葡萄砧木的耐鹽性評價

吳夢曉，張曉雪，李眾，王雅楠，張劍俠*（西北農林科技大學園藝學院/旱區作物逆境生物學國家重點實驗室/農業部西北園藝植物種質資源利用重點開放實驗室，陜西楊凌 712100）

葡萄砧木的耐鹽性評價

吳夢曉，張曉雪，李眾，王雅楠，張劍俠*
（西北農林科技大學園藝學院/旱區作物逆境生物學國家重點實驗室/農業部西北園藝植物種質資源利用重點開放實驗室，陜西楊凌 712100）

以20份葡萄砧木材料及2個對照栽培品種玫瑰香、紅地球的半木質化單芽莖段為外植體建立無菌系，然后在1/2 MS+IBA 0.2 mg/L+NAA 0.05 mg/L繼代培養基上獲得組培苗，取組培苗單芽小莖段接種于添加不同質量濃度NaCl的繼代培養基上進行耐鹽性篩選。結果表明：鹽脅迫50 d后，組培苗的鹽害指數隨鹽濃度的提高而增加，株高、根長和一級根數目均隨鹽濃度的提高而降低。以鹽害指數作為主指標，參考株高、根長和一級根數目3項指標，供試葡萄材料的耐鹽性分為4個類型：紅地球、玫瑰香、河山-1、Dog Ridge、6-12-6、00-1-10屬于耐鹽類型；YH6、YH56、00-1-5、左山75097、1-1-8屬于較耐鹽類型；188-08、101-14、河岸葡萄(♀)、1-1-6、SO4、6-12-1、YT2、6-12-4、YT48屬于鹽較敏感類型；燕山-1、1103P屬于鹽敏感類型。

葡萄；砧木；組織培養；試管苗；耐鹽性；評價

Abstract:The sterile system of explants of 20 grape rootstock materials and two control Vitis vinifera cv Muscat Hamburg (CK1) and Red Globe (CK2) were established using semi-lignified single-bud stem; and then the tube plantlets were obtained by subculture in 1/2 MS + IBA 0.2 mg/L + 0.05 mg/L NAA medium; finally, salt tolerance experiment of grape tube plantlets were carried out by adding different concentration of NaCl in subculture medium.The results showed that: fifty days later, salt injury index of tube plantlets increased with the increase of salt concentration, plant height, root length and root number were reduced with the increase of salt concentration. With the salt injury index as the main index, and three indicators plant height, root length and root number as reference,salt tolerance of the tested grape materials could be divided into four types: Red Globe, Muscat Hamburg, Heshan-1,Dog Ridge, 6-12-6 and 00-1-10 were salt tolerance type; YH6, YH56, 00-1-5, Zuoshan 75097, 1-1-8 were slight salt tolerance type; 188-08, 101-14, Vitis riparia (♀), 1-1-6, SO4, 6-12-1, YT2, 6-12-1 and YT48 were slight salt sensitive type; Yanshan-1 and 1103P were salt sensitive type.

Key Words:rootstock; tissue culture; tube plantlets; salt tolerance; evaluation

我國鹽堿土面積大，分布廣[1]，特別是西北地區土壤鹽堿和次生鹽堿程度較重[2]。鹽分對果樹最普遍、最顯著的效應是抑制生長。過量的鹽常引起葉斑、黃化、落葉，葉片面積和枝干直徑減小，甚至樹體死亡，也影響果實產量和品質[3-6]。葉片枯焦和黃化是果樹在較低鹽脅迫下主要鹽害癥狀[7]。失水萎蔫是鹽漬下多種果樹最迅速最嚴重的鹽害癥狀，它直接導致植株死亡。由于NaCl在土壤中的溶解度大，造成土壤溶液滲透壓升高，當大于植物體內的滲透壓時，體內水分即向外滲出，植物就會因失水而死亡[8]，因此植物耐鹽性研究也主要集中在抗Na+和Cl-的作用方面[9]。葡萄為世界第三大水果，在我國南北方均有大面積種植，是農民脫貧致富的重要產業。盡管葡萄屬于較耐鹽果樹，但據馬躍[10]研究報道，葡萄對NaCl最為敏感。葡萄不同種、品種間耐鹽性存在差異[11]。Levitt[12]研究認為，普通葡萄栽培品種的耐鹽極限濃度為0.3%。為解決我國鹽漬化土壤葡萄生產的現實問題，篩選利用耐鹽砧木及選育耐鹽砧木新品種顯得十分重要。在前人研究的基礎上，本研究利用組織培養的方法，首先獲得葡萄砧木品種或株系的試管苗，然后進行耐鹽性試驗，以篩選耐鹽性強的品種和株系，為生產應用和進一步選育多抗性砧木新品種提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料保存于西北農林科技大學葡萄種質資源圃，包括7個葡萄砧木品種或野生株系：SO4、188-08、101-14、Dog Ridge、1103P、燕山葡萄燕山-1、河岸葡萄(♀)和山葡萄左山75097；13個雜種優株：YH6、YH56、YT2、YT48（燕山-1×河岸-3），00-1-5、00-1-10（玫瑰香×黑龍江實生），6-12-1、6-12-4、6-12-6（白河-35-1×佳利釀），1-1-6、1-1-8（83-4-96×粉紅玫瑰），河山-1[河岸葡萄(♀)×左山75097]，以歐洲栽培品種玫瑰香和紅地球作為對照（CK1和CK2）。

