的】筛选适宜百香果嫁接栽培的优良砧木品种,评价西香55号作为砧木的应用潜力,并筛选出适宜的砧穗组合。【方法】以西香55号作为试验材料,常规砧木品种长黄511号作为对照,开展以下试验:(1)砧木实生苗对比试验:比较两品种实生苗发芽性状、株高动态及株高生长速率、茎径动态及茎径生长速率、生物量、壮苗指数、冠根比、根系性状及根系吸收效率指数等性状指标,综合评价两个百香果品种实生苗的生长性状差异性;(2)嫁接苗抗病性试验:以两个砧木品种和钦果9号的嫁接苗为材料,在重茬、失管,且茎基腐病、根腐病、疫病等病害发生严重的果园,开展自然发病抗病性鉴定;(3)不同砧穗组合的嫁接亲和性及产量对比试验:以西香55号和长黄511号两个砧木品种分别与以下6个接穗品种组成12个砧穗组合:荷香5号(J1、J2)、台农1号(T1、T2)、DM-1号(D1、D2)、西香5号(X1、X2)、钦果9号(Q1、Q2)和香黄1号(H1、H2),测定嫁接成活率、嫁接苗生长势、内源激素含量、果实品质及产量等指标,并运用相关性分析与主成分分析进行综合评价。【结果】(1)西香55号的千粒质量、发芽指数、株高、株高生长速率、茎径、根系发育等方面均显著优于长黄511号(P<0.01),茎径生长速率、根系吸收效率指数显著优于长黄511号(P<0.05),比长黄511号可提前610 d达到嫁接标准;(2)西香55号与长黄511号的茎基腐病、根腐病、疫病的发病率无显著差异,均表现出较强的抗病性能力。(3)DM-1号、西香5号、钦果9号在西香55号砧木上表现突出,荷香5号、香黄1号在长黄511号砧木上表现突出,台农1号在两个砧木上无显著差异;(4)新芽长度、茎径及穗砧比与嫁接亲和性呈显著或极显著正相关;茉莉酸、激素平衡指数可促进砧穗生长并提升嫁接亲和性,玉米素核苷利于嫁接成活,脱落酸则抑制嫁接亲和性与成活率;嫁接亲和性越好,苗期生长势越强,产量越高;(5)对11个主要性状进行主成分分析,提取4个主成分,累计贡献率达82.047%;(6)基于主成分分析综合评价,得分排名依次为X1>D1>Q1>D2>X2>J2>H2>T2>T1>J1>Q2>H1。【结论】综合评价建议西香5号、DM-1号和钦果9号选用西香55号作为砧木,香黄1号和荷香5号选用长黄511号作为砧木,台农1号可选用西香55号或长黄511号作为砧木,研究为百香果砧木选择与嫁接组合优化提供了理论依据和实践参考。

关键词:百香果;砧木;抗病性;嫁接亲和性;生长性状;内源激素;产量品质;综合评价

百香果(Passiflora edulis),又称西番莲、热情果,属于西番莲科(Passifloraceae)多年生藤本植物,原产于南美洲热带和亚热带地区。果实香气浓郁、风味独特,含有维生素、膳食纤维、多酚类抗氧化物质,既可鲜食也可加工。近年来,在中国云南、广东、广西、福建、海南等地发展迅速[1]。随着种植规模的扩大,百香果茎基腐病、枯萎病、根腐病等土传病害加重,连作障碍严重、果实品质不稳定等问题突出,严重制约了百香果产业的可持续发展[2-3]。嫁接栽培是防治土传病害、提高植株抗逆性和产量的有效途径,其成功的关键在于砧木的选择及砧穗组合的亲和性[4-5]。优良砧木应具备种子发芽整齐、幼苗生长健壮、与接穗亲和力强、对接穗果实品质无不良影响等特点[6]。在砧穗嫁接愈合的关键时期,赤霉素、生长素和玉米素含量升高,脱落酸含量降低,可促进嫁接愈合,提高嫁接成活率。因此,内源激素含量测定是评价砧穗互作机制的重要手段[7]。国内外诸多研究通过对不同组合的嫁接亲和性、生长势、产量及果实品质等指标进行分析,筛选出优良的砧穗组合。陈礼浪等[8]以钦密9号、巴西大黄金、紫香、台农等3个黄果和4个紫果百香果品种为试材,通过黄瓜花叶病毒感染和亲和性试验,筛选出抗黄瓜花叶病毒的品种巴西大黄金。谭娟等[9]以6个抗逆性强的黑核桃家系作为砧木,以新早丰、温185、新新2作为接穗,构建了18种砧穗组合,通过主成分分析综合评价,表明新早丰、新新2宜选用黑核桃6号砧木,温185宜选用黑核桃5号砧木。Jia等[10]将丰光葡萄品种嫁接到101-14M、110R等8个不同抗性砧木上,通过比较不同组合的嫁接亲和性、生长势、产量表现,筛选出丰光与101-14M的最佳砧穗组合。翟文婷等[11]以阳光玫瑰和4种葡萄砧木作为砧穗组合,通过测定光合参数、叶绿素荧光参数、叶绿素含量、果实品质等生理指标,采用相关性分析、主成分分析对各砧穗组合进行综合评价,筛选出适宜阳光玫瑰的最优砧木品种为克瑞森无核。任海洋[12]以柿不亲和组合富有/君迁子与亲和组合次郎/君迁子为试材,通过内源激素测定发现,生长素类激素含量的变化可促进柿嫁接愈合,提升嫁接成活率与亲和性。目前,生产上常用的百香果砧木为长黄511号(云南大黄果),存在品种单一、来源受限、抗性弱化、出芽不整齐、生长较慢等问题,制约了百香果育苗效率,增加了育苗成本。近年来,部分地区百香果嫁接苗在开花结果初期出现全株枯萎的现象,严重影响百香果产业发展。基于此,探究主栽接穗品种最佳组合,筛选出具有优良性状的专业砧木品种,对百香果嫁接苗的标准化生产和产业提质增效具有十分重要的意义[13-14]。本研究以自主选育的生长势旺、抗性强、大果型的西香55号品种为试验材料,以市场常规砧木品种长黄511号作为对照,开展两个百香果砧木实生苗、嫁接苗抗病性、嫁接亲和性及产量对比试验,通过比较两个砧木品种实生苗的生长发育状况和自然发病抗病性鉴定,系统评价其与6个主栽接穗品种嫁接后的亲和性、生长势、内源激素含量、果实品质及产量,结合相关性分析和主成分分析进行综合评价[15-16],旨在筛选优良砧木品种及高效砧穗组合,以期为百香果嫁接育苗与栽培实践提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 材料

