不同砧木对普通型和短枝型富士系苹果花芽分化的影响

郭明 马利萍 李凯 杨天一 张满让

摘 要 选取了宝鸡地区生产上常用的T337自根砧和M26中间砧分别搭配普通型富士‘长富2号和短枝型富士‘礼泉短富，对4种砧穗组合苹果树叶片的养分吸收和蔗糖代谢，短枝顶芽的激素代谢、成花基因表达等进行了全面的评价，探究了不同砧木对普通型和短枝型富士系苹果花芽分化的影响，以期为宝鸡地区筛选适宜搭配富士系苹果的最优砧木类型。结果表明：同一富士系品种嫁接不同砧木类型，T337自根砧组合较M26中间砧组合有更高的开花率和更饱满的短枝顶芽，并且在花芽生理分化期，T337自根砧组合中糖类物质的合成和积累、蔗糖代谢和激素代谢水平以及成花基因的表达均显著优于M26中间砧组合。可见，T337自根砧搭配富士系苹果较M26中间砧搭配富士系苹果更易成花。

关键词 苹果砧木；糖代谢；激素代谢；成花基因

苹果（Malus domestica Borkh.）是薔薇科苹果亚科苹果属的一种落叶果树，也是中国种植面积最广、产量最多的水果。如今，苹果产业已成为国内现代农业和农村经济发展的重要组成部分，在解决“三农”问题和实现乡村振兴中起到了难以替代的重要作用，因此，大力发展苹果产业，推广矮化密植栽培，提升经济效益，是我国完成苹果产业转型的大势所趋[1]。

花芽的质量和数量决定了果实的品质和产量，直接影响经济效益[2]。花芽的形成较为复杂，通俗的讲，就是由叶芽向花芽转化的过程，也称花芽分化。苹果的花芽分化一般集中在6-9月，  6-7月是分化盛期，苹果树花芽分化主要经历3个时期，分别为生理分化期、形态分化期和花芽进一步发育期[3]。在嫁接苹果树的生长过程中，嫁接砧木和接穗间存在显著的相互作用和广泛的物质交流[4]，砧木可直接影响接穗多方面的生长发育，而接穗品种又会影响砧木的生长发育和特性表现，其中砧木作为地下部分，它对接穗的影响作用更为显著[5]。因此，从形态、生理以及基因表达方面探究不同砧木对苹果树花芽分化的影响，更有助于因地制宜地选出适宜的品种。

富士苹果普遍存在成花难、早花早果性差的问题，而国内对苹果不同矮化栽培模式的研究主要集中在砧木适应性和育种技术上[6]，对嫁接不同砧木的富士苹果相关物质代谢过程和花芽形成关系的研究较少。本试验选取生产上常用的T337自根砧和M26中间砧分别搭配短枝型富士品种‘礼泉短富和普通型富士品种‘长富2号，对4种砧穗组合苹果叶片的养分吸收和蔗糖代谢，短枝顶芽的激素代谢和成花相关基因的表达水平进行全面系统的评价，探讨不同砧木对富士苹果花芽分化的影响，以期为宝鸡地区的富士品种筛选适宜的矮化砧木。

1 材料与方法

1.1 试验地概况与试验材料

试验于西北农林科技大学宝鸡千阳苹果试验示范站进行，试验站地处宝鸡市千阳县南寨镇（34°65′N，107°17′E），海拔890 m，属于北温带大陆性季风半湿润气候。试验区内光照充足，基础设施完善，苹果的整个生长期均采用常规生产管理栽培模式。

本试验选用6 a生的长势相对一致且生长状况良好的4种不同砧穗组合，分别为‘长富2号/T337、‘长富2号/M26/新疆野苹果、‘礼泉短富/T337、‘礼泉短富/M26/新疆野苹果，每个砧穗组合选取15株试验树，以2020-04-15为盛花期，分别在2020年盛花期后30 d、50 d、  70 d和90 d采集短枝顶芽及其毗邻叶。

1.2 测定项目及方法

1.2.1 短枝顶芽大小以及成花率 随机采集各砧穗组合苹果树大小相对一致的10个短枝（< 5 cm）顶芽，测量其大小和鲜质量。参照Zuo等[7]的研究方法，盛花期在选定的树体上分别标记两大树枝，用于次年统计短枝（< 5 cm）上顶芽的开花率（开花率=花芽数/总芽数×100%）。

1.2.2 叶片可溶性糖含量以及糖代谢相关酶活性 葡萄糖、蔗糖、果糖和山梨醇的含量测定参照高腾腾[8]的方法，在75%的甲醇中提取可溶性糖，加入Ribitol作为内标，然后依次与甲氧基胺盐酸盐和甲基三甲基硅基三氟乙酰胺（MSTFA）衍生。衍生后的代谢产物采用Shimadzu GCMS-2010SE（Shimadzu Corporation，Tokyo，Japan）、DB-5MS毛细管柱（20 cm×0.18 mm×0.18 μm）和5 cm Duraguard柱（Agilent Technology，California，USA）进行分析。

可溶性总糖含量的测定参照Buysse等[9]的方法，淀粉含量参考Clegg[10]的方法进行测定，蔗糖磷酸合成酶（SPS）和蔗糖合成酶（SS）活性的测定参照Schrader等[11]的方法，中性转化酶（NI）和酸性转化酶（AI）的活性参考Huang等[12]的方法进行测定。