1.2 方法

1.2.1 葡萄無菌系的建立

參照張劍俠等[13]的方法。2014年和2015年的5～7月取田間葡萄半木質化枝條帶回實驗室，先用自來水和洗潔精洗去表面塵土，然后剪成單芽莖段，流水沖洗1 h。在超凈工作臺上用75%酒精消毒10 s，再用無菌水漂洗，然后用0.1%（w/v）升汞消毒5 min，最后用無菌水沖洗4～5次。用消毒濾紙吸干莖段表面水分，剪去兩端褐變部分，接種于初代培養基MS+IBA 0.2 mg/L+NAA 0.05 mg/L+蔗糖2%（pH 5.8）。培養溫度為（25±1）℃，光強為2000 Lx，光照時間14 h/d。

1.2.2 試管苗的獲得

剪取無菌系新梢為單芽小莖段，接種于繼代培養基1/2 MS+IBA 0.2 mg/L+NAA 0.05 mg/L+蔗糖2%+0.15%活性炭（pH 5.8），獲得生根試管苗。之后繼代擴繁獲得足夠的試管苗，供耐鹽性篩選。

1.2.3 耐鹽性篩選

在繼代培養基中分別添加不同質量分數的NaCl（0、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%），作為篩選培養基。將生長50 d左右的試管苗取中間生長較為一致的部分，剪成單芽小莖段（帶一片葉），接種于篩選培養基上，每個葡萄材料至少接種15瓶，保證每種濃度NaCl處理有3瓶，即3個生物學重復。

1.2.4 鹽害指標的測定

鹽害指數（SI）。試管苗鹽害分級標準[14]如下：

0級：無鹽害癥狀；

1級：輕度受害，有少部分葉尖、葉緣或葉脈變黃；

2級：中度鹽害，有大約50%的葉尖、葉緣焦枯；

3級：重度鹽害，大部分葉尖、葉緣焦枯或落葉；

4級：極重度鹽害，枝枯、葉落、最終死亡。

株高、根長、根數的測定：鹽脅迫處理50 d后取出試管苗，測量其株高、根長，并統計一級根數目，然后用Duncan法對這3個形態指標進行多重比較。

1.2.5 耐鹽性分級

以鹽害指數作為主指標，參考株高、根長、一級根數目3項指標，將葡萄的耐鹽性分為4個類型：耐鹽類型、較耐鹽類型、鹽較敏感類型、鹽敏感類型。

2 結果與分析

2.1 鹽濃度脅迫下葡萄砧木的鹽害指數

由圖1和表1可知，在對照培養基（無NaCl）上所有供試葡萄材料均正常生長；隨著NaCl濃度的增加，大部分品種（株系）的鹽害指數都呈增加趨勢，但不同材料間差異明顯。在NaCl濃度為0.5%時，玫瑰香的鹽害指數為0，其次YH56和Dog Ridge鹽害指數分別為25.0%和50.0%，其它材料均為100%。在NaCl為0.4%時，玫瑰香、紅地球、Dog Ridge和河山-1的鹽害指數均為0，00-1-10和6-12-6的鹽害指數均為16.7%，隨后依次是YH56、00-1-5、河岸葡萄(♀)、YT2，鹽害指數分別為25.0%、33.3%、58.3%和66.7%，其余材料均達到100%。在NaCl為0.3%時，玫瑰香、紅地球、Dog Ridge、左山75097、河山-1、00-1-5、00-1-10、6-12-6、1-1-8、YH6、YH56鹽害指數均為0，而1-1-6、河岸葡萄(♀)、YT2、6-12-4、6-12-1、SO4、188-08在25%～91.7%之間，101-14、1103P、燕山-1和YT48均達到100%。在NaCl為0.2%時，燕山-1的鹽害指數達到100%，1103P達到50.0%，其余均為0。