试验品种为西香55号,是广西壮族自治区农业科学院园艺研究所自主选育品种;对照品种为长黄511号,是云南省百香果砧木大黄果,市场常规砧木品种。2024年3月10日,种植西香55号、长黄511号,9月中旬统一收集两个砧木品种的成熟落地果实,采集种子,精洗晾干,装入透明密封袋,放置冰箱保鲜层(4~8 ℃)低温保存。

供试百香果接穗品种共6个,分别为荷香5号、台农1号、DM-1号、西香5号、钦果9号、香黄1号。台农1号、钦果9号为市场常规主栽品种,荷香5号、DM-1号、西香5号、香黄1号为广西壮族自治区农业科学院与贵港市农业科学研究院联合选育品种。2024年12月15日,选取健康无病毒标准嫁接苗,每个品种20株,种植于贵港市农业科学研究院(23°7′4″N,109°23′28″E,海拔45.8 m)百香果种植棚内,按照百香果生产管理标准进行田间管护,用于后续接穗采集。

1.2 两个砧木种子发芽性状测定

2025年1月12日,使用电子天平(精度0.01g)称量同时期收集的西香55号、长黄511号种子千粒质量,3次重复。选取籽粒饱满、无病虫害的种子,用1200倍赤霉素溶液浸泡24 h,清水冲洗晾干后,在贵港市农业科学研究院育苗大棚内播种于32穴盘内,每个品种800株(25盘穴),3次重复。参照《(DB 35/T 1991—2021)百香果(西番莲)育苗技术规程》[17]进行育苗生产管理。播种后,每处理随机选取3盘穴进行统计,3次重复。从第一个品种发芽开始起,每天记录两个砧木品种的种子发芽数,截至最后一个砧木品种连续3 d发芽数为0,并计算发芽率、发芽指数[18],公式为:

式中,GR为发芽率,GN为正常发芽种子数,N为供试种子总数;GI为发芽指数,Gt为第t 天正常发芽种子数,Dt为相应的发芽天数。

1.3 两个砧木实生苗生长指标测定

播种后45 d,随机抽取10株,记录并统计两个砧木品种的株高、茎径。株高采用卷尺(0.1 cm)从基质表土处测量至植株顶端,茎径使用电子游标卡尺(0.01 mm)从株高10 cm处测定,并计算株高生长速率和茎径生长速率,每隔15 d测定1次,共3次。株高生长速率和茎径生长速率公式为:

式中,X1表示初次测量值,X2表示末次测量值,t2t1表示两次测量时间间隔。

播种后75 d,随机选取10株,测定两个砧木品种的全株鲜质量、全株干质量、地上干质量、地下干质量、根系长度、根系表面积及根系体积等指标。全株鲜质量、全株干质量、地上干质量和地下干质量等4个指标由广西壮族自治区农业科学院园艺研究所采用烘干法完成测定;根系长度、根系表面积和根系体积由南京汉广检测技术有限公司采用植物根系分析仪HW-GX02完成测定;根冠比、壮苗指数和根系吸收效率指数[19]公式为:

根冠比=地下干质量/地上干质量;

壮苗指数=(茎径/株高+地下干质量/地上干质量)×全株干质量;

