甜瓜耐冷砧木筛选及嫁接苗耐冷性评价

张芊 乜兰春赵文圣方思雨 赵佳腾 郭克东

（河北农业大学园艺学院，河北省蔬菜种质创新与利用重点实验室，河北省蔬菜产业协同创新中心，河北保定 071000）

甜瓜是我国各地广泛栽培的重要蔬菜作物，根据国家统计局最新统计数据，截至2019 年，全国甜瓜总产量达1 355.70 万t，甜瓜产业在我国园艺种植业中占有重要地位。生产中甜瓜嫁接砧木以南瓜为主，南瓜型砧木可显著增强植株生长势（赵云霞 等，2018），提高植株抗病、抗逆性（Rouphael et al.，2017），但南瓜型砧木嫁接会对果实外观品质（张慧娜 等，2020；叶云峰 等，2021）和营养品质（黄远 等，2012；张新英 等，2014；Kyriacou et al.，2018）产生一定的影响，如降低果实中的VC、可溶性糖含量，产生苦味、异味等（Kano &Goto，2003；张慧娜 等，2020）。随着市场对品质要求越来越高，生产中开始采用甜瓜栽培种作为砧木。甜瓜本砧嫁接亲和力强，对果实品质无不良影响，按农艺学分类，甜瓜可分为厚皮甜瓜和薄皮甜瓜（徐小军 等，2020），厚皮甜瓜长势较旺，吸收肥水能力强，可作为薄皮甜瓜砧木进行嫁接，但目前对甜瓜型砧木抗逆、抗病性研究尚不多。徐兰等（2012）研究了12 个不同类型砧木嫁接对甜瓜品质的影响，结果表明甜瓜型砧木嫁接苗较自根苗抗病性和产量均有所提升。王豪杰等（2021）以3 种甜瓜型砧木和2 种南瓜型砧木嫁接甜瓜，发现利用甜瓜型砧木科鸿砧1 号嫁接甜瓜9818 后，植株生长势增强，有利于提高果实品质及植株抗病性。

由于甜瓜生长发育要求温度较高，对低温条件很敏感（刘宏宇 等，2016），而设施甜瓜早熟栽培中极易遭受低温危害，影响植株生长发育，加之目前对甜瓜型耐低温砧木的筛选研究鲜有报道，生产中缺少适应性广、抗性强的甜瓜型砧木品种。因此，开展甜瓜型砧木种质的耐冷性评价，对发掘耐冷资源、培育耐冷甜瓜型砧木新品种具有重要意义。

本试验以17 份甜瓜型砧木和4 份南瓜型砧木为试材，研究了低温胁迫下不同砧木种子发芽期和苗期形态指标的差异，并探究低温胁迫对嫁接苗和自根苗生长的影响，以期筛选出耐冷的甜瓜型砧木材料。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2020 年10—11 月在河北农业大学校内试验基地进行。砧木种子发芽期和苗期耐冷性评价试验以17 份甜瓜型砧木和4 份南瓜型砧木为试材（表1）；供试甜瓜接穗品种为博洋61，购于天津德瑞特种业有限公司。

表1 供试砧木品种、类型及来源

1.2 试验方法

1.2.1 砧木种子发芽期耐冷性鉴定 选取各砧木品种饱满且整齐一致的种子各120 粒，经温汤浸种后，均匀分成2 份，分别置于25 ℃（常温）和16℃（低温）培养箱中催芽，每天观察发芽情况。3 d 后统计各品种发芽势，5 d 后统计各品种发芽率。在种子突破种皮后做标记，胚根生长3 d 后随机选择两个处理各8 粒种子测量胚根长度，进行3 次重复。各指标的相对值为该指标低温下数值与常温数值之比。

1.2.2 砧木苗期耐冷性鉴定 选取各砧木品种饱满且整齐一致的种子，温汤浸种后于28 ℃条件下催芽，挑选均匀一致的露白种子播于7 cm × 7 cm 的营养钵中，置于塑料大棚内生长，温度为白天21～25 ℃，夜间10～13 ℃。待幼苗长至一叶一心时，选择长势整齐一致的30 株幼苗置于露天环境中进行低温胁迫，温度为白天13～17 ℃，夜间3～7℃。以大棚内生长的30 株幼苗为常温对照，进行3 次重复。处理10 d 后根据徐永清等（2010）的方法对幼苗冷害情况进行分级（表2），计算冷害指数。同时测定株高、茎粗、地上部和地下部干鲜质量，相对值为该指标低温下数值与常温数值之比。