由此，初步按照鹽害指數大小將供試材料分：玫瑰香、紅地球、Dog Ridge和河山-1屬于耐鹽類型；00-1-10、6-12-6、YH56、00-1-5、左山75097、YH6、1-1-8屬于較耐鹽類型；SO4、101-14、188-08、河岸葡萄(♀)、6-12-1、6-12-4、YT2、1-1-6、YT48屬于鹽較敏感類型；燕山-1、1103P屬于鹽敏感類型。

2.2 鹽濃度脅迫對葡萄砧木株高的影響

由圖1和表2可知，鹽脅迫50 d后，大多數材料在鹽脅迫下的平均株高低于對照栽培品種玫瑰香和紅地球，雜種YH6、00-1-5、6-12-6的株高與對照玫瑰香的株高沒有顯著差異，而YH56、00-1-10、河山-1的株高比玫瑰香高，且差異顯著（p＜0.05）。其中，YH56在鹽脅迫下的平均株高最高為7.64 cm，而最低的是砧木品種1103P，僅為1.14 cm。這表明鹽脅迫對雜種YH56、00-1-10、河山-1株高影響最小，表現出較強的耐鹽性。

由此，初步按照株高大小將供試材料分：YH56、00-1-10、河山-1、玫瑰香、YH6、00-1-5、6-12-6、紅地球、河岸葡萄(♀)屬于耐鹽類型；SO4、YT2、左山75097、YT48屬于較耐鹽類型；101-14、Dog Ridge、188-08、燕山-1、6-12-4、6-12-1、1-1-6、1-1-8屬于鹽較敏感類型；1103P屬于鹽敏感類型。

2.3 鹽濃度脅迫對葡萄砧木根長的影響

鹽脅迫50 d后，大多數材料在各鹽濃度下的的平均根長集中在4.11～7.30 cm，以YH6平均根長最長，達到10.99 cm；根長最短的是1103P，僅為1.14 cm，多數品種或株系間差異顯著（表2）。

供試材料初步按照根長大小分：YH6、紅地球、6-12-6、00-1-5、6-12-1、00-1-10、左山75097、101-14屬于耐鹽類型；YT48、YH56、河岸葡萄(♀)、SO4，YT2、河山-1、玫瑰香、Dog Ridge、燕山-1屬于較耐鹽類型；6-12-4、1-1-6、1-1-8屬于鹽較敏感類型；188-08、1103P屬于鹽敏感類型。

表1 不同濃度NaCl處理后50 d各葡萄材料的鹽害指數 （%）

2.4 鹽濃度脅迫對葡萄砧木一級根數目的影響

鹽脅迫50 d后，從平均一級根數目上看，紅地球的一級根數目最多，1103P的最少，多數品種或株系間差異顯著（表2）。

供試材料初步按照一級根數目分：紅地球、6-12-6、河山-1、玫瑰香、YH56屬于耐鹽類型；00-1-5、188-08、101-14、河岸(♀)、Dog Ridge屬于較耐鹽類型；YH6、1-1-6、00-1-10、SO4、6-12-1、YT2、1-1-8屬于鹽較敏感類型；1103P、左山75097、YT48、6-12-4、燕山-1屬于鹽敏感類型。

綜上，以不同濃度鹽脅迫下組培苗的鹽害指數作為主指標，參照株高、根長和一級根數目3項指標，將供試葡萄材料的耐鹽性可分為4個類型：紅地球、玫瑰香、河山-1、Dog Ridge、6-12-6、00-1-10屬于耐鹽類型；YH6、YH56、00-1-5、左山75097、1-1-8屬于較耐鹽類型；188-08、101-14、河岸葡萄(♀)、1-1-6、SO4、6-12-1、YT2、6-12-4、YT48屬于鹽較敏感類型；燕山-1、1103P屬于鹽敏感類型。

