收稿日期:2015-11-10

基金项目:辽宁省自然科学基金项目(2014027009)作者简介:张淑红(1973-),女,博士,副教授,从事蔬菜栽培与生态研究,E-mail:zhangsh024@163.
com;*通讯作者:聂洪光(1964-),男,高级园艺师,从事蔬菜栽培与生态研究,E-mail:syjihe@sina.
com在设施蔬菜生产中,茄子是重要的蔬菜种类之一,设施条件下的茄子栽培面积逐年增加.

茄子嫁接栽培技术具有防治土传病害(特别是黄萎病)和减轻连作障碍的作用,并且可以促进植株生长发育[1].
目前对于茄子嫁接研究多集中在抗黄萎病,嫁接不同砧木选择,嫁接技术以及嫁接成活率等方面,而对于茄子嫁接愈合过程中重要的相关酶活性变化鲜有报道.
酶是植物基因的直接产物,通过研究愈伤组织中酶活性的变化进行品种选配以及保持接穗优良性状、提高植物体抗性等方面发挥着重要作用,酶对嫁接伤口愈合亦起着重要的作用[2].
早在1996年卢善发等[3]就认为,嫁接口的愈合过程完全不同于自根创伤口愈伤组织愈合的过程,嫁接及创伤处理均可诱导酶产生,但嫁接口过氧化物酶的产生往往早于自根创伤口部位,有的酶带的消失情况也与创伤口不同,茄子嫁接愈合过程中相关酶活性的变化张淑红1,王月1,聂洪光2*,张恩平1,谭福雷1,詹林玉1(1.
沈阳农业大学园艺学院,沈阳110161;2.
辽宁农业博物馆,沈阳110161)摘要:为了明确嫁接处理后茄子嫁接苗和自根创伤苗在愈合过程中的发育差异,确定茄子嫁接愈合的关键时期,在嫁接处理后2~14d对嫁接口和创伤口间隔取样,测量茄子嫁接愈合过程生长量的变化,苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、肉桂醇脱氢酶(CAD)活性以及木质素含量的变化.
结果表明:在嫁接愈合过程中,与对照自根苗创伤口相比,嫁接苗嫁接口PAL活性和POD活性变化幅度较大;总体上嫁接口与创伤口的PPO活性变化波动不大,都呈现先上升后下降的趋势;CAD活性和木质素含量在嫁接口和创伤口的愈合过程中均表现增加趋势,但创伤口增加趋势更明显;嫁接口PPO,POD酶活性均在嫁接后第12天出现峰值,说明对于嫁接口的愈合来说第12天是重要的临界点,嫁接处理后第12天砧木与接穗的对接愈合可能基本完成;嫁接苗的生长速度慢于自根创伤苗,嫁接口愈合速度滞后于创伤口愈合速度6d.
关键词:茄子;嫁接;愈合过程;保护性酶;木质素中图分类号:S641.
4文献标识码:A文章编号:1000-1700(2016)03-0266-05ChangesofRelatedEnzymeActivityduringHealingProcessofGraftedEggplantZHANGShu-hong1,WANGYue1,NIEHong-guang2*,ZHANGEn-ping1,TANFu-lei1,ZHANLin-yu1(1.
CollegeofHorticulture,ShenyangAgriculturalUniversity,Shenyang110161,China;2.
LiaoningAgriculturalMuseum,Shenyang110161,China)Abstract:Thedevelopmentaldifferencesofgraftingunionofeggplantsandhealingwoundofown-rootedinthehealingprocessaftertreatmentwerestudied.
Thekeyperiodgrafthealingandgrafthealingmechanismwereidentified.
Westudiedthechangesofnaturalvegetablesgrowthduringthehealingprocessofgraftedeggplant,aswellastheactivitiesofpjenylalanineammoniaenzyme(PAL),polyphenoloxidase(PPO),peroxidase(POD),cinnamylalcoholdehydrogenase(CAD)andcontentoflignin.
Thetestmaterialsweresampledwithan2-dayintervalafter2-14dayoftreatment.
TheresultsindicatedthattheactivitiesofPALandPODhadlargevariationsduringhealingprocesscomparedwithhealingwound.
Ingeneral,theactivityofPPOofgraftingunionofeggplantsandhealingwoundofown-rootedtreesshowedalittlechange,andbothappearedfistrisingthendeclining.
TheactivityofCADandcontentofligninofthegraftingunionofeggplantsandhealingwoundofown-rootedtreesbothperformedrisingtendencyinthehealingprocess,buthealingwoundwasmoredramatic.
TheactivitiesofPPO,PODappearedapeakafter12daysofgrafting,whichillustratedthatthe12dayswerethecriticalpointfortheunionofgrafting,androotstockandscionbasicallycompletedhealinginthe12days.
Thegrowthrateofgratedseedlingswasslowerthanthatofown-rootedtreeswithhealingwound,andtheformerwasdelayed6daysthanthelater.
Keywords:eggplant;grafting;healingprocess;protectiveenzyme;lignin沈阳农业大学学报,2016,47(3):266-270JournalofShenyangAgriculturalUniversity张淑红,王月,聂洪光,等.
茄子嫁接愈合过程中相关酶活性的变化[J].
沈阳农业大学学报,2016,47(3):266-270.
http://www.
syauxb.
comDOI:10.
3969/j.
issn.
1000-1700.
2016.
03.
002张淑红等:茄子嫁接愈合过程中相关酶活性的变化第3期--导致愈合速度不同.
MOORE[4]认为,嫁接愈合过程与愈伤组织和细胞壁形成的前体物质的聚合有关,即与各种酶类有关.
冯金玲等研究[5]表明,油茶苗嫁接口苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性极显著低于实生苗创伤口,保护性酶与嫁接愈伤口成正相关性,而一些酶呈负相关性,这些酶的活性可以作为嫁接愈伤组织亲和性的指标,并测得嫁接口酶类活性变化的拐点数量和所处时间与自根创伤口明显不同.
大量研究表明砧木与接穗内部各种酶类含量与嫁接成活率有关,史俊燕等[6]认为苯丙氨酸解氨酶活性与成活率的关系成负相关.
但郭大勇等[7]却认为与嫁接成活率成负相关的不是酶类物质的含量,而是其含量差异的绝对值.