根系吸收效率指数=根系表面积/根系体积。

1.4 两个砧木品种嫁接苗抗病性试验

播种后75 d,两个砧木品种分别与钦果9号嫁接,每个砧木品种嫁接42株,3次重复。嫁接成活后,参照莫云彬等[20]和李明红[21]的设计方法,稍作修改,于2025年4月30日定植于广西壮族自治区贵港市港北区武乐镇吉斗村(23°7′29″N,109°46′2″E,海拔51 m)的重茬百香果设施基地。该基地前茬种植为钦果9号/长黄511号,面积约为0.53 hm2,已失管3年,田间病株、枯株发生严重,病枝、病果未清理,设施棚膜破损严重,茎基腐病、根腐病、疫病等病害发生严重,长期处于重茬、失管状态。试验期间(4—9月)日均温度27 ℃,不进行人工灌溉及遮阴。如图1所示,定植时,在病株20 cm处分别种植不同砧木的嫁接苗,每个砧木处理30株,3次重复;定植前每株施用5 kg腐熟有机肥(鸡粪80%+蔗叶20%),定植后浇足定根水,并连续管护710 d以保证成活,植株成活后不再进行任何田间管护。分别于5—9月的每月30日调查各处理嫁接苗的茎基腐病、根腐病、疫病的发病株数,以5个月的累计发病株数计算发病率(发病率/%=发病株数/总株数×100)。

图1 嫁接苗抗病性试验种植示意图
Fig.1 Schematic diagram of the field layout for the disease resistance trial of grafted seedlings

1.5 不同百香果砧穗组合嫁接苗生长性状及内源激素含量测定

播种后75 d,两个砧木品种分别与6个接穗品种进行嫁接(表1),每个砧穗组合嫁接96株(3盘穴),3次重复,采用劈接套管固定的形式,嫁接后置于育苗大棚(温度20~28 ℃,湿度65%~85%,自然光照)。嫁接后30 d,统计嫁接成活率、新芽长度、新芽茎径(2 cm处)、砧木与接穗茎径(嫁接口上下1 cm处),使用卷尺(0.1 cm)测量新芽长度,使用电子游标卡尺(0.01 mm)测量新芽茎径、砧木与接穗茎径,计算穗砧比(穗砧比=接穗茎径/砧木茎径)。于上午10:00—11:00(天气晴朗),采集各砧穗组合嫁接苗顶端第34枚成熟叶片,用干冰保存(约-78.5 ℃),用于玉米素核苷(ZR)、赤霉酸(GA)、吲哚乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)、茉莉酸(JA)等内源激素含量测定,每个组合10 g,3次重复,由南京汉广检测技术有限公司采用液质联用(LC-MS)方法完成测定。参考王艳梅等[22]、刘亚丽等[23]的方法,稍作修改,计算激素平衡指数[hormone balance index,HBI,HBI=(ZR+GA+IAA+JA)/ABA],用于综合评价生长促进与抑制的平衡关系,激素平衡指数越大,代表生长促进与抑制的平衡关系越好。

表1 不同砧穗组合的命名
Table 1 Nomenclature of different rootstock-scion combinations

1.6 不同百香果砧穗组合嫁接苗果实性状与产量测定

2025年4月27日(嫁接后30 d),在贵港市农业科学研究院百香果示范基地内种植不同百香果砧穗组合。采用随机区组设计,每个组合为1个处理,每个处理设置3次重复,每个重复种植50株,株行距为2.0 m×3.0 m,参照《百香果无病毒健康种苗栽培技术规程(DB 45/T 2306—2021)》[24]进行田间管理。8月上旬(第一批果实)、9月中旬(第二批果实)、11月中旬(第三批果实)分别采摘果实,称量并记录各批次产量。每批次的每组合随机抽取30个果实,使用电子天平(0.01 g)测量单果质量、果皮质量,使用糖度计测量可溶性固形物含量,计算可食率(可食率=(单果质量—果皮质量)/单果质量)。产量为三批果实的产量总和。

1.7 数据处理

使用Microsoft Excel 2016与SPSS 27软件进行数据整理、独立T 检验分析、单因素方差分析、相关性分析和主成分分析。

2 结果与分析

2.1 两个百香果砧木实生苗对比试验

2.1.1 两个砧木品种发芽性状比较 两个百香果砧木品种的种子性状与发芽能力存在明显差异(表2)。其中,西香55号的千粒质量(24.15 g)和发芽指数(28.41)均极显著高于长黄511号(分别为21.55 g和12.19);但两者的发芽率(西香55号92.02%、长黄511号90.63%)无显著差异。结果表明,西香55号种子更饱满,具有更高的发芽活力。

表2 两个百香果砧木品种发芽性状对比
Table 2 Comparison of germination traits of two passion fruit rootstock varieties

注:* 表示差异显著(P<0.05);** 表示差异极显著(P<0.01)。下同。
Note: * indicates significant difference (P<0.05);** indicates extremely significant difference(P<0.01).The same below.

2.1.2 两个砧木品种实生苗株高动态变化及生长速率比较 由表3可知,两个百香果砧木品种的株高在播种后45、60、75 d存在显著差异。西香55号在3个时间段内的株高和生长速率均极显著高于长黄511号。参照《百香果(西番莲)育苗技术规范(DB35/T1991—2021)》[17]技术标准,砧木在株高30 cm时达到嫁接标准。在60 d时,两个砧木的株高分别为28.8 cm、24.85 cm。按照两者的生长速率计算,西香55号达到30 cm株高还需要1.84 d;长黄511号则需要8.72 d。结果表明,西香55号实生苗的生长活力显著高于长黄511号,具有更高的生长速率,能够有效缩短砧木育苗周期,比长黄511号提前67 d达到嫁接要求。

表3 两个砧木品种实生苗株高动态变化及生长速率比较
Table 3 Comparison of seedling plant height dynamics and growth rate of two rootstock varieties

