愈合期不同光照强度对黄瓜嫁接苗的影响

储玉凡 翟挺楷 林碧英 杨玉莹 钟路明

摘 要：研究愈合期不同光照强度对黄瓜嫁接苗定植前质量的影响，旨在为黄瓜嫁接愈合光照的精确化调控提供參考依据。试验将嫁接愈合分为1～3 d、4～6 d、7～10 d 3个时段，分别给予6种不同光照强度梯度处理。结果表明，愈合期在45-90-135 μmol·m-2·s-1的光照强度梯度下嫁接苗地上部与地下部形态生长显著提升，形态综合指标最佳，较传统愈合条件（0-30-45 μmol·m-2·s-1）下可溶性糖与可溶性蛋白含量分别提升了65.87%、15.85%，叶绿素荧光参数也表现最优。综合分析表明，45-90-135 μmol·m-2·s-1的光照强度梯度最有利于黄瓜嫁接苗生长，最有利于嫁接苗可溶性糖和可溶性蛋白的积累，且叶片的光合电子传递效率、光合效率和自我保护调节机制较好，可作为黄瓜嫁接愈合期的光照强度条件，这为提升黄瓜嫁接苗的商品质量提供了一些理论依据。

关键词：黄瓜;光照强度;嫁接;愈合;商品质量

中图分类号：S642.2+S624.4+2 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2021）01-049-06

Effects of different light intensity on cucumber grafted seedling in the healing stage

CHU Yufan， ZHAI Tingkai， LIN Biying， YANG Yuying， ZHONG Luming

（ College of Horticulture， Fujian Agriculture and Forestry University， Fuzhou 350002， Fujian， China）

Abstract：In order to provide a reference basis for the precise regulation of cucumber grafting healing light， the effect of different light intensity on the quality of cucumber grafting seedlings before transplanting during the healing period was studied. Graft healing period was divided into 1-3 d， 4-6 d， 7-10 d three  stages in this research， 6 different light intensities were set. The results showed that the morphological growth of aboveground and underground parts of the grafting seedling was significantly improved under the treatment of 45-90-135 μmol·m-2·s-1 light intensity ， the best comprehensive index was found of which， the soluble sugar and soluble protein contents were increased by 65.87% and 15.85% respectively compared to traditional healing conditions（0-30-45 μmol·m-2·s-1）， and the chlorophyll fluorescence parameters of which was batter than other treatments. In summary， 45-90-135 μmol·m-2·s-1 light intensity  was the most suitable light for the growth of cucumber grafting seedling， which was most conducive to the accumulation of soluble sugar and soluble protein in grafted seedlings， and the photosynthetic electron transfer efficiency， photosynthetic efficiency and self-protection regulation mechanism of leaves were better， which could be used as a condition of light intensity in the healing period of grafted cucumber， and provide some theoretical basis for improving the quality of cucumber grafting seedlings.

Key words： Cucumber; Light intensity; Grafting; Healing; Commodity quality

嫁接是目前抵御植物生长逆境、提升作物产量最简单有效的技术措施。嫁接提升了作物的抗逆性[1-3]，也有利于克服连作障碍[4]，同时增强了其对养分的吸收能力，从而提升了作物的产量和品质[5]。随着嫁接技术的普及和市场发展的需要，嫁接苗逐渐商品化[6];嫁接技术和嫁接后环境条件对缩短愈合期、提高嫁接苗质量、降低苗木成本影响重大。