1.2.3 短枝顶芽激素含量 将置于-80 ℃保存的短枝顶芽用液氮研磨成粉末，参照Ma等[13]的方法，取0.3 g样品，加入20 mL冷丙酮提取  12 h。浓缩后，加入3次石油醚和两次乙酸乙酯萃取物，然后再次浓缩，溶解于1 mL甲醇中，用0.22 μm过滤器过滤，并使用液相色谱-质谱仪（LC-MS）（美国AB，QTRAP5500）测定植物激素IAA、GA3、ABA和ZR的浓度，并计算结果，各指标重复3次，最后求平均值。

1.2.4 叶片糖代谢基因、短枝顶芽激素基因以及成花基因表达量 使用改良的CTAB法提取叶片和短枝顶芽中的总RNA[14]，总RNA浓度使用Nano Drop 2000c分光光度计（Thermo Fisher Science Inc.America）测定，并用琼脂糖凝胶电泳检测提取RNA的完整性和纯度。使用TaKaRa PrimeScriptTM RT Reagent试剂盒进行反转录，具体操作按照试剂盒说明书进行。

使用SYBR PreMix Ex TaqII（Takara，京都，日本）试剂盒在QuantStudio5定量仪上进行qRT-PCR反应，内参基因选用MdActin，用于数据的标准化处理。10 μL的反应体系包括5 μL的SYBR○[KG-*3/4][HT6”SS]R  Premix Ex TaqTM II 2×，各0.5 μL的上、下游引物，1 μL的cDNA和3 μL的dd H2O。反应程序的设置参数为：95  ℃的预变性  3 min，94  ℃的变性15 s，60  ℃的退火20 s，72  ℃的延伸  20 s，设置40次循环，最后用2-ΔΔCt的方法计算基因的表达量，并对每个样本进行3次独立的生物学重复，引物序列见表1，表中引物由上海生工生物工程股份有限公司进行合成。

1.3 数据处理

使用Microsoft Excel 2010和SPSS 22.0进行数据分析和图表制作，采用Duncans法用于显著性分析（P<0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同砧木对普通型和短枝型富士系苹果短枝顶芽的生长变化和开花率的影响

由图1可知，4种矮化砧穗组合苹果树的短枝顶芽鲜质量、长度和宽度在花后30 d到90 d均逐渐增加，这与苹果的花诱导和花起始阶段相对应[15]，同时发现，T337自根砧组合的短枝顶芽在花后90 d的鲜质量、长度和宽度均显著大于M26中间砧组合，其中‘长富2号/T337的短枝顶芽鲜质量、长度和宽度较‘长富2号/M26/新疆野苹果分别高出了15.55%、11.08%和4.43%，‘礼泉短富/T337比‘礼泉短富/M26/新疆野苹果分别高出了18.16%、9.47%和5.63%。并且由图1可以看出，同一富士系品种嫁接不同砧木类型后，T337自根砧组合的开花率均显著高于M26中间砧组合，说明嫁接在T337自根砧上的富士苹果树可能更易开花。

2.2 不同砧木对普通型和短枝型富士系苹果叶片糖代谢的影响

2.2.1 对叶片可溶性糖含量的影响 如图2所示，4种砧穗组合苹果叶片的葡萄糖和果糖含量总体上均表现为先降低，到花后50 d有所升高，之后又逐渐下降的趋势，蔗糖、山梨醇和总糖含量的变化相似，总体均表现为从花后30 d到70 d一直升高，在花后70 d有一个峰值，而后逐渐下降的趋势，淀粉含量则均表现为先降低后升高的趋势。

同一富士系品种嫁接不同砧木类型，T337自根砧组合的葡萄糖和果糖含量在花后70 d均显著高于M26中间砧组合。‘长富2号/T337的蔗糖、山梨醇和总糖含量在花后70 d均显著高于‘长富2号/M26/新疆野苹果，‘礼泉短富/T337的山梨醇和总糖含量在花后70 d均显著高于‘礼泉短富/M26/新疆野苹果，而蔗糖含量无显著差异。‘长富2号/T337的淀粉含量在花后90 d显著高于M26中间砧组合，‘礼泉短富/T337的淀粉含量在花后70 d显著高于M26中间砧组合18.52%。

2.2.2 对叶片蔗糖代谢相关酶活性的影响 如图3所示，不同砧穗组合苹果叶片的蔗糖合成酶（SS合成方向）活性在整个花芽生理分化期呈现出先下降、再上升、最后下降的趋势，并在花后  70 d有一個最高峰，而蔗糖磷酸合成酶（SPS）从花后30 d到70 d一直呈上升趋势，之后开始下降，酸性转化酶（AI）和中性转化酶（NI）活性的变化趋势相近，均表现为在花后30 d到90 d逐渐降低。其中‘长富2号/T337的SS活性在花后  30 d、50 d和70 d均显著高于‘长富2号/M26/新疆野苹果，SPS活性在花后70 d显著高于‘长富2号/M26/新疆野苹果，‘长富2号/T337的AI和NI活性在花后90 d均显著高于‘长富2号/M26/新疆野苹果。‘礼泉短富/T337的SS活性在花后4个时期均显著高于‘礼泉短富/M26/新疆野苹果，SPS活性在花后30 d和50 d均显著高于‘礼泉短富/M26/新疆野苹果，‘礼泉短富/T337的AI和NI活性在花后50 d、70 d和90 d均显著高于‘礼泉短富/M26/新疆野  苹果。