表2 甜瓜幼苗冷害分级标准

冷害指数=∑（冷害级别×相应冷害级的植株数）/（最高冷害级别×总株数）× 100

参照宋洪元等（1998）方法，用隶属函数法综合评价21 种砧木材料的耐冷性。

式中为某一指标测定值，为该指标的最大值，为该指标的最小值。将待鉴定品种各指标的具体耐冷隶属函数值进行累加，并求取平均数，平均数越大，耐冷性越强。

1.2.3 低温胁迫对不同砧木嫁接苗生长的影响 选择南瓜型砧木银光、壮士和甜瓜型砧木鸿福5 号、翠玉嫁接博洋61，以博洋61 自根苗为对照。砧木一叶一心、接穗露出真叶时采用插接法嫁接。嫁接后进行遮光、保温保湿，待嫁接苗成活后移至营养钵中。嫁接苗四叶一心时进行低温处理，选择长势整齐一致的12 株嫁接苗进行低温处理，12 株幼苗为常温对照，进行3 次重复。处理温度为18 ℃/10℃（12 h/12 h，昼/夜，下同），对照温度为28℃/18 ℃，处理10 d 后测定不同砧木嫁接苗株高、茎粗及第5 片真叶的叶长、叶宽。

1.3 数据分析

使用Excel 软件对所有数据进行整理并绘图，使用DPS 9.01 进行数据分析（＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 砧木种子发芽期耐冷性评价

如表3 所示，低温对不同砧木种子发芽势、发芽率和胚根长度均有影响。21 种砧木相对发芽势在0～85.71%之间，健将、N55、银光相对发芽势在80%以上；天香1 号、甜9 号、壮士、甜蜜脆梨、陕甜砧1 号、甜砧3、鸿福5 号相对发芽势在66.67%～76.47%之间；其余砧木相对发芽势在60%以下，其中甜瓜王子3 号在3 d 内没有发芽。21 种砧木相对发芽率在13.64%～94.12%之间，健将相对发芽率最高，为94.12%；甜蜜脆梨、甜砧4、夏特、亲密2 号相对发芽率在60%以下；其余砧木相对发芽率在65.00%～85.71%之间。21 种砧木相对胚根长度在8.75%～50.34%之间，银光相对胚根长度最高，为50.34%；其次为陕甜砧1号、甬砧9 号、壮士、天香1 号、鸿福5 号、甜砧3、甜9 号、健将、翠玉、N55，相对胚根长度在36.80%～42.06%之间；其余10 种砧木相对胚根长度在8.75%～35.42%之间。

表3 低温处理对不同砧木种子发芽指标的影响

如表4 所示，对低温处理后的砧木种子相对发芽势、相对发芽率和相对胚根长度进行隶属函数分析，南瓜型砧木中银光发芽期耐冷能力最强，其次为健将；甜瓜型砧木中天香1 号发芽期耐冷能力最强，其次为陕甜砧1 号。

表4 不同砧木种子发芽期耐冷性隶属函数分析

2.2 砧木苗期耐冷性评价

由表5 可知，低温处理10 d 后，21 种砧木冷害指数在5.00～55.00 之间，甜砧4、鸿福5 号和银光冷害指数最低，均为5.00；红尊、健将、亲密1 号、亲密2 号、甜砧3、甜砧5 冷害指数在6.67～8.33 之间；夏特、壮士、翠玉、天香1 号冷害指数在13.33～18.33 之间；其余材料冷害指数为25.00～55.00，其中甬砧9 号冷害指数最高。

表5 低温处理对不同砧木苗期冷害指数和生长量的影响

低温处理10 d 后，银光和健将相对株高较高，分别为80.00%和77.81%，二者差异不显著；其次为鸿福5 号、天香1 号、陕甜砧3 号、甜砧4、红尊，相对株高在73.61%～75.88%之间。从茎粗来看，银光、N55 和鸿福5 号相对茎粗较高，为76.59%～79.26%，品种间差异不显著；其次为健将、亲密1 号、翠玉、壮士、甜砧5、亲密2 号，相对茎粗为73.23%～75.96%。

从地上部相对鲜质量来看，健将、银光、鸿福5 号、亲密1 号、甜砧5 和甜砧4 地上部相对鲜质量较高，为73.86%～77.82%，品种间差异不显著；其次是甜砧3、红尊、壮士，地上部相对鲜质量在71.97%～72.93%。从地下部相对鲜质量来看，银光和健将地下部相对鲜质量分别为81.13%和78.00%，二者无显著差异；其次是鸿福5 号、壮士、甜砧4、天香1 号，地下部相对鲜质量在71.91%～73.13%。从地上部相对干质量来看，银光、鸿福5 号、亲密2 号、甜砧4 和健将地上部相对干质量较高，为79.32%～86.37%，品种间无显著差异；其次为亲密1 号、红尊、甜9 号和甜砧3，地上部相对干质量在77.48%～78.62%。从地下部相对干质量来看，银光、鸿福5 号、甜砧3、壮士和陕甜砧1 号地下部相对干质量为75.30%～84.42%；其次是陕甜砧3 号、健将、天香1 号和甜砧5，地下部相对干质量为71.73%～73.50%。