在逆境条件下，嫁接苗的接穗与砧木能够互利互惠[7]，共同提高植株的产量;而各种环境因子对于嫁接苗的质量都有重要影响，实现环境因子的精准化控制是农业现代化发展的必然要求。光作为植物生长发育的重要因子，是植物最重要的能量来源，其对作物生长发育的精准化、节能化、智能化调控有重要意义[8]。Muneer等[9]发现，光照在植物的光合作用、激素调节等方面都有重要作用，它能促进嫁接部位维管束的连接，对嫁接愈合有着重要的影响。但光照过强则会影响相关酶活性[10-14]，不利于嫁接苗生长。大量研究表明，嫁接愈合过程包括：隔离层出现、形成愈伤组织、形成层恢复及输导组织连接[10，15-17]，且不同愈合时期所需的光照强度不同[18-19]。赵渊渊[20]在茄果类蔬菜嫁接中的研究发现，100～200 μmol·m-2·s-1梯度光照强度比持续200 μmol·m-2·s-1光照强度更适合植株生长，但在瓜果类嫁接方面采用梯度光照的相关研究较少。传统的嫁接后1～3 d的愈合环境多为黑暗处理，而有研究发现嫁接后1～3 d给予一定光照有利于嫁接苗的生长[21]。为此，笔者采用不同梯度光照强度对愈合期黄瓜嫁接苗进行处理，从苗木的形态、生理、荧光特性等方面分析，以提高嫁接苗商品质量为目的，以期获得黄瓜嫁接苗最佳光照强度梯度管理模式，为黄瓜嫁接苗工厂化管理、嫁接苗商品化生产及获得健壮的幼苗提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 材料

砧木为南瓜品种‘壮士，接穗为黄瓜品种‘冬青，种子采购于福州市昌育农业有限公司。光源为白色荧光灯条，定制于福州市塔洛斯生物科技有限公司。试验于2019年9—12月在福建农林大学园艺学院设施系人工气候室进行。

1.2 试验设计

试验共设3个阶段。第一阶段：催芽育苗，砧木比接穗提前3 d播种，砧木种子55 ℃温汤浸种12 h后，35 ℃催芽24 h，再播于穴盘中，砧木播种后第8天，从穴盘中移至直径8 cm的盆中，第10天傍晚时进行嫁接;第二阶段：采用顶插固定法嫁接[22];第三阶段：试验共设6个不同光照处理：CK及T1～T5，光照强度采取梯度递增形式，1～3 d、4～6 d、7～10 d设置光照强度梯度（表1）。嫁接愈合期间除光照强度外，其他环境条件为昼夜温度25 ℃/18 ℃[23]，光周期12 h/12 h，期间湿度梯度为90%-80%-70%;每处理嫁接苗20株，嫁接后第10天傍晚将幼苗移入温室大棚，后续10 d常规管理，每天浇水1次，每3 d施肥1次，用黄瓜水溶肥质量浓度1 500 mg·L-1，每次每盆施肥量250 mL，浇水时适当调整苗盆位置使受光均匀。嫁接后第20天测定相关指标，测定第2片真叶荧光参数，然后测定形态与生理指标;每个处理随机取样5株，3次重复。

1.3 测定方法

1.3.1 形态指标测定 选用PD-151数显游标卡尺测量植株的结合部直径、接穗茎粗、株高、接穗高度等。用精确到0.000 1 g的电子天平测量嫁接苗地上部鲜质量、地下部鲜质量及烘干后的地上部干质量和地下部干质量。真叶面积及地下形态使用EPSON Expression 110000XL扫描仪测定。

全株干质量=地上部干质量+地下部干质量;

全株鲜质量=地上部鲜质量+地下部鲜质量;

根冠比/%=地下部干质量/地上部干质量×100;

嫁接壮苗指数=（结合部茎粗/接穗茎粗）×全株干质量[24]。

1.3.2 生理指标测定 采用蒽酮比色法[25]测定可溶性糖含量;采用考马斯亮蓝法[26]测定可溶性蛋白含量。

1.3.3 叶绿素熒光参数测定 随机取各处理嫁接苗5株进行暗适应30 min，用IMAGING-PAM荧光成像仪进行测定，统一选用嫁接苗第2片真叶，记录相关荧光参数：PSⅡ最大光化学量子产量Fv/Fm，PSⅡ实际光化学量子速率Y（Ⅱ），光化学淬灭系数qP，PSⅡ非调节性能量耗散Y（NO）。

