不同砧穗組合臍橙幼苗酸脅迫下酶活性比較研究

呂樹萍，米蘭芳,2*，汪愛云，王學雄，鐘八蓮,2

（1 贛南師范大學生命科學學院，江西贛州 341000；2 贛南師范大學/國家臍橙工程技術研究中心）

贛南地區土壤主要為紅壤，土質偏酸，肥力較低，化肥的多施與濫施加劇了土壤的酸化、板結、貧瘠，嚴重制約了臍橙的生長和發育并嚴重影響臍橙的產量與質量。王一鳴等試驗顯示土壤酸化程度越嚴重，葉片的SOD 和CAT 活性越高；又有相關研究表明，在極端環境下植物容易發生氧化應激反應，SOD、POD 和CAT活性會相應升高，因此，SOD、POD 和CAT 活性可作為植物耐酸性的依據。

20 世紀90 年代，不同臍橙品種引入贛南，經過田間種植及生態適應性調查，篩選了一些品種如紐荷爾臍橙、華盛頓臍橙、福羅斯特臍橙和費雪爾臍橙等種植推廣。至今，種植面積最大的主要是紐荷爾臍橙，同時還保留了一些其他品種的優良植株。本研究選取以枳殼、枳橙作為砧木的華盛頓臍橙臍橙、福羅斯特臍橙、費雪爾臍橙及紐荷爾臍橙做試材，研究不同砧穗組合對低pH 值的適應性，旨在為贛南地區篩選適應性強的優良臍橙品種，為贛南臍橙抗逆性品種選育提供理論依據，同時也有利于臍橙產業的發展。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與材料

1.1.1 試驗地點。試驗園設在江西贛州贛南師范大學種質資源圃，該地屬中亞熱帶季風氣候，年平均氣溫18.1～19.7℃，年平均極端低溫-2.1～-4.9℃，≥10℃的平均活動積溫為5617.7～6342.5℃，年平均降雨量1431.1～1743.9mm，年相對濕度76%～83%，無霜期273～307d。

1.1.2 供試臍橙品種。供試柑桔臍橙品種分別為3 年生無病毒苗，苗木栽種于種質資源圃網室內直徑40cm的控根容器中，開展本實驗前所有苗木的管理條件一致，苗木生長狀態穩定、良好。其具體品種如表1。

表1 供試臍橙品種

1.2 土壤酸化處理方法

每個砧穗組合選擇長勢基本一致，生長健壯，無明顯病蟲害缺素黃葉的幼苗15 株，每3 株為1 個處理，分別加入等量的不同pH 值磷酸緩沖液，對其進行酸適應20 天，設定的pH 值分別是2.5、3.5、4.5、5.5、6.5（采用S-3C 型精密酸度計進行緩沖液pH 值調節及測定）；對照組設定pH 為6.5（柑桔生長與發育的最適pH 值）。之后再進行酸害處理，每次處理前，先用緩沖液沖洗基質1 次，再加入等量的不同pH 值的霍格蘭式營養液，直至育苗盤底部流出的營養液pH 值達到設計要求為止，以后每3d 澆灌1 次不同pH 值的營養液，其余時間視水分情況補充水分。

1.3 試驗方法

1.3.1 酶活性指標的測定。參照《植物生理生化實驗原理和技術》一書（王學奎主編）的方法。

1.3.2 模糊綜合評價方法。根據模糊評判原理，將不同土壤pH 條件下的生理指標，按照最大-最小法進行數據標準化，得到評判模糊矩陣A；再根據3 種酶活性對于柑桔抗性的影響大小，并參考多篇文獻，分別給3種酶活性賦予權重值，建立二級評價模型，確立評價關系，得到權重矩陣B，通過矩陣運算，D=A×B，得到各級評判結果。

1.3.3 數據統計分析。數據采用MS Excel 2010 和DPS 15.10 軟件處理。

2 結果與分析

2.1 不同酸化土壤中砧穗組合葉片SOD 活性

隨著pH 的降低，不同砧穗組合的變化不一，其中華盛頓臍橙（枳殼）、費雪爾臍橙（枳殼）和福羅斯特臍橙（枳殼）SOD 活性均保持較高值，表明這3 種砧穗組合在酸性土壤中抗逆性較強，在pH 為2.5 時，即強酸環境下，華盛頓臍橙（枳殼）SOD活性最高，為527.96U/g，而費雪爾臍橙（枳橙）SOD 活性最低，但各處理間差異并不顯著，當pH為3.5 時，華盛頓臍橙（枳殼）SOD 活性顯著高于其余品種，為530.37U/g，紐荷爾臍橙（枳殼）SOD 活性最低，為516.53U/g，不同酸度土壤中，除紐荷爾臍橙外，其余以枳殼為砧木的臍橙SOD 酶活性基本上高于以枳橙為砧木的臍橙。

2.2 不同酸化土壤中砧穗組合葉片POD 活性

在強酸逆境條件下，福羅斯特臍橙（枳橙）以及費雪爾臍橙（枳殼）均具有較高的過氧化物酶活 性（POD）活性，而華盛頓臍橙、福羅斯特臍橙、費雪爾臍橙（枳殼）和紐荷爾臍橙（枳殼）隨pH 降低POD 活性也有一定程度升高，由此說明6 種品種在酸性土壤中抗逆性較高，如pH 為2.5時，福羅斯特臍橙（枳橙）、費雪爾臍橙（枳殼）的POD活性分別為15968.89U/g·min、16982.22 U/g·min，當pH為3.5 時，福羅斯特臍橙（枳橙）、費雪爾臍橙（枳橙）和紐荷爾臍橙（枳橙）POD 活性分別為15248.89U/g·min、15817.78 U/g·min 和18097.78 U/g·min，值得注意的是，pH 為6.5 時，即適宜臍橙生長的酸度時，費雪爾臍橙（枳橙）和紐荷爾臍橙（枳橙）仍具有較高POD 活性。