2.2.3 对叶片蔗糖代谢相关基因表达水平的影响 如图4所示，从花后30 d到70 d，蔗糖磷酸合成酶相关基因MdSPS6、蔗糖磷酸合成酶相关基因 MdSUSY1和蔗糖转运蛋白基因MdSUT1的表达水平均表现为逐渐升高的趋势，而在花后90 d表现出不同程度的降低。同一富士系品种嫁接不同砧木类型，‘长富2号/T337短枝顶芽中MdSPS6和 MdSUSY1的表达水平在花后  30 d均显著低于‘长富2号/M26/新疆野苹果，而花后50 d、70 d和  90 d的MdSPS6以及花后90 d的 MdSUSY1则均表现为相反的趋势，‘长富2号/T337短枝顶芽中MdSUT1的表达水平在花后70 d和90 d均显著高于‘长富2号/M26/新疆野苹果，其他两个时期无显著差异；类似地，‘礼泉短富/T337短枝顶芽中MdSPS6的表达水平在花后50 d、70 d和90 d均显著高于‘礼泉短富/M26/新疆野苹果， MdSUSY1的表达水平在花后30 d、50 d和70 d也显著高于M26中间砧组合，T337自根砧组合短枝顶芽中MdSUT1的表达水平在花后70 d和90 d显著高于M26中间砧组合。

2.3 不同砧木对普通型和短枝型富士系苹果短枝顶芽激素代谢的影响

2.3.1 对短枝顶芽激素含量的影响 如图5所示，不同砧穗组合富士苹果短枝顶芽中ZR和IAA的含量总体上均呈先上升后下降的趋势。同一富士系品种嫁接不同砧木类型，T337自根砧组合的ZR含量均显著高于M26中间砧组合，其中，‘长富2号/T337的ZR含量在花后4个时期分别比‘长富2号/M26/新疆野苹果高出了84.80%、72.91%、61.80%和56.90%，‘礼泉短富/T337在花后4个时期分别比‘礼泉短富/M26/新疆野苹果高出了82.70%、19.31%、  37.63%和32.80%；T337自根砧组合的IAA含量均低于M26中间砧组合，在花后30 d和70 d最为显著，其中，‘长富2号/T337的IAA含量分别比‘长富2号/M26/新疆野苹果低了  9.41%和17.22%，‘礼泉短富/T337则分别比‘礼泉短富/M26/新疆野苹果低了12.31%和  10.43%。

由图5可知，不同砧穗组合富士苹果短枝顶芽中ABA的含量均表现为随花后时间的增加而缓慢升高的趋势。同一富士系品种嫁接不同砧木类型，‘长富2号/T337的ABA含量在花后  50 d、70  d和90 d均显著高于M26自根砧组合，分别高出了15.73%、13.81%和12.14%，‘礼泉短富/T337的ABA含量在花后70 d和90 d的ABA含量分别高出M26自根砧组合11.41%和11.82%。而不同砧穗组合富士苹果短枝顶芽中GA3含量的变化随花后时间呈现下降趋势。同一富士系品种嫁接不同砧木类型，在花后30 d到70 d，T337自根砧组合的GA3含量均显著低于M26中间砧组合，到花后70 d以后无显著差异，‘长富2号/T337的GA3含量在花后30 d、50 d和70 d分别低于M26中间砧组合25.81%、  35.76%和20.50%，‘礼泉短富/T337的GA3含量在花后30 d、50 d和70 d分别低于M26中间砧组合24.50%、48.20%和26.35%。

2.3.2 对短枝顶芽激素相关基因表达水平的影响 图6显示，生长素响应因子 MdARF2的表达水平总体上随花后时间的增加逐渐降低，同一富士系品种嫁接不同砧木类型，‘长富2号/T337短枝顶芽中 MdARF2的表达水平在花后30 d到90 d低于M26中间砧组合，‘礼泉短富嫁接两种砧木的 MdARF2的表达水平在花后30 d到90 d也呈现相同的趋势。GA3氧化酶基因（MdGA3ox）的表达水平从花后30 d到90 d总体上呈下降趋势，‘长富2号/T337短枝顶芽中MdGA3ox的表达水平在花后50 d显著低于M26中间砧组合，‘礼泉短富嫁接两种不同砧木的MdGA3ox的表达水平无显著差异。 MdABF3和 MdNCED1的表达水平在花后30 d到90 d呈上升趋势，‘长富2号/T337短枝顶芽中的 MdABF3和 MdNCED1在花后70 d和90 d的表达水平明显高于M26中间砧组合，‘礼泉短富/T337短枝顶芽中的 MdABF3和 MdNCED1在花后70 d的表达水平明显高于M26中间砧组合。