Fv/Fm依据公式：Fv/Fm=（Fm-Fo）/Fm[27]进行计算。

1.4 数据处理

采用Excel 2010进行图表绘制及综合分析;各指标去除最大值与最小值后采用IBM SPSS 20进行单因素方差分析，并用Student-Newman-Keuls法进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同光照强度处理对地上部形态指标的影响

植株地上部的形态能直观评价植株的商品质量，不同光照强度处理对嫁接苗的真叶面积及接合部直径影响皆表现为：T3>T2>T1>T4>T5>CK，随光照强度的递增，均呈现出先上升后下降的趋势。其中T3处理真叶面积和接合部直径均最大，分别为288.13 cm?、9.50 mm，分别较CK提高120.75%、22.89%，且与CK存在显著差异;T1与CK相比，T1的真叶面积与结合部茎粗显著高于CK，而T1与CK的差异仅为1～3 d的光照处理不同，表明1～3 d给予光照有利于嫁接苗地上部形态生长（图1）。

2.2 不同光照强度处理对地下部形态指标的影响

由表2可知，不同光照强度对嫁接苗的总根长、根表面积、分根数、地下部干质量的影响各不相同，但随着光照强度的递增，各地下部形态指标都出现先上升后下降的趋势，且各指标均以T3处理为最大，且与CK存在显著差异，分别较CK提升69.43%、79.49%、98.86%、90.67%;T1的地下部指标均高于CK，表明1～3 d给予光照有利于嫁接苗定植前地下部形态生长。

2.3 不同光照强度处理对嫁接苗形态综合指标的影响

由图2可以看出，不同光照强度对嫁接苗全株干质量影响表现为：T3>T4>T5>T2>T1>CK，对嫁接苗全株鲜质量影响表现为：T3>T4>T2>T5>T1>CK，且嫁接苗全株干鲜质量均随光照强度的升高呈先上升后下降趋势。其中T3处理的全株干质量、鲜质量均为最大，分别为2.16、16.17 g，分别较CK提升135.21%、79.91%，且T3的全株干鲜质量均与其他各处理存在显著差异;T1的全株干鲜质量均高于CK，表明1～3 d给予光照能够提升嫁接苗定植前的干鲜质量。与CK相比，不同光照强度对于嫁接苗根冠比的影响并不显著，且各个处理间均无显著性差异，表明不同光照强度对于根冠比的影响不明显。不同光照强度对于嫁接壮苗指数的影响为：T3>T4>T5>T1>T2>CK，随光照强度的升高，呈先上升后下降趋势，各处理中嫁接壮苗指数以T3最大，且与CK存在显著差异，较CK提高185.31%;T1嫁接壮苗指数显著高于CK，表明1～3 d给予适当光照有利于壮苗。

2.4 不同光照强度处理对嫁接苗生理的影响

由图3可知，不同光照强度对于嫁接苗可溶性糖和可溶性蛋白含量的影响均表现为：T3>T2>T1>T4>CK>T5，且随着光照强度的升高，可溶性糖含量呈先上升后下降趋势。T3处理的幼苗可溶性糖和可溶性蛋白含量均为最高，分别为（w）2.58%、20.96 mg·g-1，分别较CK提升65.87%、15.85%，均与CK存在显著性差异;T1的可溶性糖和可溶性蛋白含量均显著高于CK，表明1～3 d给予适当光照有利于可溶性糖和可溶性蛋白的积累。

2.5 对嫁接苗叶绿素荧光参数的影响

从图4可以看出，嫁接苗光化学最大效率Fv/Fm各处理间差异不明显，但T1～T5的Fv/Fm均高于CK;不同光照强度对于Y（Ⅱ）及qP的影响皆表现为：T3>T2>T5>T1>T4>CK，其中T3处理最高，分别较CK提高了30.05%、39.75%，且存在显著性差异;不同光照强度处理对Y（NO）影响为：CK>T5>T4>T1>T2>T3，其中CK的Y（NO）值最大，T3最小，且CK与T3间有显著差异。T1各荧光参数不同程度优于CK。

