不同番茄砧木苗期青枯病抗性鉴定及嫁接后对产量和品质的影响

郑康 程菲 鲍喜峰 陈红 孙雄军 别之龙

别之龙，博士，华中农业大学园艺林学学院教授，博士生导师，国家蔬菜改良中心华中分中心主任，国家西甜瓜产业技术体系设施栽培岗位科学家，主要从事设施蔬菜生长发育调控研究，先后主持国家自然科学基金、中以国际科技合作项目等纵向科研项目30余项，在国内外发表论文200余篇，其中SCI论文40余篇，以第1完成人获得省部级奖励3项，先后荣获“中国农业工程学会青年科技奖”、“湖北省自然科学基金青年杰出人才”、“武汉市学科带头人”、“武汉市黄鹤英才（农业）”等称号，2014年被评为第六届全国优秀科技工作者，享受国务院政府特殊津贴专家。现为国际园艺学会会员，中国农业工程学会理事，中国园艺学会设施分会常务理事，中国农业工程学会设施园艺工程专业委员会委员。《长江蔬菜》副主编，《Scientia Horticulturae》咨询编委，《中国蔬菜》、《中国瓜菜》编委。

番茄（Solanum lycopersicum）是世界范围内广泛栽培的蔬菜作物，随着我国番茄产业的不断发展，中国已经成为世界上继美国、欧盟之后的第三大生产地区和第一大出口国[1]。近年来，随着具有复种指数高、高度集约化特点的设施番茄栽培面积不断扩大，土壤连作障碍问题日益严重，严重制约了设施番茄栽培的可持续发展[2]。番茄青枯病是一种典型的土传病害，同时也是一种典型的细菌性维管束系统性病害，主要发病症状是植株迅速萎蔫、枯死，茎叶仍保持绿色，同时维管束发生褐变[3]。目前还缺乏具有青枯病等土传病害抗性的番茄品种及有效的药剂[4]。

嫁接能够提高番茄对青枯病等土传病害的抗性，对茄果类蔬菜的可持续发展至关重要。现阶段我国番茄的嫁接普及率还很低，番茄嫁接还有很大的发展空间[4，5]。但不同砧木嫁接会对番茄生长、产量及果实品质产生不同影响[6，7]，因此本试验通过对中研红2号和不同砧木品种苗期的青枯病抗性进行鉴定，同时研究不同砧木嫁接对番茄生长发育、产量及果实品质的影响，以期筛选出适宜湖北省栽培的番茄嫁接抗青枯病砧木，为番茄生产提供指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

①不同砧木材料及嫁接组合 试验材料、来源和嫁接组合见表1，所有嫁接组合以中研红2号为接穗，以中研红2号自嫁苗为对照。

②青枯菌菌株及培养基 a.供试菌株：Ralstonia solanacearum GMI1000（华中农业大学陈惠兰教授惠赠）；b.培养基：TTC培养基配方为牛肉膏 3 g、蛋白胨 5 g、葡萄糖 3 g、琼脂 17 g、10 mL 0.5%TTC 溶液（1 L）；NA培养基配方为牛肉膏 3 g、蛋白胨 5 g、葡萄糖 3 g（1 L）。

1.2 试验方法

试验于2017年1～6月在武汉市东西湖农科所基地进行，该基地每年种植番茄，且田间均有死棵发生。番茄田间试验采用随机区组设计，3次重复，每个重复包括8个嫁接组合（表1）的种植小区，累计24个小区。小区面积7.6 m2，株距40 cm，行距50 cm，采用双行定植，每个小区定植24株。大棚面积为333.3 m2，前茬作物莴苣，四周设置保护行。田间管理按照常规方法进行。将种子用0.1%的高锰酸钾液浸泡10 min后，冲洗干净，放在55℃温水中自然冷却，浸泡6 h，然后在28℃的恒温箱中催芽，出芽后播种于72穴的穴盘中。砧木比接穗提前10 d催芽。待砧木与接穗生长到适宜苗龄，采用套管嫁接。嫁接后立即将嫁接苗放入经过喷雾处理的小拱棚内，保证白天温室内温度25～27℃，夜间温度22～23.5℃；嫁接后的前3 d完全遮光，空气相对湿度保证在95%以上，之后逐渐降低湿度，延长光照时间，嫁接后15 d转入正常管理。在定植后60 d，进行株高、茎粗等形态指标的测量。记录各小区每一台果实的产量，以第二台果实作为品质测量的材料。