2.4 不同砧木对普通型和短枝型富士系苹果短枝顶芽成花基因表达水平的影响

本研究对控制开花的基因在短枝顶芽中的表达水平进行了测定分析，以更好地了解不同砧木对花芽生理分化期的差异。成花整合子基因MdFT的表达模式与 MdSOC1相似，表达水平均表现为随花后时间的延长而逐渐升高，MdFD也表现出相似的变化趋势。此外，MdLFY和 MdAP1的表达水平从花后30 d到90 d基本呈现上升趋势（图7），在花后70 d略有下降，两种成花负调控基因MdFLC-like和MdSVP的表达水平随花后时间的延长变化不明显。‘长富2号/T337短枝顶芽中MdFT、MdFD和 MdSOC1的表达水平在花后70 d显著高于M26中间砧组合，其他时期无显著差异。同样，T337自根砧组合短枝顶芽中MdLFY和 MdAP1的表达水平在花后50 d、70 d和90 d均高于M26中间砧组合，对于成花抑制基因MdFLC-like和MdSVP，T337自根砧组合短枝顶芽中的表达水平在花后50 d和  70 d均显著低于M26中间砧组合。对于‘礼泉短富，促花基因的表达与‘长富2号的趋势基本一致，而抑花基因MdFLC-like在花后  30 d、70 d和90 d，MdSVP在花后30 d、50 d和  70 d均表现为M26中间砧组合显著高于T337自根砧组合。

3 讨   论

本研究表明，不同富士苹果短枝顶芽的生长均随着花后时间的延长而逐渐增大，到90 d时短枝顶芽的形态已经明显趋于饱满，这预示着混合芽向花芽转变的生理分化过程已基本完成[15]。同一富士系品种嫁接不同砧木类型，T337自根砧当年生短枝顶芽的生长速率明显大于M26中间砧，通过第二年对开花率的统计可以看出，T337自根砧组合的开花率较M26中间砧组合更高。

影响果树成花的因素众多，主要有库源物质的分配和基因的调控等方面，其中果树库源器官或组织中糖类物质的积累情况能够直接反映叶片的光合效率[16]。Alison等[17]认为植物‘源叶片产生的糖信号在成花诱导阶段传递到顶端分生组织，最终诱导形成芽。研究表明，苹果叶片中多种可溶性糖和淀粉的含量随花后时间的推移而产生显著变化[18]。在本研究中，同一接穗嫁接不同砧木的糖含量积累程度不同，并且随着花后时间的推移，不同砧穗组合的单糖和淀粉含量也发生了显著变化，与上述研究结果一致。Shalom等[19]的研究表明，糖类作为能量物质参与了植物的生长发育和开花转化。邢利博等[20]在研究糖代谢对成花的影响时指出，叶片中的蔗糖含量在5-6月处于上升趋势，于6月20日左右达到最高值，之后逐渐下降。在本研究中，不同砧穗组合的蔗糖、山梨醇和总糖含量在花后30 d到70 d一直处于上升阶段，到花后70 d时达到高峰，这与苹果短枝顶芽在5月中旬开始进入生理分化期，到6月20日开始形态分化一致，说明不同砧穗组合叶片的蔗糖积累对苹果花芽分化有重要作用。此外，有研究发现淀粉的动态合成过程涉及植物的成花诱导[21]，本研究结果显示，不同砧穗组合叶片的淀粉含量在花后50 d到90 d均呈上升趋势，表明淀粉的快速积累可能也是花芽孕育的必要条件，同时，本研究还发现，同一富士系品种嫁接不同砧木类型，总体上看，T337自根砧组合的糖含量和淀粉更高，更有利于花芽分化。

糖类物质的代谢不仅能够为花芽转变提供充足的能源物质，而且中间产物也可作为信号转导物质调节植物的花芽分化进程。蔗糖作为植物最重要的光合产物，是糖类的主要暂存形式之一，也是植物体内重要的糖类运输物质，其含量和运输过程对植物的生长发育作用巨大，是植物生理生化代谢过程的重要调节因子[22]。其中蔗糖代谢相关酶在蔗糖的积累和代谢过程中起着非常重要的作用，果树的花芽分化过程与蔗糖代谢的多种酶有关，最为重要的是蔗糖磷酸合成酶（SPS）、蔗糖合成酶（SS）、酸性转化酶（AI）和中性转化酶（NI）等。其中SS与植物生长密切相关，可作为衡量同化产物转化、利用和代谢的重要指标[23]。在蔗糖代谢过程中，SS和SPS催化果糖和6-磷酸果糖转化为蔗糖，AI和NI催化蔗糖分解为果糖和葡萄糖[24]。叶珺琳[25]研究发现芥蓝中熟品种NI的活性从花芽分化前至花芽分化后显著降低。本研究中，SPS从花后30 d开始活性显著增加，SS活性也在50 d后开始增加，而AI和NI显著下降，相应地，蔗糖含量从30 d到70 d显著增加，果糖含量在30 d到50 d也出现不同程度的降低趋势，与上述研究结果一致，说明苹果花芽分化期间，酶的活性与糖含量有着显著的相关性。MdSPS和MdSUSY是苹果蔗糖代谢途径中的两个关键酶基因家族，Baxter等[26]将SPS基因從玉米转移到烟草，发现比野生型开花更早，开花更多，说明SPS基因促进了烟草早花性。蔗糖转运蛋白（SUT）也称蔗糖-H+共转运蛋白，是一种生物膜结合蛋白，具有蔗糖转运能力，广泛存在于植物的各个器官[27-28]。影响蔗糖转运蛋白表达水平的因素众多，包括植物的生长发育水平[29]、蔗糖浓度[30]、光周期[31]以及植物激素[32]等的调节。在笔者的研究中，不同砧穗组合的蔗糖含量以及蔗糖信号在花芽分化过程中均有显著变化，说明糖类物质作为信号分子在植物不同组织间进行传递，诱导花芽孕育起始。本研究发现，同一富士系品种嫁接不同砧木类型，总体上看，T337自根砧组合的糖含量以及SS和SPS活性均普遍高于M26中间砧组合，相关基因 MdSUSY1和MdSPS6的表达水平与酶的活性表现一致，而且蔗糖转运蛋白基因MdSUT1的表达水平在花后30 d到70 d也明显升高，由此可以推测短枝顶芽中的蔗糖也可能大量合成并积累，同时，T337自根砧组合富士系苹果的碳水化合物含量高于M26中间砧组合，更有利于花芽分化。