3 讨论与结论

苗木的形态是评价嫁接苗商品质量重要的参考依据，是嫁接苗能否满足市场要求的重要指标。植株地上部的形态能直观评价植株的商品质量，根部对于植株的生命周期至关重要，它不仅能从土壤中获取水分和矿物质，还起到固定植物的作用[28]，对植株的抗逆性也有重要的影响。可溶性糖是植物光合作用的产物，同时也是植物在逆境中的渗透调节物质[29]，对植物抗逆性有重要影响;可溶性蛋白是植物体内重要的渗透调节物质，反映植物体的生活力及氮代谢水平[30]。

试验结果表明，随着光照强度的提升，地上部（真叶面积、结合部直径）及地下部（总根长、根表面积、分根数、地下部干质量）形态指标皆呈现先上升后下降的趋势，其中T3处理的地上部形态、地下部形态指标皆为最高，说明T3对嫁接苗地上部与地下部形态的生长促进效果最佳，而过低与过高的光照强度均不利于嫁接苗地上部与地下部的生长，这与廖自月等[31]在黄瓜嫁接苗的研究结论一致。随着光照强度的提升，植株的全株干质量与全株鲜质量也呈现先上升后下降的趋势，其中以T3提升最显著;不同光照强度对嫁接苗定植前根冠比的影响不大;T3的嫁接壮苗指数最高，表明愈合期适宜光照有利于嫁接苗的壮苗。此外，T1的地上部、地下部形态生长指标如全株干质量、全株鲜质量、嫁接壮苗指数都高于CK，说明嫁接后1～3 d给予适宜光照比传统黑暗更有利于幼苗生长与壮苗，这与刘方圆等[32]对甜瓜嫁接的结论类似。

可溶性糖和可溶性蛋白都可以调节植株的渗透势[29]，可溶性糖是光合作用积累的重要产物，可溶性蛋白则是植株体内形成代谢重要的调节物质。试验表明，随着光照强度的升高，可溶性糖与可溶性蛋白含量皆呈现先上升后下降的趋势，说明愈合期适宜的光照能够提高嫁接苗叶片的可溶性糖与可溶性蛋白的积累量，而过强的光照并不能使其含量提升，反而会起到抑制作用，这与位杰等[30]对灰枣叶片的研究一致。本试验中T3的可溶性糖与可溶性蛋白含量皆为最高;T1处理叶片的可溶性糖与可溶性蛋白含量皆高于CK，说明嫁接后1～3 d给予适宜光照比传统黑暗更有利于幼苗可溶性糖与可溶性蛋白的积累。

叶绿素荧光可以反映嫁接苗叶片光结构相关调控过程，通过植物光合调节的过程分析出有关光能利用的信息[27]。Fv/Fm的高低直接反映了植株叶片光合作用能力的大小[33]，本试验结果表明，T1～T5的Fv/Fm高于CK，说明愈合初期一定光照比黑暗幼苗叶片光合能力更强，这与石凯等[34]对桐油幼苗的研究结果一致。Y（Ⅱ）和qP分别反映植株光合效率[35]及PSⅡ天然色素吸收的光能被利用于光化学电子传递情况[27]，随着光照强度的提升，Y（Ⅱ）与qP都呈现先上升后下降的趋势，皆以T3最高，说明T3的光照强度下植株的光合效率及电子传递活性最高，这与董乔等[36]对嫁接黄瓜的研究结论相似。Y（NO）表示PSⅡ非调节性能量耗散情况，较高的Y（NO）代表植株的自我调节保护机制较弱[37]，随着光照强度的增高，Y（NO）呈先下降后上升趋势，以T3最低，说明其自我保护调节机制较好，而过低与过高的愈合期光照强度会降低嫁接苗的自我保护调节能力。T1各荧光参数优于CK，即表明嫁接后1～3 d一定光照能够提高植株的光结构调控能力。

