番茄/馬鈴薯嫁接對番茄生長和果實形狀的影響

吳正景，王少先，劉小花，朱凱，任志敏，張元恒

（1.河南科技大學林學院，河南洛陽，471003；2.衛輝市農業局；3.濮陽世錦現代農業發展有限公司）

番茄/馬鈴薯嫁接對番茄生長和果實形狀的影響

吳正景1，王少先1，劉小花1，朱凱1，任志敏2，張元恒3

（1.河南科技大學林學院，河南洛陽，471003；2.衛輝市農業局；3.濮陽世錦現代農業發展有限公司）

以番茄中蔬4號為接穗，馬鈴薯東農303為砧木進行插接試驗，調查了嫁接對番茄生長發育的影響。試驗結果表明，嫁接后番茄生長勢增強；葉片葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素含量分別提高44.76%，11.86%，70%；嫁接番茄葉片厚度增加，葉裂數減少，葉片正面葉脈間明顯隆起；果形指數與果實硬度增加。DNA-RAPD分析結果表明，嫁接番茄體內遺傳物質在DNA水平上也發生了變化。

番茄；馬鈴薯；嫁接；RAPD

嫁接不僅使接穗的抗逆性、產量和品質得到改良，還使其后代發生變異，該技術已被成功應用到新品種選育上。如孟昭璜等[1]成功地將綠豆嫁接在甘薯上，并由此培育出了薯綠豆新品種，顯著改良了其品質和產量。張丹華等[2]對綠豆嫁接后代進行長期觀察發現，其變異可穩定遺傳。煙草[3]、辣椒[4]、茄子[5]、大豆[6]等作物的嫁接也得到了類似結果。

試驗以番茄為接穗，馬鈴薯為砧木，研究嫁接對番茄生長發育的影響，以期為嫁接番茄栽培生產和種質改良提供參考。

1 材料與方法

1.1 嫁接苗的培育

①嫁接材料 供試番茄品種為中蔬4號，馬鈴薯品種為東農303。

②嫁接方法 選3～4葉齡的馬鈴薯砧木，平截去上部，在中間縱向下切約2 cm；選3～5葉齡的番茄接穗，枝條基部削成長2 cm左右的楔形，插入砧木切口，對準形成層，然后用地膜扎縛即可，以不嫁接番茄自根苗為對照（CK）。

③嫁接后管理 嫁接完成后，置于小拱棚內栽培，棚內保持95%以上的濕度，白天溫度25～26℃，夜間18～22℃。嫁接后6～7 d不通風，隨后逐漸加大通風量。成活后及時去掉砧木萌發出的側芽。

1.2 試驗方法

①株高、莖粗的測定 嫁接成活后3周，每個處理選取生長一致的7株幼苗，分別測定株高，莖上、中、下3個部位的直徑。

②葉片色素的測定 參照李合生[7]的方法進行。

③果實性狀比較 硬度測定：用GY-1型水果硬度計測定。果形指數＝番茄果實長度/寬度。

④遺傳物質的RAPD分析 隨機各選取5株對照番茄和嫁接番茄幼嫩葉片，組成2個混合樣本，采用CTAB法[8]提取其總DNA。RAPD-PCR反應體系如下：10×Buffer（含Mg2+）2.5 μL，10 μmol/L dNTPs 0.5 μL，20 μmol/L引物1 μL，Taq酶1 U，DNA 0.5 μL，滅菌ddH2O定容至25 μL。PCR反應條件：95℃預變性 5 min；94℃變性 60 s；36℃退火60 s；72℃延伸 1.5 min，循環 35次；72℃ 終延伸10 min，4℃保存。擴增產物用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測。

2 結果與分析

2.1 嫁接對番茄苗生長的影響

①嫁接對番茄莖粗的影響 番茄嫁接苗經過緩苗后，生長速度明顯加快，一個月后，株高明顯超過對照，平均株高超過對照66.1%，接穗與對照相比，對應部位上、中、下部莖粗分別增加51.7%，63.6%，75.7%（表1）。

表1 嫁接對番茄株高、莖粗、葉片色素含量、果形指數及果實硬度的影響

圖1 植株葉片

②嫁接對番茄葉片色素含量的影響 由表1可知，嫁接苗葉片色素含量顯著高于對照，葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素含量分別提高44.76%，11.86%，70%。

③嫁接對番茄葉片形態的影響 從圖1可以明顯看出，嫁接番茄葉片厚度增加，顏色加深，葉裂數減少，葉片正面葉脈間明顯隆起，形狀趨向于馬鈴薯葉片。

2.2 嫁接對番茄果實部分性狀的影響

①嫁接對果實形狀的影響 嫁接番茄果實明顯細長，果實頂端漸尖（圖2，表1），果形指數由對照番茄的0.94變化為1.17，差異達顯著水平。

②嫁接對果實果皮硬度的影響 采收成熟度一致的番茄果實，室溫下放置3 d后，嫁接番茄同對照番茄果皮硬度差別明顯，前者比后者提高0.8倍，差異達極顯著水平（表1）。

③嫁接對果實其他性狀的影響 番茄紅熟后，各采摘3～5個果實，于室溫下自然放置3 d后觀察果實軟硬度，結果發現，對照番茄采收3 d后開始變軟，果皮出現部分水漬狀斑點；嫁接番茄1周后表皮仍沒有明顯變化。

