不同番茄砧木苗期青枯病抗性鑒定及嫁接后對產量和品質的影響

鄭康 程菲 鮑喜峰 陳紅 孫雄軍 別之龍

別之龍，博士，華中農業大學園藝林學學院教授，博士生導師，國家蔬菜改良中心華中分中心主任，國家西甜瓜產業技術體系設施栽培崗位科學家，主要從事設施蔬菜生長發育調控研究，先后主持國家自然科學基金、中以國際科技合作項目等縱向科研項目30余項，在國內外發表論文200余篇，其中SCI論文40余篇，以第1完成人獲得省部級獎勵3項，先后榮獲“中國農業工程學會青年科技獎”、“湖北省自然科學基金青年杰出人才”、“武漢市學科帶頭人”、“武漢市黃鶴英才（農業）”等稱號，2014年被評為第六屆全國優秀科技工作者，享受國務院政府特殊津貼專家。現為國際園藝學會會員，中國農業工程學會理事，中國園藝學會設施分會常務理事，中國農業工程學會設施園藝工程專業委員會委員。《長江蔬菜》副主編，《Scientia Horticulturae》咨詢編委，《中國蔬菜》、《中國瓜菜》編委。

番茄（Solanum lycopersicum）是世界范圍內廣泛栽培的蔬菜作物，隨著我國番茄產業的不斷發展，中國已經成為世界上繼美國、歐盟之后的第三大生產地區和第一大出口國[1]。近年來，隨著具有復種指數高、高度集約化特點的設施番茄栽培面積不斷擴大，土壤連作障礙問題日益嚴重，嚴重制約了設施番茄栽培的可持續發展[2]。番茄青枯病是一種典型的土傳病害，同時也是一種典型的細菌性維管束系統性病害，主要發病癥狀是植株迅速萎蔫、枯死，莖葉仍保持綠色，同時維管束發生褐變[3]。目前還缺乏具有青枯病等土傳病害抗性的番茄品種及有效的藥劑[4]。

嫁接能夠提高番茄對青枯病等土傳病害的抗性，對茄果類蔬菜的可持續發展至關重要。現階段我國番茄的嫁接普及率還很低，番茄嫁接還有很大的發展空間[4，5]。但不同砧木嫁接會對番茄生長、產量及果實品質產生不同影響[6，7]，因此本試驗通過對中研紅2號和不同砧木品種苗期的青枯病抗性進行鑒定，同時研究不同砧木嫁接對番茄生長發育、產量及果實品質的影響，以期篩選出適宜湖北省栽培的番茄嫁接抗青枯病砧木，為番茄生產提供指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

①不同砧木材料及嫁接組合 試驗材料、來源和嫁接組合見表1，所有嫁接組合以中研紅2號為接穗，以中研紅2號自嫁苗為對照。

②青枯菌菌株及培養基 a.供試菌株：Ralstonia solanacearum GMI1000（華中農業大學陳惠蘭教授惠贈）；b.培養基：TTC培養基配方為牛肉膏 3 g、蛋白胨 5 g、葡萄糖 3 g、瓊脂 17 g、10 mL 0.5%TTC 溶液（1 L）；NA培養基配方為牛肉膏 3 g、蛋白胨 5 g、葡萄糖 3 g（1 L）。

1.2 試驗方法

試驗于2017年1～6月在武漢市東西湖農科所基地進行，該基地每年種植番茄，且田間均有死棵發生。番茄田間試驗采用隨機區組設計，3次重復，每個重復包括8個嫁接組合（表1）的種植小區，累計24個小區。小區面積7.6 m2，株距40 cm，行距50 cm，采用雙行定植，每個小區定植24株。大棚面積為333.3 m2，前茬作物萵苣，四周設置保護行。田間管理按照常規方法進行。將種子用0.1%的高錳酸鉀液浸泡10 min后，沖洗干凈，放在55℃溫水中自然冷卻，浸泡6 h，然后在28℃的恒溫箱中催芽，出芽后播種于72穴的穴盤中。砧木比接穗提前10 d催芽。待砧木與接穗生長到適宜苗齡，采用套管嫁接。嫁接后立即將嫁接苗放入經過噴霧處理的小拱棚內，保證白天溫室內溫度25～27℃，夜間溫度22～23.5℃；嫁接后的前3 d完全遮光，空氣相對濕度保證在95%以上，之后逐漸降低濕度，延長光照時間，嫁接后15 d轉入正常管理。在定植后60 d，進行株高、莖粗等形態指標的測量。記錄各小區每一臺果實的產量，以第二臺果實作為品質測量的材料。