综上所述，愈合期以45-90-135 μmol·m-2·s-1的光照强度梯度最有利于黄瓜嫁接苗形态的生长，也最有利嫁接苗可溶性糖和可溶性蛋白的积累，且叶片的光合电子传递效率、光合效率和自我保护调节机制最佳，宜作为黄瓜愈合期的光照强度。而相比于无梯度弱光愈合，适宜梯度光照强度的光照能促进嫁接苗愈合与后期苗木质量提升;此外，嫁接后1～3 d给予适宜光照也能促进嫁接苗定植前形态的生长，提升嫁接苗可溶性糖与可溶性蛋白含量，提高植株的光结构调控能力。

參考文献

[1] XU Y，YUAN Y H，DU N S，et al. Proteomic analysis of heat stress resistance of cucumber leaves when grafted onto Momordica rootstock[J]. Horticulture Research，2018，5（1）：53.

[2] WEI Y，WANG Y，WU X Y，et al. Redox and thylakoid membrane proteomic analysis reveals the Momordica （Momordica charantia L.） rootstock-induced photoprotection of cucumber leaves under short-term heat stress[J]. Plant Physiology and Biochemistry，2019，136：98-108.

[3] USANMAZ S，ABAK K. Plant growth and yield of cucumber plants grafted on different commercial and local rootstocks grown under salinity stress[J]. Saudi Journal of Biological Sciences，2019，26（6）：1134-1139.

[4] 戚建华.嫁接黄瓜连作障碍的研究[D].陕西杨凌：西北农林科技大学，2004.

[5] 王艳飞，庞金安，马德华，等.黄瓜嫁接栽培研究进展[J].北方园艺，2002（1）：35-37.

[6] 钱利国，赵发辉，王文霞.蔬菜嫁接育苗技术的应用与发展[J].种子科技，2017，35（9）：83.

[7] 尚小红，周生茂，郭元元，等.黄瓜异根嫁接植株抗逆性变化研究进展[J].中国细胞生物学学报，2017，39（3）：364-372.

[8] 于海业，孔丽娟，刘爽，等.植物生产的光环境因子调控应用综述[J].农机化研究，2018，40（8）：1-9.

[9] MUNEER S，KO C H，SOUNDARARAJAN P，et al. Proteomic study related to vascular connections in watermelon scions grafted onto bottle-gourd rootstock under different light intensities[J]. Plos One，2015，10（3）：e0120899.

[10] 胡艳青，苏媛，韩风叶，等.嫁接黄瓜在愈合过程中的解剖观察和抗氧化酶活性的变化研究[J].内蒙古农业大学学报（自然科学版），2007，28（3）：224-230.

[11] 严毅.葡萄柚砧穗愈合过程中酶类活性研究[D].昆明：西南林业大学，2012.

[12] 华斌.西瓜断根嫁接育苗技术优化研究[D].武汉：华中农业大学，2010.

[13] JI Y，YAO Z D，ZHANG J，et al. Integrated biomarker responses of the submerged macrophyte vallisneria spiralis via hydrological processes from lake poyang，China[J]. Royal Society Open Science，2018，5（12）：180729.

[14] WEI H，MUNEER S，MANIVANNAN A，et al. Slight vapor deficit accelerates graft union healing of tomato plug seedling[J]. Acta Physiologiae Plantarum，2018，40（8）：1-9.

[15] 苏媛.黄瓜嫁接愈合过程中生物、化学变化与解剖构造的观察[D].呼和浩特：内蒙古农业大学，2007.

[16] 苏媛，郭金妹，胡彦青，等.黄瓜嫁接苗愈合过程的解剖观察及过氧化物同工酶分析[J].沈阳农业大学学报，2006，37（3）：343-347.