植物开花的分子基础由内源激素和环境信号所组成的的复杂网络共同调节[33]。激素可以调节植物生命周期的各个阶段，尤其是果树的花芽分化期受激素的调节最为明显，ABA、GA3、IAA和ZR含量的高低以及激素基因的表达水平共同调控着花芽的孕育[34]。ZR是CTK在木质部中运输的主要形式，含量越高越有利于花芽分化[35]。在对大樱桃[36]和刺梨[37]花芽分化的研究中发现，ZR含量在花芽生理分化期逐渐提高，进入形态分化期后呈下降趋势。在本研究中，不同砧穗组合的ZR含量在花后30 d到70 d逐渐增加，到花后70 d开始缓慢下降，前人的研究认为花后30 d到80 d是花芽孕育的关键时期，即花芽生理分化期[38]。本研究也发现在生理分化期的ZR含量较高，与上述研究一致。在葡萄中，未分化期至始原基分化盛期新梢中较高水平的ABA利于形成良好的花芽，在始原始体分化盛期，新梢ABA含量的升高可能有利于促进始原基向花序原基分化[39]。对簕杜鹃[37]和无花果[40]的研究同样表明，随着花芽生理分化的进行，ABA含量也呈现出逐渐上升的趋势。 NCED1是ABA生物合成的关键调节因子，此外，ABF3是ABA信号传导途径中的一个主要转录因子，Xu等[41]的研究表明，ABA含量与NCED的表达水平呈正相关。在苹果中快速诱导 NCED1的表达后，内源ABA含量逐渐增加[42]。本试验中， MdNCED1和 MdABF3的表达水平在花后30 d到90 d总体呈上升趋势，这与ABA含量随花芽分化的进行而逐渐上升表现出一致性。马月萍等[43]的研究表明，在果树中内源激素IAA与GA3的含量越高，越有利于植物细胞的生长，但较低含量则对促进成花有正向作用，同样，李有梅等[38]也认为，在苹果树的花芽生理分化期，较高的内源激素IAA和GA3会抑制花芽的发育。张松文[44]研究认为，在苹果成花诱导期间的GA3含量越低越有利于果树的成花，外源性GA的应用抑制了苹果的开花。Alcazar等[45]报告说，在拟南芥植物中 AtGA3ox3的表达水平与GA3含量呈正相关。本试验中，不同砧穗组合短枝顶芽内IAA的含量均表现为先降低、再升高的趋势。在花后70 d，短枝顶芽内IAA的含量最低，同时生长素响应因子 MdARF2的表达量随花后时间的增加也呈下调趋势。GA3含量在整个花芽分化期呈下降趋势，这与不同砧穗组合富士苹果短枝顶芽中MdGA3ox的表达水平表现出正相关性的研究结果一致，说明在生理分化期IAA和GA3含量的下降有利于苹果由花芽生理分化期向形态分化期转变。

同时，本研究发现，同一富士系品种嫁接不同砧木类型，总体上看，T337自根砧组合的ZR含量在花芽分化期间均显著高于M26中间砧组合，并且在花后70 d到90 d，T337自根砧组合中ABA的含量均显著高于M26中间砧组合，另外， MdNCED1和 MdABF3的表达水平在花后70 d和90 d与ABA含量的变化相似。对于IAA和GA3来说，两种不同富士系品种在花后的4个时期均表现为T337自根砧组合低于M26中间砧组合，同时，不同砧穗组合富士系苹果中T337自根砧组合的MdGA3ox和 MdARF2的表达水平一直低于M26中间砧组合，与激素含量表现出正相关性。杜立言等[46]的研究表明，花芽分化过程不是由单一激素调控的，而是由多种植物内源激素相互作用并共同调控，综合多种植物激素代谢水平的差异，笔者推测对于同一富士系品种，T337自根砧组合比M26中间砧组合更有利于成花。

一般来说，开花植物的营养阶段向生殖阶段的过渡过程涉及许多分子和生理生化活动，大量研究将SVP和FLC确定为开花抑制基因，作用是抑制植物向开花过渡[47-48]，其中SVP是MADS-box家族的重要成员，受温敏、自主调节和赤霉素等多种途径的调控，主要功能是促进植物的营养生长，同时抑制芽向开花过渡[49]。作为关键的促花基因，SOC1和FT也是开花诱导途径的核心基因[50]，其中SOC1的产物可以整合多种信号，如光周期、温度、激素和生命周期等，这些信号由两个对抗性的开花基因CO和FLC共同协调发挥作用[51]。花分生组织基因 AP1受SOC1调控， AP1在叶片和短枝中的表达水平与SOC1相似[52]。在本研究中，同一富士系品种嫁接不同砧木类型，T337自根砧组合富士系品种短枝顶芽中MdFLC-like和MdSVP的表达水平均低于M26中间砧组合，而T337自根砧组合中 MdSOC1、 MdAP1、MdFT等促花基因的表达水平总体上高于M26中间砧组合，因此，笔者推测在富士系品种嫁接不同砧木的条件下，T337自根砧组合较M26中间砧组合更易成花。

4 结  论

同一富士系品种嫁接不同砧木类型，T337自根砧组合较M26中间砧组合有更高的开花率和更饱满的短枝顶芽，在花芽生理分化期，T337自根砧组合糖类物质的合成和积累、蔗糖代谢和激素代谢水平以及成花基因的表达在大部分时期均显著优于M26中间砧组合。总体来看，T337自根砧组合更易成花。

参考文献 Reference：

［1］ 盖亚茹.苹果矮化栽培技术探究[J].智慧农业导刊，2022，   2（2）：36-38.