表2 處理后50 d不同鹽濃度對各葡萄材料形態指標的影響

3 討論與結論

葡萄為耐鹽性較強的果樹，在鹽堿土上種植最具有發展潛力[15]。關于葡萄耐鹽性的研究國內外均有報道，但由于研究方法的不同結果存在較大差異。趙秀梅等[16]研究表明，葡萄試管苗在0～1.2% NaCI濃度下，多數品種（株系）在脅迫的50 d時間內，隨著鹽脅迫時間延長，葉片上逐漸出現失綠或葉緣枯焦癥狀，繼而在葉片上出現褐斑或褪綠亮斑；在超過0.6% NaCl時，大多數品種（株系）的試管苗在鹽脅迫2 d以后就陸續出現葉片顏色發黃，失水萎蔫癥狀，以后葉片部分褐化，表現出明顯的滲透脅迫傷害。李宏宇等[17]以24份盆栽葡萄栽培品種和砧木為試材，進行不同濃度NaCl處理，研究其鹽害癥狀和耐鹽性，結果認為砧木Salt Creek、775P、沈512、沈522和5C屬于耐鹽類型。秦紅艷等[18]以21份山葡萄種質資源組培苗為試材，研究了0.2%NaCl脅迫下組培苗的耐鹽性，結果表明不同山葡萄種質組培苗的受害癥狀、鹽害指數以及耐鹽指數均差異顯著。樊秀彩等[19]用水培條件研究葡萄砧木的耐鹽性，認為225Ru為高抗品種，SO4、5BB、420A、520A抗鹽力中等，而5C抗鹽力較低。袁軍偉等[20]用營養缽基部浸泡鹽液的方法研究葡萄砧木的耐鹽性，結果確定101-14耐鹽性強，貝達、110R、8B、5A耐鹽性中等，山河1號、5BB，3309、山河3號、5C耐鹽性弱，SO4和188-08耐鹽性極弱。高揚等[21]用塑料袋營養扦插，發現抗鹽性順序為：5BB＞520A＞貝達＞225Ru＞玫瑰香。夏思哲等[22]用組培的方法對“燕山-1×河岸-3”種間雜交F1代植株耐鹽性進行鑒定，結果顯示YH6和YH56為雜交后代中的高耐鹽株系，與本研究結果不完全一致。

本研究采用組織培養方法，通過在培養基中添加不同質量濃度NaCl對不同葡萄材料試管苗進行鹽脅迫處理，進而通過鹽害指數、株高、平均根長和一級根數目等4項指標來評價其耐鹽性，克服了水培條件不利于葡萄正常生長，研究過程中鹽濃度不易控制和易受季節影響等問題。在鹽脅迫下，總體上組培苗的鹽害指數隨鹽濃度的提高而增加，株高、根長和一級根數目均隨鹽濃度的提高而降低，但不同材料間變化不同，這些差別反映了其耐鹽性的差異。鹽脅迫下，地上部較地下部更為敏感，這與趙秀梅等[16]的研究相一致；在鹽濃度為0.3%時，多數供試材料地上部生長明顯受抑，這與Levitt[12]報道的普通葡萄栽培品種的耐鹽極限濃度為0.3%相一致。此外，2個對照歐洲葡萄品種紅地球和玫瑰香表現出耐鹽性強，這僅代表其在鹽脅迫逆境下的表現，由于其它性狀如抗寒性差[23]、易感真菌病害且不抗根瘤蚜[24]，生產中需要根據當地的氣候、土壤等具體情況決定是否利用砧木嫁接栽培，多抗性砧木品種的利用更有利于其生產。

在耐鹽性評價中，鹽害指數、株高、根長、一級根數目均為重要的形態指標，由于鹽害指數直接反映了地上部的受傷害程度以及對光合作用的影響，并從形態上容易觀察，而株高、根長、一級根數目除了受鹽脅迫的影響外，還與不同葡萄材料的基因型有關，例如不同葡萄材料（不同基因型）在田間自然條件下生長勢強弱、扦插生根難易及根系發達程度均有差異。因此，本研究以鹽害指數作為主指標，而將其它3項指標作為參考指標，來綜合評價不同葡萄材料的耐鹽性。

本研究篩選出耐鹽砧木雜種優株河山-1、6-12-6、00-1-10等，下一步將其進行嫁接親和性試驗，以期從中選育多抗性砧木新品種。

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Evaluation of grape rootstock salt tolerance

WU Mengxiao, ZHANG Xiaoxue, LI Zhong, WANG Ya'nan, ZHANG Jianxia*
(College of Horticulture, Northwest A & F University / State Key Laboratory of Crop Stress Biology in Arid Areas,Northwest A & F University / Key Laboratory of Horticultural Plant Biology and Germplasm Innovation in Northwest China,Ministry of Agriculture, Yangling, Shaanxi 712100)

S663.1；S603.4

A

10.13414/j.cnki.zwpp.2017.05.003

2017-06-13

國家科技支撐計劃子課題（2013BAD02B04-06），國家級大學生創新創業訓練計劃（201510712009）

吳夢曉（1994-），女，碩士生。E-mail: 804484897@qq.com

*通迅作者：張劍俠（1964-），男，教授，博士生導師，研究方向：葡萄種質資源與生物技術。E-mail: zhangjx666@126.com