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 汪愛云 王學(xué)雄 鐘八蓮

摘要：土壤酸化是贛南臍橙果園常見的問題，嚴(yán)重制約了臍橙的質(zhì)量與產(chǎn)量，本研究以不同砧木（枳殼/枳橙）條件下紐荷爾臍橙、華盛頓臍橙、福羅斯特臍橙、費(fèi)雪爾臍橙為試材，通過測定酸化土壤條件下植株超過氧化物歧化酶活性（SOD）、過氧化物酶活性（POD）、過氧化氫酶活性（CAT），研究不同砧穗組合對(duì)土壤酸化的適應(yīng)性。結(jié)果表明：華盛頓臍橙（枳殼）對(duì)于土壤酸性的適應(yīng)范圍最廣，費(fèi)雪爾臍橙（枳橙）、紐荷爾臍橙（枳橙/枳殼）、福羅斯特臍橙（枳橙）對(duì)于土壤酸性的適應(yīng)范圍一般，費(fèi)雪爾臍橙（枳殼）、福羅斯特臍橙（枳殼）、華盛頓臍橙（枳橙）對(duì)于土壤酸性的適應(yīng)范圍窄。

關(guān)鍵詞：酸化;臍橙;砧穗組合;適應(yīng)性

贛南地區(qū)土壤主要為紅壤，土質(zhì)偏酸，肥力較低，化肥的多施與濫施加劇了土壤的酸化、板結(jié)、貧瘠，嚴(yán)重制約了臍橙的生長和發(fā)育并嚴(yán)重影響臍橙的產(chǎn)量與質(zhì)量。王一鳴等試驗(yàn)顯示土壤酸化程度越嚴(yán)重，葉片的SOD和CAT活性越高;又有相關(guān)研究表明，在極端環(huán)境下植物容易發(fā)生氧化應(yīng)激反應(yīng)，SOD、POD和CAT活性會(huì)相應(yīng)升高，因此，SOD、POD和CAT活性可作為植物耐酸性的依據(jù)。

20世紀(jì)90年代，不同臍橙品種引入贛南，經(jīng)過田間種植及生態(tài)適應(yīng)性調(diào)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(fèi)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(shí)還保留了一些其他品種的優(yōu)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(fèi)雪爾臍橙及紐荷爾臍橙做試材，研究不同砧穗組合對(duì)低pH值的適應(yīng)性，旨在為贛南地區(qū)篩選適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)良臍橙品種，為贛南臍橙抗逆性品種選育提供理論依據(jù)，同時(shí)也有利于臍橙產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

1.1.1試驗(yàn)地點(diǎn)。試驗(yàn)園設(shè)在江西贛州贛南師范大學(xué)種質(zhì)資源圃，該地屬中亞熱帶季風(fēng)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(dòng)積溫為5617.7～6342.5%，年平均降雨量1431.1～1743.9mm，年相對(duì)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(zhì)資源圃網(wǎng)室內(nèi)直徑40cm的控根容器中，開展本實(shí)驗(yàn)前所有苗木的管理?xiàng)l件一致，苗木生長狀態(tài)穩(wěn)定、良好。其具體品種如表1。

1.2土壤酸化處理方法

每個(gè)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(gè)處理，分別加入等量的不同pH值磷酸緩沖液，對(duì)其進(jìn)行酸適應(yīng)20天，設(shè)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(jì)進(jìn)行緩沖液pH值調(diào)節(jié)及測定）;對(duì)照組設(shè)定pH為6，5（柑桔生長與發(fā)育的最適pH值）。之后再進(jìn)行酸害處理，每次處理前，先用緩沖液沖洗基質(zhì)1次，再加入等量的不同pH值的霍格蘭式營養(yǎng)液，直至育苗盤底部流出的營養(yǎng)液pH值達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止，以后每3d澆灌1次不同pH值的營養(yǎng)液，其余時(shí)間視水分情況補(bǔ)充水分。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1酶活性指標(biāo)的測定。參照《植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)》一書（王學(xué)奎主編）的方法。

1.3.2模糊綜合評(píng)價(jià)方法。根據(jù)模糊評(píng)判原理，將不同土壤pH條件下的生理指標(biāo)，按照最大一最小法進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，得到評(píng)判模糊矩陣A;再根據(jù)3種酶活性對(duì)于柑桔抗性的影響大小，并參考多篇文獻(xiàn)，分別給3種酶活性賦予權(quán)重值，建立二級(jí)評(píng)價(jià)模型，確立評(píng)價(jià)關(guān)系，得到權(quán)重矩陣B，通過矩陣運(yùn)算，D=A×B，得到各級(jí)評(píng)判結(jié)果。

1.3.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。數(shù)據(jù)采用MS Excel 2010和DPS15.10軟件處理。