番茄苗期青枯菌接种试验采用伤根浸泡法，参考《番茄种质资源描述规范和数据标准》[8]。

1.3 测定指标

番茄苗期青枯病病情指数的计算以及抗病性的评价标准参照《番茄种质资源描述规范和数据标准》[8]。

生长势性状调查：在定植后60 d（打顶前），从每个小区固定选取10株，用卷尺测量植株根际到生长点的高度为株高，用游标卡尺测量接穗茎最粗的位置为茎粗，采用手持SPAD-502叶绿素仪（日本Konica Minolta公司）测定相对叶绿素含量，分别对每个小叶片进行测量，取平均值。

果实产量和果实品质调查：统计各个小区每薹果实的产量，分别统计8个嫁接组合的3个重复小区每薹果实产量，按照《番茄种质资源描述规范和数据标准》[8]的要求，统计好前期产量、后期产量、小区总产量等指标。

以番茄第二薹果实作为品质测定材料，从各个小区选取10个具有代表性的果实，按照《番茄种质资源描述规范和数据标准》[8]的要求，用感量10-2g电子天平称量单果质量，用钢尺测量果实横纵径和果肉厚，用数显果实硬度计GY-4测量果实硬度。用Brix仪测量果实可溶性固形物含量，用酸碱滴定法测定果实可滴定酸含量[9]，用蒽酮比色法测定果实的可溶性糖含量[10]，用钼蓝比色法测定果实维生素C的含量[11]，果皮番茄红素含量参考许瑞瑞[12]的方法进行测定。

表1 不同砧木材料名称、来源及嫁接组合

1.4 数据处理

试验的所有数据采用Excel 2010软件进行作图和计算，用DPS 7.05软件进行数据的方差分析，用Duncan's新复极差法进行多重比较（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同番茄品种苗期对青枯病抗性的鉴定

由表2可知，随着人工接种青枯菌时间的逐渐延长，植株病情指数也不断增大，不同品种表现出不同的抗性。通过对接种后7、14、21 d的病情指数进行分析，发现针对GMI1000这个青枯菌生理小种，桂砧1号、浙砧1号、番砧3号和奥妮为免疫材料；华番12号和桂蔬福砧为高抗材料；金棚1号为中抗材料；中研红2号为高感材料。

2.2 不同番茄砧木嫁接后对生长的影响

由表3可知，不同砧木嫁接后对接高、茎粗和相对叶绿素含量产生了不同的影响。所有嫁接组合中，中研红2号/奥妮的株高和茎粗都是最大，而中研红2号/浙砧1号在株高和茎粗方面表现相对偏弱，其他嫁接组合的株高和茎粗差异不大。对于相对叶绿素含量，中研红2号/桂蔬福砧表现最好，SPAD值达到60.0；中研红2号/桂砧1号表现较差，相对叶绿素含量显著低于自嫁苗（对照）水平。

2.3 不同番茄砧木嫁接后对产量的影响

不同砧木嫁接组合产量相比于对照都有显著提升（表4）。无论是单株前期产量还是单株后期产量，中研红2号/番砧3号、中研红2号/金棚1号这2个嫁接组合表现突出。在小区总产量上，以桂砧1号、华番12号、浙砧1号、桂蔬福砧、番砧3号、金棚1号、奥妮为砧木的嫁接组合相比于自嫁苗分别增 产 40.10%、33.87%、34.08%、34.66%、45.41%、49.56%、22.72%；增产排名：金棚1号＞番砧3号＞桂砧1号＞桂蔬福砧＞浙砧1号＞华番12号＞奥妮。