2.1.3 两个砧木品种实生苗茎径动态变化及生长速率比较 由表4可知,两个百香果砧木品种的茎径在播种后45、60、75 d存在显著差异。西香55号在3个时间段内的茎径极显著高于长黄511号,茎径生长速率显著高于长黄511号。参照《百香果(西番莲)育苗技术规范(DB 35/T 1991—2021)》[17]技术标准,砧木在嫁接位置的茎径为3 mm时达到嫁接标准。在60 d时,两个砧木的茎径分别为3.17 mm、2.65 mm。按照两者的生长速率计算,西香55号达到3 mm茎径时共需要57.02 d;长黄511号则需要66.86 d。结果表明,西香55号在茎径和茎径生长速率上均表现出显著优势,比长黄511号提前910 d达到嫁接要求。

表4 两个砧木品种实生苗茎径动态变化及生长速率比较
Table 4 Comparison of seedling stem diameter dynamics and growth rate of two rootstock varieties

2.1.4 两个砧木品种实生苗生物量、根冠比和壮苗指数比较 由表5可知,西香55号与长黄511号在全株鲜质量、全株干质量、地上干质量、地下干质量、根冠比和壮苗指数6个性状上均无显著差异。结果表明,西香55号与长黄511号均具有较强的生物量积累能力;两者的根冠比、壮苗指数无差异,表明两者在实生苗综合质量上表现相近。

表5 两个砧木品种实生苗生物量、根冠比和壮苗指数比较
Table 5 Comparison of seedling biomass,shoot root ratio,and vigor index of two rootstock varieties

2.1.5 两个砧木品种实生苗根系生长性状比较 两个百香果砧木品种实生苗根系生长性状存在明显差异(表6)。西香55号的根系长度、根系表面积、根系体积极显著高于长黄511号,根系吸收效率指数显著高于长黄511号。结果表明,西香55号根系生长发育和养分吸收潜力比长黄511号表现更好。

表6 两个砧木品种实生苗根系生长性状比较
Table 6 Comparison of root system growth traits of seedlings from two rootstock varieties

2.2 两个砧木品种嫁接苗抗病性比较

在重茬、失管果园的自然发病条件下,西香55号与长黄511号的茎基腐病、根腐病、疫病发病率均无显著差异(表7)。结果表明,西香55号与长黄511号均具有较强的抗病性。

表7 2个砧木品种嫁接苗抗病性比较
Table 7 Comparison of disease resistance among grafted seedlings of two rootstock varieties %

2.3 两个百香果砧木不同砧穗组合亲和性和产量比较

2.3.1 不同砧穗组合嫁接成活率、生长性状比较不同砧穗组合的嫁接成活率(74.65%~89.93%)存在显著差异(表8)。其中,D1组合的成活率最高,H1最低。D1显著高于D2,H1显著低于H2;而J1与J2、T1与T2、X1与X2、Q1与Q2四个组合之间均无显著差异。嫁接成活率排名依次为D1(89.93%)>T1(86.81% )>J1(86.11% )>H2(85.07% )>J2(84.72% )=X1(84.72% )>Q2(84.03% )>X2(82.64% )=D2(82.64% )>T2(81.95% )>Q1(79.86%)>H1(74.65%)。结果表明,在相同接穗条件下,DM-1号与台农1号在西香55号砧木上表现优异,香黄1号在长黄511号砧木上表现优异,其他砧穗组合间的嫁接成活率无显著差异。

表8 不同砧穗组合生长性状比较
Table 8 Comparison of growth traits among different rootstock-scion combinations

注:同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下同。
Note:Different lowercase letters within the same column indicate significant differences(P<0.05).The same below.

不同砧穗组合的新芽长度(7.10~19.39 cm)存在显著差异(表8)。其中,D1组合表现最优,T2表现最差。D1与Q1分别显著高于D2、Q2,J1显著低于J2,而T1与T2、X1与X2、H1与H2间均无显著差异。新芽长度排名依次为D1(19.39 cm)>D2(15.47 cm)>J2(13.82 cm)>H2(13.27 cm)>Q1(12.93 cm)>X1(12.17 cm)>T1(9.81 cm)>J1(9.62 cm)>H1(9.48 cm)>X2(9.34 cm)>Q2(7.39 cm)>T2(7.10 cm);结果表明,DM-1号、钦果9号在西香55号砧木上表现优异,DM-1号、荷香5号在长黄511号砧木上新芽长度表现优异,台农1号、西香5号、香黄1号在两个砧木上表现无显著差异。

不同砧穗组合的新芽茎径(2.11~2.82 mm)存在显著差异(表8)。其中,T2表现最优异,Q2最差。J1、T1分别显著低于J2、T2,Q1显著高于Q2,而X1和X2、D1与D2、H1与H2间无显著差异。新芽茎径排名依次为T2(2.82 mm)>D2(2.76 mm)>X2(2.73 mm)>X1(2.72 mm)=H2(2.72 mm)>D1(2.64 mm)>J2(2.57 mm)>Q1(2.56 mm)>H1(2.51 mm)>T1(2.49 mm)>J1(2.30 mm)>Q2(2.11 mm)。结果表明,在新芽茎径性状上,荷香5号、台农1号在长黄511号砧木表现良好;钦果9号在西香55号砧木上表现良好,DM-1号、西香5号、香黄1号在两种砧木上表现无显著差异。