番茄苗期青枯菌接種試驗采用傷根浸泡法，參考《番茄種質資源描述規范和數據標準》[8]。

1.3 測定指標

番茄苗期青枯病病情指數的計算以及抗病性的評價標準參照《番茄種質資源描述規范和數據標準》[8]。

生長勢性狀調查：在定植后60 d（打頂前），從每個小區固定選取10株，用卷尺測量植株根際到生長點的高度為株高，用游標卡尺測量接穗莖最粗的位置為莖粗，采用手持SPAD-502葉綠素儀（日本Konica Minolta公司）測定相對葉綠素含量，分別對每個小葉片進行測量，取平均值。

果實產量和果實品質調查：統計各個小區每薹果實的產量，分別統計8個嫁接組合的3個重復小區每薹果實產量，按照《番茄種質資源描述規范和數據標準》[8]的要求，統計好前期產量、后期產量、小區總產量等指標。

以番茄第二薹果實作為品質測定材料，從各個小區選取10個具有代表性的果實，按照《番茄種質資源描述規范和數據標準》[8]的要求，用感量10-2g電子天平稱量單果質量，用鋼尺測量果實橫縱徑和果肉厚，用數顯果實硬度計GY-4測量果實硬度。用Brix儀測量果實可溶性固形物含量，用酸堿滴定法測定果實可滴定酸含量[9]，用蒽酮比色法測定果實的可溶性糖含量[10]，用鉬藍比色法測定果實維生素C的含量[11]，果皮番茄紅素含量參考許瑞瑞[12]的方法進行測定。

表1 不同砧木材料名稱、來源及嫁接組合

1.4 數據處理

試驗的所有數據采用Excel 2010軟件進行作圖和計算，用DPS 7.05軟件進行數據的方差分析，用Duncan's新復極差法進行多重比較（P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 不同番茄品種苗期對青枯病抗性的鑒定

由表2可知，隨著人工接種青枯菌時間的逐漸延長，植株病情指數也不斷增大，不同品種表現出不同的抗性。通過對接種后7、14、21 d的病情指數進行分析，發現針對GMI1000這個青枯菌生理小種，桂砧1號、浙砧1號、番砧3號和奧妮為免疫材料；華番12號和桂蔬福砧為高抗材料；金棚1號為中抗材料；中研紅2號為高感材料。

2.2 不同番茄砧木嫁接后對生長的影響

由表3可知，不同砧木嫁接后對接高、莖粗和相對葉綠素含量產生了不同的影響。所有嫁接組合中，中研紅2號/奧妮的株高和莖粗都是最大，而中研紅2號/浙砧1號在株高和莖粗方面表現相對偏弱，其他嫁接組合的株高和莖粗差異不大。對于相對葉綠素含量，中研紅2號/桂蔬福砧表現最好，SPAD值達到60.0；中研紅2號/桂砧1號表現較差，相對葉綠素含量顯著低于自嫁苗（對照）水平。

2.3 不同番茄砧木嫁接后對產量的影響

不同砧木嫁接組合產量相比于對照都有顯著提升（表4）。無論是單株前期產量還是單株后期產量，中研紅2號/番砧3號、中研紅2號/金棚1號這2個嫁接組合表現突出。在小區總產量上，以桂砧1號、華番12號、浙砧1號、桂蔬福砧、番砧3號、金棚1號、奧妮為砧木的嫁接組合相比于自嫁苗分別增 產 40.10%、33.87%、34.08%、34.66%、45.41%、49.56%、22.72%；增產排名：金棚1號＞番砧3號＞桂砧1號＞桂蔬福砧＞浙砧1號＞華番12號＞奧妮。