表2 不同pH 條件下臍橙砧穗組合SOD 活性比較（U/g）

2.3 不同酸化土壤中砧穗組合葉片CAT 活性

由表4 可知，福羅斯特臍橙、費雪爾臍橙、紐荷爾臍橙（枳殼）在強酸逆境下均具有較高的過氧化氫酶（CAT）活性，如在pH 為2.5 時，分別以枳殼、枳橙為砧木的以上品種中，較大CAT 活性分別為1666.67U/g·min、1742.22U/g·min、2328.89U/g·min、1537.78 U/g·min、1826.67U/g·min。其中，華盛頓臍橙（枳橙）、紐荷爾臍橙從強酸pH 2.5 到臍橙最適生長pH 6.5 均具有較高CAT 活性，其在pH 為6.5 時，對應CAT 活性分別為1853.33U/g·min、2044.44U/g·min 和1977.78U/g·min。

2.4 不同砧穗組合抗逆性綜合評價

5 種土壤PH 對臍橙幼苗的SOD、POD、CAT 等指標的影響存在差異，依據單一的指標難以選擇合適的砧穗組合，需要綜合評價各項指標。通過查閱文獻可知各種生理指標對于柑桔抗性的影響有差異，其重要性也不同，通過賦權法給不同條件下的生理指標賦予權重值（表5），再采用模糊評價法綜合評價5 種土壤PH值對于8 種砧穗組合的影響，確定適合的砧穗組合?；敬_定了在不同土壤pH 條件下，最適合的砧穗組合。

表5 3 種酶活性的權重值

分析不同砧穗組合植株在不同土壤pH 下SOD、POD、CAT 等指標，按最大-最小法先將原始數據作標準化處理，結果如表6 所示。

表6 各指標的標準化處理

其次依據賦予各指標的權重系數進行模糊綜合評判，按綜合評判值最大原則將最終評判結果繪制成圖1，其中評判值越大，說明該砧穗組合株的抗性就越好。

圖1 不同土壤pH 值砧穗組合適宜性綜合評判圖

根據圖形的分配特點，結合結果評判值差異分布確定等級劃分的閾值，將各砧穗組合株的適宜性劃分為3 個等級：華盛頓臍橙（枳殼）綜合評判值＞0.4，即適應性較好的砧穗組合；福羅斯特臍橙（枳橙）、費雪爾臍橙（枳橙）、紐荷爾臍橙（枳橙/枳殼）綜合評判值為0.3～0.4，即適應性一般的砧穗組合；華盛頓臍橙（枳橙）、福羅斯特臍橙（枳殼）、費雪爾臍橙（枳殼）綜合評判值＜0.3，則為適應性較差的砧穗組合。所以，綜合得出，在不同土壤pH 條件下，適應性比較好的砧穗組合有華盛頓臍橙（枳殼）、福羅斯特臍橙（枳橙）、費雪爾臍橙（枳橙）、紐荷爾臍橙（枳橙/枳殼）。

3 討論

超過氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）是植物在逆境中起到對活性氧進行清除作用的保護性酶，當植物受到強酸、重金屬等逆境影響時，這3 種酶將會起到相應的應激反應來維持活性氧平衡。王一鳴等試驗顯示土壤酸化程度越嚴重，葉片的SOD 和CAT 活性越高；因此，SOD、POD、CAT 酶活性可以作為植物抗逆的一個重要指標[3]。

本試驗中，設置了5 種pH 的土壤以研究酸脅迫對不同砧穗組合臍橙幼苗的SOD、POD、CAT 活性的影響。研究發現，隨著pH 的降低（由6.5 到2.5），華盛頓臍橙（枳殼）、福羅斯特臍橙（枳殼）、費雪爾臍橙（枳殼）的SOD 活性均保持較高值且變化不大；費雪爾臍橙（枳橙）、紐荷爾臍橙（枳橙）POD 活性均保持較高值；福羅斯特臍橙（枳橙）、紐荷爾臍橙（枳殼/枳橙）。這驗證了黃翼等的研究，不同柑桔品種3 種保護性酶差異較大，研究柑桔品種的適應性應結合3 種酶的協同關系[9]。

在篩選適宜的砧穗組合時，要綜合考慮各種條件，而不能從單一因素進行評價，本研究采用模糊評價法綜合評價了8 種砧穗組合在不同土壤肥力和PH 下的適應性，其綜合性狀得分由高到低排序為：華盛頓臍橙（枳殼）、費雪爾臍橙（枳橙）、紐荷爾臍橙（枳橙）、紐荷爾臍橙（枳殼）、福羅斯特臍橙（枳橙）、費雪爾臍橙（枳殼）、福羅斯特臍橙（枳殼）、華盛頓臍橙（枳橙）。

4 結論

不同砧穗組合對于不同的逆境的反應是不同的，本研究通過模糊綜合評價法得出華盛頓臍橙（枳殼）對于土壤酸性的適應范圍最廣，費雪爾臍橙（枳橙）、紐荷爾臍橙（枳橙/枳殼）、福羅斯特臍橙（枳橙）、對于土壤酸性的適應范圍一般，這5 種砧穗組合可以作為贛南地區的優良品種進行推廣；這也為贛南地區篩選適應性廣的砧穗組合提供了一定的理論依據和方法。