2結(jié)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(fèi)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(qiáng)，在pH為2.5時(shí)，即強(qiáng)酸環(huán)境下，華盛頓臍橙（枳殼）sOD活性最高，為527.96U/g，而費(fèi)雪爾臍橙（枳橙）sOD活性最低，但各處理間差異并不顯著，當(dāng)pH為3.5時(shí)，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(qiáng)酸逆境條件下，福羅斯特臍橙（枳橙）以及費(fèi)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(fèi)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(shí)，福羅斯特臍橙（枳橙）、費(fèi)雪爾臍橙（枳殼）的POD活性分別為15968.89U/g·min、16982.22 U/g·min，當(dāng)pH為3.5時(shí)，福羅斯特臍橙（枳橙）、費(fèi)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(shí)，即適宜臍橙生長的酸度時(shí)，費(fèi)雪爾臍橙（枳橙）和紐荷爾臍橙（枳橙）仍具有較高POD活性。

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(fèi)雪爾臍橙、紐荷爾臍橙（枳殼）在強(qiáng)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(shí)，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(qiáng)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(shí)，對(duì)應(yīng)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(píng)價(jià)

5種土壤PH對(duì)臍橙幼苗的SOD、POD、CAT等指標(biāo)的影響存在差異，依據(jù)單一的指標(biāo)難以選擇合適的砧穗組合，需要綜合評(píng)價(jià)各項(xiàng)指標(biāo)。通過查閱文獻(xiàn)可知各種生理指標(biāo)對(duì)于柑桔抗性的影響有差異，其重要性也不同，通過賦權(quán)法給不同條件下的生理指標(biāo)賦予權(quán)重值（表5），再采用模糊評(píng)價(jià)法綜合評(píng)價(jià)5種土壤PH值對(duì)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。

分析不同砧穗組合植株在不同土壤pH下SOD、POD、CAT等指標(biāo)，按最大一最小法先將原始數(shù)據(jù)作標(biāo)準(zhǔn)化處理，結(jié)果如表6所示。

其次依據(jù)賦予各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)進(jìn)行模糊綜合評(píng)判，按綜合評(píng)判值最大原則將最終評(píng)判結(jié)果繪制成圖1，其中評(píng)判值越大，說明該砧穗組合株的抗性就越好。

根據(jù)圖形的分配特點(diǎn)，結(jié)合結(jié)果評(píng)判值差異分布確定等級(jí)劃分的閾值，將各砧穗組合株的適宜性劃分為3個(gè)等級(jí)：華盛頓臍橙（枳殼）綜合評(píng)判值>0.4，即適應(yīng)性較好的砧穗組合;福羅斯特臍橙（枳橙）、費(fèi)雪爾臍橙（枳橙）、紐荷爾臍橙（枳橙，枳殼）綜合評(píng)判值為0.3～0.4，即適應(yīng)性一般的砧穗組合;華盛頓臍橙（枳橙）、福羅斯特臍橙（枳殼）、費(fèi)雪爾臍橙（枳殼）綜合評(píng)判值<0.3，則為適應(yīng)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(yīng)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(fèi)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(duì)活性氧進(jìn)行清除作用的保護(hù)性酶，當(dāng)植物受到強(qiáng)酸、重金屬等逆境影響時(shí)，這3種酶將會(huì)起到相應(yīng)的應(yīng)激反應(yīng)來維持活性氧平衡。王一鳴等試驗(yàn)顯示土壤酸化程度越嚴(yán)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(gè)重要指標(biāo)。本試驗(yàn)中，設(shè)置了5種pH的土壤以研究酸脅迫對(duì)不同砧穗組合臍橙幼苗的SOD、POD、CAT活性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，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(fèi)雪爾臍橙（枳殼）的SOD活性均保持較高值且變化不大;費(fèi)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(yàn)證了黃翼等的研究，不同柑桔品種3種保護(hù)性酶差異較大，研究柑桔品種的適應(yīng)性應(yīng)結(jié)合3種酶的協(xié)同關(guān)系。

在篩選適宜的砧穗組合時(shí)，要綜合考慮各種條件，而不能從單一因素進(jìn)行評(píng)價(jià)，本研究采用模糊評(píng)價(jià)法綜合評(píng)價(jià)了8種砧穗組合在不同土壤肥力和PH下的適應(yīng)性，其綜合性狀得分由高到低排序?yàn)椋喝A盛頓臍橙（枳殼）、費(fèi)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(fèi)雪爾臍橙（枳殼）、福羅斯特臍橙（枳殼）、華盛頓臍橙（枳橙）。

4結(jié)論

不同砧穗組合對(duì)于不同的逆境的反應(yīng)是不同的，本研究通過模糊綜合評(píng)價(jià)法得出華盛頓臍橙（枳殼）對(duì)于土壤酸性的適應(yīng)范圍最廣，費(fèi)雪爾臍橙（枳橙）、紐荷爾臍橙（枳橙，枳殼）、福羅斯特臍橙（枳橙）、對(duì)于土壤酸性的適應(yīng)范圍一般，這5種砧穗組合可以作為贛南地區(qū)的優(yōu)良品種進(jìn)行推廣;這也為贛南地區(qū)篩選適應(yīng)性廣的砧穗組合提供了一定的理論依據(jù)和方法。

（收稿：2019-12-22）