表2 不同番茄砧木品種苗期人工接種青枯菌病情指數

表3 不同番茄嫁接組合對植株生長勢的影響

2.4 不同番茄砧木嫁接后對品質的影響

由表5可知，相比于自嫁苗而言，不同嫁接組合的單果質量、橫縱徑及果肉厚度顯著增加，能夠與產量增加相對應。果實的果形指數基本保持不變，但單果質量并沒有完全和增產率相對應。中研紅2號/浙砧1號、中研紅2號/桂蔬福砧、中研紅2號/金棚1號3個嫁接組合的單果質量較大，而增產率較高的3個嫁接組合卻是中研紅2號/桂砧1號、中研紅2號/番砧3號、中研紅2號/金棚1號，說明不同嫁接組合的果實數量存在一定的差異。

從表6可以發現，不同嫁接組合對果實內在品質存在不同的影響。相比于自嫁苗，不同砧木嫁接后可溶性固形物含量出現顯著降低；在可滴定酸含量方面，中研紅2號/桂砧1號略微偏高，中研紅2號/桂蔬福砧略微偏低；在固酸比方面，中研紅2號/桂蔬福砧最高；在可溶性糖含量方面，不同嫁接組合均高于自嫁苗；對于果實VC含量，除中研紅2號/華番12號和中研紅2號/桂蔬福砧以外，其他嫁接組合均顯著高于自嫁苗；不同嫁接組合的番茄紅素含量無顯著差異。

3 討論與結論

蔬菜嫁接的最初目的就是提高植株對土傳病害的抗性，嫁接作為一種重要的栽培技術已經在蔬菜生產中得到廣泛應用[4，5]。大量研究表明，嫁接能夠提高番茄對青枯病的抗性[13～15]。本試驗通過番茄苗期青枯病的抗性鑒定，篩選出對GMI1000青枯菌生理小種免疫的砧木材料桂砧1號、浙砧1號、番砧3號和奧妮。

前人研究表明，嫁接通過換根，利用砧木發達的根系提高了植株地下部對營養和水分的吸收能力，從而增強了番茄植株的生長勢，同時也增加了產量[15～17]。本試驗的結果表明，在生長勢方面，中研紅2號/桂砧1號、中研紅2號/金棚1號和中研紅2號/奧妮3個嫁接組合的表現較好；在產量方面，中研紅2號/桂砧1號、中研紅2號/金棚1號和中研紅2號/奧妮3個嫁接組合的表現突出。不同嫁接組合在生長勢上各有差異，出現差異的原因可能與砧木和接穗之間的親和性有關。

表4 不同番茄嫁接組合對產量的影響

表5 不同番茄嫁接組合對果實外觀品質的影響

表6不同砧木嫁接對番茄果實內在品質的影響

番茄果實的果形指數、硬度等外觀性狀是果實分級和評價的重要標準。與前人研究結果相似的是，番茄嫁接后相比于自嫁苗果形指數并沒有發生顯著性差異[18，19]。 莫天利等[19]發現，不同砧木嫁接后會不同程度地提高櫻桃番茄的果實硬度，而本試驗卻發現不同砧木嫁接后，降低了番茄果實的硬度，這可能與肥料中鈣元素含量較少有關。

關于番茄嫁接后對果實品質影響的研究結果目前存在爭議。王漢榮等[3]發現，嫁接對番茄果實品質無影響；陳振德等[6]研究發現，相比于自根苗，嫁接后不會影響番茄果實可溶性蛋白、可溶性固形物和可滴定酸含量，但降低了可溶性糖、VC和番茄紅素含量。孫麗麗等[16]發現，嫁接后增加了果實的糖酸比、番茄紅素含量和可溶性固形物含量。本試驗在嫁接對果實品質影響的方面，以中研紅2號/桂砧1號、中研紅2號/浙砧1號和中研紅2號/奧妮3個嫁接組合表現良好，嫁接后增加了果實可溶性糖含量和VC含量。綜合本試驗結果表明，桂砧1號可作為番茄嫁接抗青枯病砧木在湖北省區域推廣應用。

值得注意的是，盡管本試驗中不同砧木嫁接后果實產量顯著提高，但番茄生長中后期植株出現不同程度的萎蔫死亡現象，與苗期青枯病抗性鑒定結果不一致，推測試驗地的土壤中除了青枯病病菌外，可能還存在其他土傳病菌，需要進一步鑒定，同時也說明在篩選和培育抗性砧木品種時，應根據不同地區土傳病害的類型進行針對性篩選，而在番茄砧木育種上應該注重對多種土傳病害具有抗性的品種的培育，單抗一種土傳病害的砧木可能無法適應番茄產業的需要。