GAI Y R.Study on apple dwarfing cultivation technology[J].Journal of Smart Agriculture，2022，2（2）：36-38.

[2] 范 露.噴施NAA对‘长富2号苹果花芽发育生理特性及相关基因表达的影响[D].陕西杨凌：西北农林科技大学，2019.

FAN L.Effect of NAA spraying on the physiological characteristics of flower bud development and related gene expression in ‘Nagafu No.2 apple[D].Yangling Shaanxi：Northwest A&F University，2019.

[3] 張亚芹，张娟玲，潘换来，等.浅谈苹果树花芽分化与促花措施[J].果树实用技术与信息，2021（11）：4-5.

ZHANG Y Q，ZHANG J L，PAN H L，et al.Discussion on flower bud differentiation and flower-promoting measures of apple tree[J].Practical Technology and Information of Fruit Trees，2021（11）：4-5.

[4] 曹建华，林位夫，陈俊明.砧木与接穗嫁接亲合力研究综述[J].热带农业科学，2005（4）：68-73.

CAO J H，LIN W F，CHEN J M.Studies of affinity between rootstock and scion[J].Chinese Journal of Tropical Agriculture，2005（4）：68-73.

[5] 姜 林，李 凌，张翠玲，等.国内外苹果新矮化砧作中间砧对红富士树体生长结果的影响[J].北方果树，2000（3）：4-6.

JIANG L，LI L，ZHANG C L，et al.Effects of excellent new domestic and foreign apple dwarf stocks as intermediate stock on the growth and bearing of Fuji[J].Northern Fruits，2000（3）：4-6.

[6] 董然然，安贵阳，赵政阳，等.不同树形矮化自根砧苹果的冠内光照及其生长和产量比较[J].中国农业科学，2013，46（9）：1867-1873.

DONG R R，AN G Y，ZHAO ZH Y，et al.Comparison of light interception ability and growth and yield of different apple tree shapes on dwarf rootstock[J].Scientia Agricultura Sinica，2013，46（9）：1867-1873.

[7] ZUO X，ZHANG D，WANG S，et al.Expression of genes in the potential regulatory pathways  controlling alternate bearing in ‘Fuji（Malus domestica Borkh.） apple trees during flower induction[J].Plant Physiology and Biochemistry，2018，132：579-589.

[8] 高腾腾.多巴胺对苹果丛枝菌根共生的影响研究[D].陕西杨凌：西北农林科技大学，2019.

GAO T T.Effects of dopamine on arbuscular mycorrhizal symbiosis of apple[D].Yangling Shaanxi：Northwest A & F University，2019.

[9] BUYSSE J A N，MERCKX R.An improved colorimetric method to quantify sugar content of plant tissue[J].Journal of Experimental Botany，1993，44（10）：1627-1629.

[10] [ZK（#]CLEGG K M.The application of the anthrone reagent to the estimation of starch in cereals[J].Journal of the Science of Food and Agriculture，1956，7（1）：40-44.

[11] SCHRADER S，SAUTER J J.Seasonal changes of sucrose-phosphate synthase and sucrose synthase activities in poplar wood （Populus× canadensis Moench 'robusta'） and their possible role in carbohydrate metabolism[J].Journal of Plant Physiology，2002，159（8）：833-843.

[12] HUANG Y W，NIE Y X，WAN Y Y，et al.Exogenous glucose regulates activities of antioxidant enzyme，soluble acid invertase and neutral invertase and alleviates dehydration stress of cucumber seedlings[J].Scientia horticulturae，2013，162：20-30.

[13] MA L，ZHANG X，MENG Y，et al.Influence of spraying GA3 and 6-BA on endogenous hormone content and the flowering rate of ‘Fuji apple[J].Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica，2018，52（6）：236-248.

[14] GAMBINO G，PERRONE I，GRIBAUDO I.A rapid and effective method for RNA extraction from different tissues of grapevine and other woody plants[J].Phytochemical Analysis，2008，19（6）：520-525.

[15] FOSTER T，JOHNSTON R，SELEZNYOVA A.A morphological and quantitative characterization of early floral development in apple （Malus×domestica Borkh.）[J].Annals of Botany，2003，92（2）：199-206.

[16] TURNBULL C.Long-distance regulation of flowering time[J].Journal of Experimental Botany，2011，62（13），4399-4413.

[17] ALISON M，SMITH S C Z.Starch degradation[J].Annual Review of Plant Biology，2005，56：73-98.

[18] WNSCHE J N，GREER D H，LAING W A，et al.Physiological and biochemical leaf and tree responses to crop load in apple[J].Tree Physiology，2005.25（10）：1253-1263.