由表8可知,砧木茎径范围为3.55~4.16 mm,J1、T1、D1、X1、Q1、H1分别显著高于J2、T2、D2、X2、Q2、H2。砧木茎径排名依次为H1(4.16 mm)=X1(4.16 mm)>Q1(4.15 mm)>D1(4.08 mm)>J1(4.07 mm)>T1(4.05 mm)>Q2(3.71 mm)>H2(3.65 mm)>D2(3.58 mm)>X2(3.57 mm)>J2(3.55 mm)=T2(3.55 mm)。结果表明,西香55号的增粗能力较强。

由表8可知,接穗茎径范围为3.65~4.87 mm,X1最大,J1最小。D1、X1显著高于D2、X2,而J1与J2、T1与T2、Q1与Q2、H1与H2均无显著差异。接穗茎径排名依次为X1(4.87 mm)>D1(4.35 mm)>T1(4.22 mm)>Q1(4.19 mm)>H2(4.04 mm)>T2(4.01 mm)>Q2(3.99 mm)>X2(3.98 mm)>H1(3.86 mm)>J2(3.72 mm)>D2(3.68 mm)>J1(3.65 mm)。结果表明,DM-1号与西香5号在西香55号砧木上表现更优异,其他砧穗组合间无显著差异。

由表8可知,穗砧比范围为0.89~1.17 mm,X1最高,J1最低。J1、T1、H1显著低于J2、T2、H2,Q1显著高于Q2,而X1与X2、D1与D2均无显著差异。穗砧比排名依次为X1(1.17)>Q1(1.13)=T2(1.13)>X2(1.12)>H2(1.11)>D1(1.07)>J2(1.05)>T1(1.04)>D2(1.03)>Q2(0.96)>H1(0.93)>J1(0.89)。结果表明,在穗砧比性状上,荷香5号、台农1号、香黄1号在长黄511号砧木上表现优异,钦果9号在西香55号砧木上表现优异,其余2个砧穗组合间无显著差异。

2.3.2 不同砧穗组合内源激素含量的差异分析 不同砧穗组合的内源激素含量和激素平衡指数(HBI)存在显著差异(表9)。激素平衡指数越大,表明生长促进与抑制的平衡关系越好[22]。不同砧穗组合的HBI排名依次为Q1(19.47%)>X1(16.53%)>D1(15.06% )>D2(11.60% )>J1(10.31% )>J2(8.66%)>H2(7.52%)>T2(5.18%)>X2(4.92%)>T1(4.02%)>Q2(1.64%)>H1(0.79%)。其中,Q1、X1、D1、J1的HBI显著高于Q2、X2、D2、J2,表明钦果9号、西香5号、DM-1号、荷香5号以西香55号为砧木时具有更优异的激素平衡表现;而T1、H1的HBI显著低于T2、H2,表明台农1号、香黄1号以长黄511号为砧木时对激素平衡更有利。

表9 不同砧穗组合内源激素含量的差异分析
Table 9 Analysis of differences in endogenous hormone content among different rootstock-scion combinations

2.3.3 不同砧穗组合果实品质与产量的比较 由表10可知,不同砧穗组合的果实性状存在一定的差异,但同一接穗品种在不同砧木上的单果质量、可食率、可溶性固形物含量均无显著差异。不同砧穗组合的产量存在显著差异,X1产量最高,H1产量最低。J1、H1显著低于J2、H2,D1、X1、Q1显著高于D2、X2、Q2,而T1与T2无显著差异。产量排名依次为X1(38.00 t·hm-2)>X2(34.89 t·hm-2)>D1(33.38 t·hm-2)>D2(28.92 t·hm-2)>J2(23.22 t·hm-2)>Q1(21.44 t·hm-2)>J1(20.71 t·hm-2)>H2(20.01 t·hm-2)>T1(19.49 t·hm-2)>T2(18.43 t·hm-2)>Q2(18.38 t·hm-2)>H1(15.93 t·hm-2)。结果表明,在不同砧穗组合的果实性状与产量方面,DM-1号、西香5号、钦果9号以西香55号为砧木时表现优异,荷香5号、香黄1号以长黄511号为砧木时表现优异,而台农1号在两个砧木间无显著差异。

表10 不同砧穗组合果实性状与产量的比较
Table 10 Comparison of fruit traits and yield among different rootstock-scion combinations

2.4 相关性分析

由表11可知,新芽长度与新芽茎径呈极显著正相关,穗砧比与新芽茎径、接穗茎径呈极显著正相关,接穗茎径与新芽茎径呈显著正相关,与砧木茎径呈极显著正相关,表明接穗越粗,穗砧比越大,嫁接亲和性越好;JA含量与砧木茎径、穗砧比呈显著正相关,与接穗茎径呈极显著正相关,表明JA促进砧木和接穗的加粗生长;HBI与新芽长度、JA含量呈极显著正相关,与砧木茎径、接穗茎径、穗砧比呈显著正相关,表明HBI越大,嫁接亲和性越好,其计算值与JA含量密切相关;成活率与ZR含量呈极显著正相关,与GA含量呈极显著负相关,与ABA含量呈显著负相关,表明ZR含量利于嫁接成活,而GA、ABA可能抑制嫁接亲和性并降低成活率;ABA含量与HBI呈极显著负相关,与IAA含量呈极显著正相关,表明ABA积累与IAA含量密切相关。产量与新芽长度、接穗茎径和穗砧比呈极显著正相关,表明嫁接亲和性越好,苗期生长势越强,产量越高。