表2 不同番茄砧木品种苗期人工接种青枯菌病情指数

表3 不同番茄嫁接组合对植株生长势的影响

2.4 不同番茄砧木嫁接后对品质的影响

由表5可知，相比于自嫁苗而言，不同嫁接组合的单果质量、横纵径及果肉厚度显著增加，能够与产量增加相对应。果实的果形指数基本保持不变，但单果质量并没有完全和增产率相对应。中研红2号/浙砧1号、中研红2号/桂蔬福砧、中研红2号/金棚1号3个嫁接组合的单果质量较大，而增产率较高的3个嫁接组合却是中研红2号/桂砧1号、中研红2号/番砧3号、中研红2号/金棚1号，说明不同嫁接组合的果实数量存在一定的差异。

从表6可以发现，不同嫁接组合对果实内在品质存在不同的影响。相比于自嫁苗，不同砧木嫁接后可溶性固形物含量出现显著降低；在可滴定酸含量方面，中研红2号/桂砧1号略微偏高，中研红2号/桂蔬福砧略微偏低；在固酸比方面，中研红2号/桂蔬福砧最高；在可溶性糖含量方面，不同嫁接组合均高于自嫁苗；对于果实VC含量，除中研红2号/华番12号和中研红2号/桂蔬福砧以外，其他嫁接组合均显著高于自嫁苗；不同嫁接组合的番茄红素含量无显著差异。

3 讨论与结论

蔬菜嫁接的最初目的就是提高植株对土传病害的抗性，嫁接作为一种重要的栽培技术已经在蔬菜生产中得到广泛应用[4，5]。大量研究表明，嫁接能够提高番茄对青枯病的抗性[13～15]。本试验通过番茄苗期青枯病的抗性鉴定，筛选出对GMI1000青枯菌生理小种免疫的砧木材料桂砧1号、浙砧1号、番砧3号和奥妮。

前人研究表明，嫁接通过换根，利用砧木发达的根系提高了植株地下部对营养和水分的吸收能力，从而增强了番茄植株的生长势，同时也增加了产量[15～17]。本试验的结果表明，在生长势方面，中研红2号/桂砧1号、中研红2号/金棚1号和中研红2号/奥妮3个嫁接组合的表现较好；在产量方面，中研红2号/桂砧1号、中研红2号/金棚1号和中研红2号/奥妮3个嫁接组合的表现突出。不同嫁接组合在生长势上各有差异，出现差异的原因可能与砧木和接穗之间的亲和性有关。

表4 不同番茄嫁接组合对产量的影响

表5 不同番茄嫁接组合对果实外观品质的影响

表6不同砧木嫁接对番茄果实内在品质的影响

番茄果实的果形指数、硬度等外观性状是果实分级和评价的重要标准。与前人研究结果相似的是，番茄嫁接后相比于自嫁苗果形指数并没有发生显著性差异[18，19]。 莫天利等[19]发现，不同砧木嫁接后会不同程度地提高樱桃番茄的果实硬度，而本试验却发现不同砧木嫁接后，降低了番茄果实的硬度，这可能与肥料中钙元素含量较少有关。

关于番茄嫁接后对果实品质影响的研究结果目前存在争议。王汉荣等[3]发现，嫁接对番茄果实品质无影响；陈振德等[6]研究发现，相比于自根苗，嫁接后不会影响番茄果实可溶性蛋白、可溶性固形物和可滴定酸含量，但降低了可溶性糖、VC和番茄红素含量。孙丽丽等[16]发现，嫁接后增加了果实的糖酸比、番茄红素含量和可溶性固形物含量。本试验在嫁接对果实品质影响的方面，以中研红2号/桂砧1号、中研红2号/浙砧1号和中研红2号/奥妮3个嫁接组合表现良好，嫁接后增加了果实可溶性糖含量和VC含量。综合本试验结果表明，桂砧1号可作为番茄嫁接抗青枯病砧木在湖北省区域推广应用。

值得注意的是，尽管本试验中不同砧木嫁接后果实产量显著提高，但番茄生长中后期植株出现不同程度的萎蔫死亡现象，与苗期青枯病抗性鉴定结果不一致，推测试验地的土壤中除了青枯病病菌外，可能还存在其他土传病菌，需要进一步鉴定，同时也说明在筛选和培育抗性砧木品种时，应根据不同地区土传病害的类型进行针对性筛选，而在番茄砧木育种上应该注重对多种土传病害具有抗性的品种的培育，单抗一种土传病害的砧木可能无法适应番茄产业的需要。