[19] SHALOM L，SAMUELS S，ZUR N，et al.Fruit load induces changes in global gene expression and in abscisic acid （ABA） and indole acetic acid （IAA） homeostasis in citrus buds[J].Journal of Experimental Botany，2014，65（12）：3029-3044

[20] 邢利博，張庆伟，韩明玉，等.PBO对苹果幼树生长、叶片品质及成花的影响[J].西北农林科技大学学报（自然科学版），2013，41（5）：141-148.

XING L B，ZHANG Q W，HAN M Y，et al.Effects of spraying PBO on growth，leaf quality and flower formation of young apple tree[J].Journal of Northwest A&F   University（Natural Science Edition），2013，41（5）：141-148.

[21] PAUL M.Trehalose 6-phosphate[J].Current Opinion in Plant Biology，2007，10（8）：303-309.

[22] ZHANG Q，SONG X，BARTELS D.Sugar metabolism in the desiccation tolerant grass Oropetium thomaeum in response to environmental stresses[J].Plant Science，2018，270（7）：30-36.

[23] LIU L，SHAO T，YANG H，et al.The endogenous plant hormones and ratios regulate sugar and dry matter accumulation in Jerusalem artichoke in salt-soil[J].Science of the Total Environment，2016，57（8）：40-48.

[24] RUAN Y L.Sucrose metabolism：gateway to diverse carbon use and sugar signaling[J].Annual Review of Plant Biology，2014，65（1）：33-67.

[25] 叶珺琳.不同熟性芥蓝品种品质形成及活性氧代谢的研究[D].广州：华南农业大学，2016.

YE J L.Research of quality formation and active oxygen metabolism in different varieties of Chinese kale[D].Guangzhou：South China Agricultural University，2016.

[26] BAXTER C J，FOYER CH，TURNER J，et al.Elevated sucrose-sphosphate synthase activity in transgenic tobacco sustains photosynthesis in older leaves and alters development[J].Journal of Experimental Botany，2003，  54（389）：1813-1820.

[27] GU J，ZENG Z，WANG Y.Transcriptome analysis of carbohydrate metabolism genes and molecular regulation of sucrose transport gene LoSUT on the flowering process of developing oriental hybrid lily ‘Sorbonne  Bulb[J].International Journal of Molecular Sciences，2020，21（9）：3092.

[28] 王 洁，蔡昱萌，张 楠，等.植物蔗糖转运蛋白表达的调控因素与分子机制[J].生物技术通报，2021，37（3）：115-124.

WANG J，CAI Y M，ZHANG N，et al.Regulatory factors and molecular mechanism of sucrose transporters expressions in plant[J].Biotechnology Bulletin，2021，37（3）：115-124.

[29] 张 钊.山梨醇和蔗糖在苹果抵抗干旱胁迫中的作用研究[D].陕西杨凌：西北农林科技大学，2016.

ZHANG ZH.Study on the role of sorbitil/sucrose  inresisting drought stress in apple  leaves[D].Yangling Shaanxi：Northwest A&sF University，2016.

[30] VAUGHN M W，HARRINGTON G N，BUSH D R.Sucrose-mediated transcriptional regulation of sucrose symporter activity in the phloem[J].Proceedings of the National Academy of Sciences，2002，99（16）：10876-10880.

[31] 肖 红，张立军，杜国华，等.发育时期和光诱导对拟南芥AtSUC2基因表达的影响[J].生物技术通报，2011，27（7）：60-64.

XIAO H，ZHANG L J，DU G H，et al.Effect of light induction and developmental stages on expression of AtSUC2  gene in arabidopsis[J].Biotechnology Bulletin，2011，27（7）：60-64.

[32] LEE B R，ISLAM M T，PARK S H.Antagonistic shifting from abscisic acid-to salicylic acid-mediated sucrose accumulation contributes to drought tolerance in Brassica napus[J].Environmental and Experimental Botany，2019，162：38-47.

[33] 樊 勝，张岚清，刘 柯，等.苹果‘长富2号开花调控转录因子基因MdSPL6的克隆及表达分析[J].园艺学报，2016，43（11）：2089-2098.

FAN SH，ZHANG L Q，LIU K，et al.Cloning and expression of the flowering regulation transcription factor geneMdSPL6  in  Malus×domestica[J].Acta Horticulturae Sinica，2016，43（11）：2089-2098.

[34] SHALOM L，SAMUELS S，ZUR N，et al.Fruit load induces changes in global gene expression and in abscisic acid （ABA） and indole acetic acid （IAA） homeostasis in citrus buds[J].Journal of Experimental Botany，2014，65（12）：3029-3044.

[35] 宋 杨，窦连登，张红军.蓝莓不同品种花芽形成过程中内源激素的变化[J].中国南方果树，2014，43（5）：106-108，114.

SONG Y，DOU L D，ZHANG H J.Changes of endogenous hormones during flower bud formation in different blueberry varieties[J].South China Fruits，2014，43（5）：106-108，114.

[36] 王玉华，范崇辉，沈 向，等.大樱桃花芽分化期内源激素含量的变化[J].西北农业学报，2002，11（1）：64-67.

WANG Y H，FAN CH H，SHEN X，et al.Changes in endogenous hormones during the flower bud differentiation of sweet cherry[J].Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica，2002，11（1）：64-67.

[37] 樊卫国，刘国琴，安华明，等.刺梨花芽分化期芽中内源激素和碳、氮营养的含量动态[J].果树学报，2003，20（1）：40-43.