2.5 主成分分析

采用SPSS对不同砧穗组合的新芽长度、穗砧比、产量、成活率、ZR和HBI等11个主要指标性状进行主成分分析,以特征值大于1为标准,提取4个成分,累计贡献率为82.047%(表12)。主成分P1特征值为3.935,贡献率为35.771%,主要因子包括JA含量、HBI、产量和新芽长度;主成分P2特征值为2.164,贡献率为19.674%,主要因子包括新芽茎径、IAA含量、ABA含量和穗砧比;主成分P3特征值为1.743,贡献率为15.847%,主要因子是成活率与ZR含量。主成分P4特征值为1.183,贡献率为10.755%,主要因子是GA含量。

表12 不同砧穗组合旋转成分矩阵、特征值及贡献率
Table 12 Rotated component matrix,eigenvalues,and contribution rates of different rootstock-scion combinations

2.6 综合性评价

以4种主成分和每个主成分所对应的特征值占总特征值的比值为权重,获得计算主成分综合模型,根据主成分综合模型计算综合主成分值(F综合)。由表13可知,综合得分排名依次为X1>D1>Q1>D2>X2>J2>H2>T2>T1>J1>Q2>H1,这表明西香5号、DM-1号和钦果9号以西香55号为砧木时的得分高于长黄511号,而香黄1号、荷香5号以长黄511号为砧木时的得分高于西香55号。T2的综合得分(-1.21)虽然高于T1(-1.58),但两者分值相近,表明台农1号在两个砧木品种上表现无显著差异。

表13 不同砧穗组合综合评价得分与排名
Table 13 Comprehensive evaluation scores and rankings of different rootstock-scion combinations

3 讨论

3.1 砧木根系生长及抗病性对育苗周期与病害抗性的影响

西香55号在种子千粒质量、发芽指数、实生苗株高和茎径生长速率及根系发育等性状上均显著优于长黄511号,因此能够提前达到嫁接要求,缩短育苗周期,降低管理成本。根系是植株吸收水分和养分的重要器官[25],根系发育越好,幼苗越健壮[26]。西香55号的根系长度、表面积及体积、吸收效率指数也显著高于长黄511号,表明西香55号根系生长发育和养分吸收潜力大,这为其地上部快速生长及嫁接后的养分高效利用奠定了重要基础。

抗病性是砧木的关键性指标[27]。本研究在重茬、失管的极端发病条件下开展自然抗病性鉴定,结果显示西香55号在茎基腐病、根腐病、疫病的发病率指标上与对照组长黄511号无显著差异,并且两者发病率均处较低水平,表明西香55号与长黄511号具有良好的抗病性。这与陈礼浪等[8]筛选抗黄瓜花叶病毒百香果砧木、侯晟灿等[28]在小型西瓜上筛选抗枯萎病砧木的研究思路相吻合,即通过田间自然或人工接种鉴定,是评价砧木抗病性的可靠方法。然而,本研究的抗病性试验仅在重茬、失管等极端发病条件下的基地进行了为期1年的观测,而砧木抗病性通常需要多环境、多年份的重复验证。因此,西香55号的抗病优势在自然发病条件下尚未完全显现,有待后续人工接种试验进一步验证。

3.2 不同砧穗组合嫁接成活率和生长性状对亲和性的影响

不同砧穗组合的亲和性水平是决定嫁接成活率的关键因素,亲和性越好,通常嫁接成活率也越高。因此,嫁接成活率常被用作评估砧穗组合亲和程度的重要指标之一[9]。本研究通过对12个砧穗组合的嫁接成活率及接穗生长指标(新梢长度、茎径等)进行比较分析,结果表明不同接穗与砧木品种间的亲和性存在明显差异。DM-1号与台农1号在以西香55号为砧木的组合中表现出优异的嫁接亲和性,其嫁接成活率及生长指标均显著优于其他组合;香黄1号与长黄511号的组合表现出显著的亲和优势;而荷香5号和钦果9号在不同砧木上的嫁接表现则相对稳定,组合间无显著差异。推测该亲和性差异可能与不同品种自身的生长发育特性有关,同时也可能受到接穗与砧木间细胞遗传物质的相容性以及胞间连丝形成与融合效率等因素的影响。