由表6 可知，综合上述7 项苗期生长指标进行隶属函数分析，根据隶属函数值的平均值大小对砧木苗期的耐冷性进行排序，结果显示，南瓜型砧木中银光耐冷性最强，甜瓜型砧木中鸿福5 号耐冷性最强。

表6 不同砧木苗期耐冷性隶属函数分析

2.3 低温胁迫对不同砧木嫁接苗生长的影响

以筛选出的苗期耐冷性最强的甜瓜型砧木鸿福5 号和南瓜型砧木银光，以及耐冷性弱于鸿福5 号的南瓜型砧木壮士和甜瓜型砧木翠玉嫁接薄皮甜瓜博洋61。4 种嫁接苗嫁接成活率均在80%以上，嫁接苗生长良好，嫁接亲和性较强。从表7 可以看出，在低温条件下，除翠玉嫁接苗相对叶宽与博洋61 自根苗差异不显著外，4 种砧木嫁接苗各项生长指标均显著优于博洋61 自根苗，耐冷南瓜型砧木银光嫁接苗的相对株高、相对茎粗和相对叶长均显著高于其他砧木嫁接苗，相对叶宽显著高于翠玉嫁接苗。耐冷甜瓜型砧木鸿福5 号嫁接苗相对叶长显著高于壮士和翠玉嫁接苗，相对叶宽显著高于翠玉嫁接苗。壮士嫁接苗相对株高、相对茎粗、相对叶宽均显著高于翠玉嫁接苗。综合比较4 种嫁接苗和博洋61 自根苗在低温胁迫下的生长情况：南瓜型砧木银光/博洋61嫁接苗的生长最优，耐冷性最好；甜瓜型砧木鸿福5 号/博洋61 嫁接苗的生长强于翠玉/博洋61 嫁接苗。

表7 低温胁迫对不同砧木嫁接苗生长的影响 %

3 讨论与结论

蔬菜耐冷性评价可分别在种子发芽期和苗期进行，在种子发芽期可通过低温胁迫下的种子发芽率、胚根生长速度等指标进行耐冷性评价（刘宏宇 等，2016；刘伟 等，2020），在苗期可以低温胁迫下的株高、茎粗等指标进行耐冷性评价（徐小军等，2015；高青海 等，2016；周亚峰 等，2017）。本试验中，不同砧木在种子发芽期和苗期耐冷性存在不一致的现象，考虑到苗期形态指标可直接反映出作物对逆境胁迫的响应，以及实际生产中冷害往往发生在定植后，所以本试验综合苗期冷害指数、相对株高、相对茎粗、相对地上部和地下部干鲜质量等评价指标，从21 份砧木材料中筛选出耐冷南瓜型砧木银光和甜瓜型砧木鸿福5 号，对当地设施甜瓜越冬栽培具有重要意义。

嫁接植株是砧木和接穗的共生体，该共生体的生育特性不仅不同于接穗，也不同于砧木（Tsaballa et al.，2021），且随植株发育时间和营养状况等因素的不同而有所改变。前人研究表明（于贤昌 等，1998），耐冷砧木嫁接苗耐冷能力强于冷敏感砧木嫁接苗，说明砧木的耐冷性与嫁接苗耐冷性密切相关。在本试验中，砧木银光和鸿福5 号苗期耐冷性强于壮士和翠玉，银光/博洋61 嫁接苗在低温胁迫下生长最优，耐冷性最好，鸿福5 号/博洋61嫁接苗的生长也强于翠玉/博洋61 嫁接苗。可见，利用耐冷材料作砧木可提高嫁接苗的耐冷能力，银光可作为设施甜瓜低温季节高产栽培的南瓜型砧木，鸿福5 号可作为甜瓜型砧木应用于设施甜瓜低温季节高品质生产。

大量研究表明，南瓜和甜瓜本砧是甜瓜嫁接最为理想的砧木（王毓洪 等，2005；海睿，2019），南瓜型砧木根系强大，吸收能力强于甜瓜根系，所以嫁接苗抗逆能力和生长势显著提高，对接穗生长具有促进作用（黄金艳 等，2020）。但利用南瓜型砧木进行嫁接容易出现嫁接不亲和现象，嫁接成活率低，且易影响果实品质（梁贤智 等，2020）。果实品质的改变与砧木和接穗的嫁接亲和性密切相关（Albacete et al.，2015），而甜瓜本砧与接穗亲缘关系最近，利用现有甜瓜种质资源，选用耐冷性强的甜瓜品种作砧木进行嫁接，不仅能够有效抵抗低温胁迫对幼苗生长的影响，还能保证果实的品质，在设施栽培中具有广泛的应用前景，在今后的研究中，甜瓜本砧嫁接是甜瓜嫁接栽培的重要方向。