食用口感調查發現，嫁接番茄果實品嘗后期味略酸澀，近似馬鈴薯塊莖味道。

2.3 番茄嫁接苗DNA-RAPD鑒定

采用5條RAPD隨機引物擴增對照番茄和嫁接番茄總DNA，結果發現，隨機引物S451和S421擴增結果產生差異帶（圖3），這說明嫁接番茄體內遺傳物質發生了改變。

圖2 左為對照果實，右為嫁接果實

圖3 番茄DNA電泳圖（左）和RAPD-PCR電泳圖（右）

3 小結與討論

番茄/馬鈴薯嫁接成活后，通過觀察和測定，可知嫁接苗與自根苗在株高、莖粗、色素含量等方面都存在顯著差異。嫁接番茄紅熟1周后，果實軟化不明顯，硬度顯著高于對照；嫁接番茄果實明顯細長，頂端漸尖；嫁接的紅熟番茄口感后期味略酸澀；嫁接番茄遺傳物質發生了變化。研究結果說明番茄/馬鈴薯嫁接不僅影響了接穗的營養生長，對其番茄果實也存在明顯影響。

Corbett等[3]早在1964年進行煙草嫁接試驗中已觀測到性狀傳遞和分離現象，他們推測接穗后代育性的改變是由可移動的遺傳物質造成的。郭驍才等[9]在進行胡蘿卜細胞和普通煙草細胞共培養時觀察到，次生胞間連絲在隔離層消失的區域形成，從而將獨立的兩個共質體連成一個統一的共質體，這為2種細胞物質交換提供了基礎和可能。1991年Ohta[10]也觀察到辣椒嫁接砧木細胞中的染色質通過細胞壁和細胞間隙向維管束轉移的現象，因而認為砧木死亡細胞中的染色質通過維管束到達接穗的生長點，并對快速分化的花原基進行轉化而致變異。Yagishita等[2，4]對嫁接辣椒連續觀察到第26代，發現果實部分性狀變異，并穩定遺傳。

本試驗發現馬鈴薯嫁接番茄對番茄產生了明顯影響，番茄果形、口感及葉色、葉形均出現部分馬鈴薯砧木特性，可知通過嫁接產生的變異具有或者部分具有定向性（接穗具備了砧木的部分特性或向其過渡），這同生產中葫蘆嫁接西瓜導致的部分果實帶有葫蘆口感十分相似。這很可能是砧木遺傳物質的轉移造成的，該變異能否穩定遺傳及其詳細機制需要進一步研究。

另外番茄/馬鈴薯嫁接對番茄葉片光合及果實營養成分的影響有待進一步試驗研究。

[1]孟昭璜，蘆翠喬.綠豆與甘薯嫁接的研究[J].華北農學報，1989，4（4）：34-38.

[2]Zhang D H,Meng Z H,Xiao W M,et al.Graft-induced inheritable variation in mungbean and its application in mungbean breeding[J].Acta Botanica Sinica,2002,44(7): 832-837.

[3]Corbett M K,Edwardson J R.Inter-graft transmission of cytoplasmic male sterility[J].Nature,1964,201(4 921): 847-848.

[4]Yagishita N,Hirata Y.Genetic analysis of the new cultivar obtained by grafting inCapsicum annuumL.[J].Jpn J Breed,1984:58-59.

[5]Hirata Y.Graft-induced changes in eggplants(Solanum. melongenaL.).II.Changes of fruit color and fruit shape in the grafted scions and in the progenies of the grafted scions [J].Jpn J Breed,1980(30):83－90.

[6]Hirata Y,Yagishita N.Graft-induced changes in soybean storage proteins.I.Appearance of the changes[J].Euphytica,1986(35):395-401.

[7]李合生.植物生理生化實驗原理和測定技術[M].北京：高等教育出版社，2003：135-137.

[8]尚富德，伊艷杰，張彤.河南17個桂花品種的RAPD分析[J].園藝學報，2004，31（5）：685-687.

[9]郭驍才，吳伯驥，蔣輝，等.離體細胞共培養中科間細胞共質體的形成[J].植物學報：英文版，1995，37（5）：339-345.

[10]Ohta Y.Graft-transformation,the mechanism for graft-induced genetic changes in higher plants[J].Euphytica,1991 (55):91-99.

Effect of Rootstock of Potato on Growth and Fruit Shape of Grafted Tomato

WU Zhengjing1,WANG Shaoxian1,LIU Xiaohua1,ZHU Kai1,REN Zhimin2,ZHANG Yuanheng3
(1.College of Forestry,Henan University of Science and Technology,Luoyang,Henan 471003; 2.Weihui Agricultural Bureau;3.Puyang Shijin Modern Agricultural Development Co.Ltd.)

Zhongshu No.4 were grafted on the rootstock of potato cv.Zhongnong 303 to investigate the graft effect on the scion.The results showed that the growth rate increased,content of chlorophyll a,chlorophyll b,and carotinoid increased 44.76%,11.86%,70%respectively.The thickness of leaf increased observably,the number of leaf lobes decreased and area between nervation sticked up as potato leaves,the index and rigidity of fruit enhanced,DNA-RAPD assay indicated that some change occured on DNA level of the grafted tomato.

Tomato;Potato;Graft;RAPD

10.3865/j.issn.1001-3547.2011.06.015

河南科技大學博士科研基金（09001216），河南科技大學SRTP項目（2008097，2009120）

吳正景（1974-），男，博士，副教授，研究方向為設施園藝及生物技術，E-mail：wzjhaust@gmail.com

2011-02-24