3.3 不同砧穗组合嫁接苗内源激素含量对接穗生长的影响

在嫁接愈合过程中,植物激素通过合成、降解及信号转导的复杂调控网络,对愈伤组织的形成与分化发挥关键作用。研究表明,吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA)、玉米素(ZR)、脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)等内源激素在嫁接部位的积极代谢活动,共同促进了维管束桥的重连与接穗的早期生长[29]。依据段骅等[30]提出的激素功能分类观点,可将调控植物生长发育的激素划分为两大类:即以IAA、CTK、GA为代表的促进型激素和以ABA、ETH为代表的抑制型激素。基于此分类,本研究引入“激素平衡指数”(促进型激素含量与抑制型激素含量之比)作为分析指标,考察不同砧穗组合在嫁接初期内源激素的动态变化特征。结果显示,不同砧木类型显著影响接穗中促进型激素的绝对含量及其与抑制型激素的相对比例,砧穗组合间差异显著。进一步分析表明,激素平衡指数与接穗的早期生长表现密切相关:当促进型激素相对占比较高、平衡指数上升时,接穗的新芽长度和茎径增长显著加快;而平衡指数较低时,新梢生长受到明显抑制,顶芽萌发迟缓。这一趋势暗示,嫁接后接穗的早期生长活力在很大程度上受内源激素动态平衡的调控,较高的激素平衡指数有利于打破顶端休眠、促进细胞分裂与伸长,反之则可能限制生长点的激活与发育。上述结果与王艳梅等[22]在泡桐、孟红志等[31]在苹果上的研究结论高度一致,进一步验证了“激素平衡调控嫁接体早期生长”这一机制在物种间的普适性,也为通过调控内源激素比例优化砧穗组合、提高嫁接效率提供了重要的生理依据。

3.4 不同砧穗组合对接穗生长与果实品质及产量的影响

不同砧穗组合影响接穗的生长、果实性状及产量[32-33]。本研究发现嫁接成活率高,激素平衡指数高的组合生长速率快、产量较高,枝条生长量与产量呈显著正相关,这与李秉衡等[32]、苗丽等[33]的研究结果一致,适宜的砧木能够建立发达的根系系统,对水分和矿质元素的高效吸收为接穗的快速生长和开花坐果提供了充足的物质基础,从而实现了高产量。适宜的砧穗组合利于果实品质的提升[9,34],但本研究结果却存在不同:不同砧穗组合在果实可溶性固形物含量方面未表现出显著差异,这表明西香55号作为砧木时,并未对嫁接品种的果实品质产生明显的正面或负面影响。该差异可能与本研究的树种为藤本或选取的砧木数量较少有关。前述研究者多以木本果树(如苹果、柑橘等)为研究对象,其砧木对接穗品质的调控往往涉及更为复杂的长期互作机制;而本研究树种为藤本植物,其生理代谢和物质转运规律可能与木本植物存在差异,导致砧木对果实糖分积累的调控效应未能显现。本试验仅选用了西香55号砧木,可能该砧木本身不具备显著改善接穗果实品质的遗传特性。因此,本研究结果并非表明砧木无法影响该接穗品种的品质,而是表明在现有供试材料中未筛选到具有品质提升效应的砧穗组合。未来应引入更多遗传背景各异的砧木资源,进一步开展砧穗互作对果实品质形成的影响机制研究。

4 结论

本试验通过测定不同砧木的生长特性及不同砧穗组合的嫁接成活率、植株生长及生理指标参数,研究了不同砧木与接穗组合的嫁接亲和性,系统评价了西香55号在砧木方面的应用潜力以及各接穗品种的最适砧木。西香55号在种子质量、发芽能力、幼苗生长速度及根系发育等方面均显著优于长黄511号,可提前610 d达到嫁接标准,是更具生长潜力的优良砧木。砧穗组合亲和性试验中,不同砧穗组合的成活率、嫁接苗生长势、激素平衡指数、田间产量等指标表明,DM-1号、西香5号、钦果9号在西香55号砧木上表现更佳,荷香5号、香黄1号在长黄511号砧木上表现更佳,而台农1号在两种砧木上无明显差异。本研究建立的综合评价体系为百香果主栽品种的优良砧木选择及砧穗亲和性机制研究提供了参考依据。

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Potential analysis and systematic evaluation of Xixiang 55 as a rootstock for passion fruit

Li Baosheng1,Dong Long2#,Cai Zhaoyan2,Li Xueli3,Liang Jialiang1,Long Xing2,Chen Hongjuan4,Zhu Wansheng1,Cen Yanxin1,Qiu Wenwu2,He Zhiqiang1*,Xie Fugui5*,Long Weiping2

(1Guigang Academy of Agricultural Sciences,Guigang 537100,Guangxi,China;2Horticultural Research Institute,Guangxi Academy of Agricultural Sciences,Nanning 530007,Guangxi,China;3Rural Revitalization Information Center of Guigang,Guigang 537100,Guangxi,China;4Guigang Animal Disease Prevention and Control Center,Guigang 537100,Guangxi,China;5Qintang District Urban Construction Investment Group Co.,Ltd.,Guigang 537100,Guangxi,China)