[17] 杨欢欢，李景富.不同砧木黄瓜/南瓜嫁接愈合过程的解剖学观察[J].北方园艺，2014（8）：5-8.

[18] 肖昌华，旷碧峰，余席茂，等.不同环境条件对苦瓜嫁接成活率的影响[J].现代农业科技，2011（19）：141-142.

[19] 朱晨. 光环境对嫁接黄瓜愈合及幼苗质量的影响[D].山东泰安：山东农业大学，2019.

[20] 赵渊渊. 温光环境因子对茄果类蔬菜套管嫁接苗愈合的影响[D].北京：中国农业科学院，2015.

[21] 刘方园. 西瓜和甜瓜嫁接苗高效愈合环境参数优化研究[D].武汉：华中农业大学，2016.

[22] 林碧英，廖自月，钟路明，等.一种黄瓜顶插固定的嫁接方法[P].CN109258157A，2019-01-25.

[23] 王宏凯，尚来贵，方社会.黄瓜不同嫁接方法试验[J].北方园艺，1998（S1）：26-27.

[24] 华斌，黄远，别之龙.砧木播种密度对西瓜断根嫁接苗生长的影响[J].中国瓜菜，2011，24（2）：32-34.

[25] 谢冰，饶在生，向金友，等.蒽酮比色法测定烟叶中可溶性糖的不确定度评定[J].中国测试，2015，41（S1）：10-13.

[26] 陈晓梅，刘雅文，程熠，等.考马斯亮蓝法蛋白定量标准曲线稳定性观察[J].中国公共卫生，2006（3）：380-381.

[27] 张守仁.叶绿素荧光动力学参数的意义及讨论[J].植物学通报，1999（4）：444-448.

[28] 任永哲，徐艳花，李振声，等.拟南芥根系发育的分子机制研究进展[J].西北植物学报，2011，31（7）：1497-1504.

[29] 何小燕，马锦林，张日清，等.弱光胁迫对植物生长影响的研究进展[J].经济林研究，2011，29（4）：131-136.

[30] 位杰，吴翠云，王合理，等.不同光照强度对灰枣叶片生理特性的影响[J].河南农业科学，2014，43（12）：112-116.

[31] 廖自月，林碧英，王悦，等.不同梯度光照强度对黄瓜嫁接苗愈合及幼苗质量影响[J].热带作物学报，2020，41（4）：701-708.

[32] 刘方园，黄远，黎煊，等.愈合期不同温度和光照处理对甜瓜嫁接苗质量的影响[J].中国瓜菜，2019，32（3）：18-21.

[33] MIYAKE C，AMAKO K，SHIRAISHI N，et al. Acclimation of tobacco leaves to high light intensity drives the plastoquinone oxidation system relationship among the fraction of open PSII centers，non-photochemical quenching of Chl fluorescence and the maximum quantum yield of PSII in the dark[J]. Plant & Cell Physiology，2009，50（4）：730-743.

[34] 石凯，李泽，张伟建，等.不同光照对油桐幼苗生长、光合日变化及叶绿素荧光参数的影响[J].中南林业科技大学学报，2018，38（8）：35-42.

[35] BONENTE G，HOWES B D，CAFFARRI S，et al. Interactions between the photosystem II subunit PsbS and xanthophylls studied in vivo and in vitro[J]. Journal of Biological Chemistry，2008，283（13）：8434-8445.

[36] 董乔，宋阳，孙潜，等.不同光强和CO2浓度对温室嫁接黄瓜光合作用及叶绿素荧光参数的影响[J].北方園艺，2015（22）：1-6.

[37] RAMALHO J C，MARQUES N C，SEMEDO J N，et al. Photosynthetic performance and pigment composition of leaves from two tropical species is determined by light quality[J].Plant Biology，2002，4（1）：112-120.