FAN W G，LIU G Q，AN H M，et al.Study on the changes of endogenous hormones，carbohydrate and ni-trogen nutrition at the flower bud differentiation stage of rosa rox-burghii[J].Journal of Fruit Science，2003，20（1）：40-43.

[38] 李有梅，邢利博，张 东，等.喷施IAA抑制富士幼树花芽孕育的机制[J].西北农业学报，2015，24（4）：84-89.

LI Y M，XING L B，ZHANG D，et al.Effect of lAA spraying on floral lnduction in ‘Fuji apple（Malus domestica Borkh）[J].Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica，2015，24（4）：84-89.

[39] 王 博，罗惠格，覃富强，等.葡萄花芽分化研究进展[J].南方农业学报，2022，16（5）：1-14.

WANG B，LUO H G，QIN F Q，et al.Research progresses of grape floral differentiation[J].Journal of Southern Agriculture，2022，16（5）：1-14.

[40] 罗羽洧，解卫华，马 凯.无花果花芽分化与内源激素含量的关系[J].西北植物学报，2007，27（7）：1399-1404.

LUO Y W，XIE W H，MA K.Correlation between endogenous hormones contents and flower bud differentiation stage of Ficuscarica L[J].Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica，2007，27（7）：1399-1404.

[41] XU P P，CAI W M.Functional characterization of the BnNCED3 gene in Brassica napus[J].Plant Science，2017，256：16-24.

[42] KONDO  S.Dehydration tolerance in apple seedlings is affected by an inhibitor of ABA 8′-hydroxylase CYP707A[J].Journal of Plant Physiology，2012，169：234-241.

[43] 马月萍，戴思兰.植物花芽分化机理研究进展[J].分子植物育种，2003，1（4）：539-545.

MA Y P，DAI S L.Flower bud differentiation mechanism of anthophyta[J].Molecular Plant Breeding，2003，1（4）：539-545.

[44] 張松文.富士响应外源GA3和“大小年结果信号”花芽孕育的生理分子机制[D].陕西杨凌：西北农林科技大学，2016.

ZHANG S W.Physiological and molecular resonsesof “Fuji” apple （Malus domestica Borkh.） to GA3 application and alternate bearingsignal during floral bud differentiation[D].Yangling Shaanxi：Northwest A&F University，2016.

[45] ALCAZAR R，GARCIA-MARTINEZ J L，CUEVAS J C，et al.Overexpression of ADC2 in Arabidopsis induces dwarfism and late-flowering through GA deficiency[J].Plant Journal，2005，43：425-436.

[46] 杜立言，俞洁蕾，周春玲.内源激素对木本植物花芽分化影响研究进展[J].青岛农业大学学报（自然科学版），2021，38（2）：79-84.

DU L Y，YU J L，ZHOU CH L.Research progress in the effect of endogenous hormones on flower bud differentiation of woody plants[J].Journal of Qingdao Agricultural University（Natural Science Edition），2021，38（2）：79-84.

[47] FLACHOWSKY H，SZANKOWSKI I，WAIDMANN S，  et al.The MdTFL1  gene of apple （Malus×domestica Borkh.） reduces vegetative growth and generation time[J].Tree Physiology，2012，32 （10）：1288-1301.

[48] KOTODA N，WADA M. MdTFL1，aTFL1-like  gene of apple，retards the transition from the vegetative to reproductive phase in transgenic Arabidopsis.Plant Science，2002，168 （1）：95-104.

[49] WANG D，SHENG ZH，SHAO L，et al.Transcriptome profiling reveals differentially expressed genes associated with wizened flower bud formation in Chinese pear （Pyrus bretschneideri Rehd.）[J].The Journal of Horticultural Science & Biotechnology，2016，91（3）：227-235

[50] LEE J，LEE I.Regulation and function of SOC1，a flowering pathway integrator[J].Journal of Experimental Botany，2010，61（9）：2247-2254.

[51] MOON J，LEE H，KIM M，et al.Analysis of flowering pathway integrators in Arabidopsis[J].Plant and Cell Physiology，2005，46 （2）：292-299

[52] SAVINI G，NERI D，ZUCCONI F，et al.Lateral shoot growth of apple，pear and cherry with selective disbudding on newly planted trees[J].Acta Horticulturae，2007，732（2）：587-592.

Effects of  Different Rootstocks on Flower Bud Differentiation of

Common and Short-branched Fuji Apple

Abstract In this study，the effects of different rootstocks on flower bud differentiation of common and short branch Fuji apples were investigated.Specifically，the T337 rootstock and M26 intermediate rootstock，commonly used in Baoji apple production，were selected for grafting with common Fuji ‘Nagafu No.2 and short branch Fuji ‘Liquan Fuji，respectively.The nutrient uptake and sucrose metabolism of apple leaves，hormone metabolism and flowering gene expression in short shoot apical buds of the four rootstock combinations were comprehensively evaluated the aim was to identify the optimal rootstock type for the Baoji area.The results showed that the T337 rootstock combination exhibited higher flowering rate and fuller spur buds compared with the M26 interstock combination when grafted on different rootstock types of the same Fuji variety.Moreover，during the period of flowering bud physiological differentiation，the T337 rootstock combination demonstrated significantly improved expression of sugar synthesis and accumulation，sucrose metabolism，hormone metabolism，and flowering genes compared to the M26 interstock combination.In conclusion，T337 rootstock is an optimal rootstock type for the Baoji area.

Key words Apple rootstock; Glucose metabolism; Hormone metabolism; Flowering genes