Abstract: 【Objective】To screen out superior rootstock varieties suitable for grafting propagation of passion fruit,the application potential of Xixiang 55 as a rootstock,was evaluated and the suitable stion(rootstock-scion)combinations were identified.【Methods】Using Xixiang 55 as the experimental material and the conventional rootstock variety Changhuang 511 as the control,the following experiments were conducted: (1) Comparative evaluation of rootstock potential between two passion fruit varieties:By comparing the thousand-seed weight,germination rate,and germination index of seeds from the two rootstock varieties,the dynamic changes and growth rates of plant height and stem diameter were examined;the biomass-related traits including total fresh weight,total dry weight,shoot dry weight,and root dry weight were measured;the root/shoot ratio and seedling vigor index,as well as root morphological traits such as root length,root surface area,root volume,and root absorption efficiency index of seedlings from the two rootstock varieties were compared,and differences in seedling growth traits between the two passion fruit varieties were comprehensively evaluated.(2) Disease resistance evaluation of grafted seedlings on two rootstock varieties:Using grafted seedlings on the two rootstock varieties with Qinguo 9 as the scion,disease resistance was assessed under natural infection conditions in orchards with continuous cropping,poor management,and severe incidence of stem base rot,root rot,and phytophthora blight.(3) Comparative evaluation of grafting compatibility and yield among different rootstock-scion combinations:A total of 12 stion combinations were established by grafting Xixiang 55 and Changhuang 511 with the scion varieties Hexiang 5(J1,J2),Tainong 1(T1,T2),DM-1(D1,D2),Xixiang 5(X1,X2),Qinguo 9(Q1,Q2),and Xianghuang 1(X1,X2)(nomenclature detailed in Table 1;the same below).Differences among the combinations were compared in terms of grafting survival rate,post-grafting seedling survival,new shoot length,new shoot diameter,rootstock diameter,scion diameter,and scion-to-rootstock diameter ratio.In addition,six endogenous hormones in leaves—zeatin riboside,gibberellin,indole-3-acetic acid,abscisic acid,jasmonic acid,and the hormonal balance index—were measured.Field performance of the grafted seedlings was further evaluated,including single fruit weight,edible rate,soluble solids content,and yield.Correlation analysis and principal component analysis were conducted to comprehensively evaluate the different stion combinations.【Results】(1) Xixiang 55 significantly outperformed Changhuang 511 in thousand-seed weight,germination index,plant height,plant height growth rate,stem diameter,root length,root surface area,and root volume,and was significantly superior in stem diameter growth rate and root absorption efficiency index,indicating that Xixiang 55 reached the grafting standard 6-10 days earlier than Changhuang 511.No significant differences were observed in germination rate,total fresh weight,total dry weight,shoot dry weight,root dry weight,root-shoot ratio,or seedling vigor index,indicating that the overall seedling quality of Xixiang 55 and Changhuang 511 was comparable.(2) In the disease resistance trials,no significant differences were observed between Xixiang 55 and Changhuang 511 in the incidence of stem base rot,root rot,or phytophthora blight,with both exhibiting strong disease resistance.(3)In the comparative evaluation of grafting compatibility and yield among different stion combinations,17 traits were measured,including graft survival rate,new shoot length,new shoot diameter,rootstock diameter,scion diameter,scion-torootstock diameter ratio,zeatin riboside,gibberellin,indole-3-acetic acid,abscisic acid,jasmonic acid,hormonal balance index,single fruit weight,edible rate,soluble solids content,and yield.The results indicated that DM-1,Xixiang 5,and Qinguo 9 performed best on the Xixiang 55 rootstock,while Hexiang 5 and Xianghuang 1 performed best on the Changhuang 511 rootstock;Tainong 1 showed no significant differences between the two rootstocks.(4) Correlation analysis showed that new shoot length,stem diameter,and scion-to-rootstock diameter ratio were significantly or highly significantlyand positively correlated with grafting compatibility.Jasmonic acid and the hormonal balance index promoted rootstock-scion growth and enhanced grafting compatibility,while zeatin riboside favored graft survival.In contrast,abscisic acid inhibited grafting compatibility and survival rate.Furthermore,better grafting compatibility was associated with stronger seedling vigor and higher yield.(5) Principal component analysis was performed on 11 key traits,extracting four principal components with a cumulative contribution rate of 82.047%,and the principal component P1 mainly comprised JA,HBI,yield,and new shoot length.P2 mainly comprised new shoot diameter,IAA,ABA,and the scion-to-rootstock ratio.P3 mainly comprised survival rate and ZR and P4 mainly comprised GA.(6)Based on the comprehensive evaluation from the principal component analysis,the ranking of scores was as follows: X1 >D1 >Q1 >D2 >X2 >J2 >H2 >T2 >T1 >J1 >Q2 >H1.【Conclusion】This study provides a theoretical basis and practical reference for rootstock selection and optimization of grafting combinations in passion fruit.Based on the comprehensive evaluation,it is recommended that Xixiang 5,DM-1,and Qinguo 9 be grafted onto Xixiang 55 rootstock;Xianghuang 1 and Hexiang 5 be grafted onto Changhuang 511 rootstock;Tainong 1 may be grafted onto either Xixiang 55 or Changhuang 511 rootstock.

Key words: Passion fruit;Rootstock;Disease resistance;Grafting compatibility;Growth traits;Endogenous hormones;Yield and quality;Comprehensive evaluation

中图分类号:S667.9

文献标志码:A

文章编号:1009-9980(2026)06-1509-15

DOI: 10.13925/j.cnki.gsxb.20260058

收稿日期:2026-01-28接受日期:2026-03-27

基金项目:国家现代农业产业技术体系广西创新团队建设任务书(编号:nycytxgxcxtd-2024-17-08特色水果产业);2026年现代种业提升工程补助项目(桂农厅办发〔2026〕7号);贵港市科技攻关与新产品试制项目(贵科攻2500063、贵科攻2500064)

作者简介:李宝生,男,高级农艺师,主要从事园艺栽培与育种研究。E-mail:378833730@qq.com。#为共同第一作者。

*通信作者 Author for correspondence.E-mail:835718089@qq.com;E-mail:420294076@qq.com