周宝利等[8]研究表明,嫁接茄子植株与自根茄子相比过氧化酶(POD)和苯丙氨酸裂解酶的活性提高,并保持较高的活性水平.
于文进等[9],史跃林等[10]研究表明,在胁迫条件下,黄瓜、苦瓜、茄子嫁接苗多酚氧化酶(PPO)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶的活性均大于自根苗.
本试验针对嫁接茄子苗苗期进行研究,探讨嫁接茄子愈合过程中嫁接口与自根创伤口生长量、相关酶类活性、木质素含量的变化,以期了解茄子嫁接愈合过程中的内部组织机理,判断嫁接愈合的关键时期,并为今后深入研究茄子嫁接愈合机理,提高嫁接苗的成活率提供理论基础.

1材料与方法1.
1材料2014年7~10月试验在沈阳农业大学园艺学院实践教学基地5号日光温室内进行.
供试砧木为茄子的野生品种托鲁巴姆(SolanumtorvumSwartz),接穗为紫丽人.
1.
2方法试验采用完全随机区组设计,共设嫁接苗嫁接口和自根苗创伤口2个处理,3次重复.
7月18日播种砧木,8月12日播种接穗,当砧木幼苗长至4~5片真叶时采用劈接法进行嫁接.
自根苗(CK)处理方法与嫁接苗相同.
每次取长势相近的5株苗进行生长量测定.
取长势健壮的嫁接苗嫁接口处和自根苗创伤口处长约1.
5cm茎段,去离子水冲洗,吸水纸擦干,剪碎,迅速放入液氮冷冻,保存于-80℃超低温冰箱中备用.

1.
2.
1植株生长量的测定随机选取处理后2,4,6,8,10,12,14d的嫁接苗植株和自根创伤苗各5株,测定植株茎粗、地上及地下部分干重和鲜重.
1.
2.
2酶活性测定准确取1g待测样品→放入预冷研钵→加入4mL0.
1mol·L-1,pH值为8.
8的硼酸钠缓冲液(内含有5mmol·L-1巯基乙醇,lmmol·L-1EDTA-Na2)和0.
1g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)→加入适量石英砂→冰浴研磨→转5mL离心管→4℃、10000g离心20min→上清液即为PAL、POD、PPO活性测定的粗酶提取液样品,将其保存在4℃冰箱中待测.
苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性采用紫外分光光度法测定[11];过氧化物酶(POD)活性采用愈创木酚法测定[12];多酚氧化酶(PPO)活性采用邻苯二酚氧化法测定[13].
参照GOFFNER等[14]的测定方法并略做改进测定肉桂醇脱氢酶(CAD)活性.
准确取1g待测样品,于研磨钵中冰浴研磨后,倒入1.
5mL离心管中,加入1mL事先预冷的0.
1mmol·L-1pH值为6.
25的PBS(含巯基乙醇15mmol·L-1,2%PE,0.
1gPVPP),涡旋5min,18000g4℃离心20min,上清液即为粗酶提取液.
取200μL酶粗提液加800μL反应液(含10mmol·L-1NADP,5mmol·L-1反式肉桂酸),对照为200μLPBS加800μL反应液,37℃水浴30min,1mol·L-1盐酸终止反应,340nm测定吸光值,即为酶活性.
1.
2.
3木质素含量的测定参照SANCHO等[15]的半定量法,精确取0.
5g待测样品于沸水中冲洗,液氮研磨后加去离子水离心,以无水乙醇冲洗沉淀,将沉淀溶解于5.
0mLHCl/乙醇溶液(v/v=1:4)中2.
5h,期间涡旋数次,加入50μL含20%间苯三酚的盐酸溶液,30min后离心取上清,测定540nm处的吸光值,以不加植物材料的反应液为空白,吸光值表示木质素类物质的含量.
试验所得数据结果采用MicrosoftExcel软件处理和绘图,采用DPS软件进行差异显著性分析.
2结果与分析2.
1嫁接茄子愈合过程中植株的生长量变化由表1可知,嫁接苗茎粗在处理后2~8d逐渐增加,但之后茎粗减小,至处理后14d茎粗又恢复到处理后8d的水平;处理后2~8d自根创伤苗茎粗变化不大,之后茎粗逐渐增加,但处理后14d茎粗小于嫁接苗.
嫁接苗和自根创伤苗处理后8d地上部鲜重最小,之后都逐渐增加,处理后14d嫁接苗地上部鲜重大于自根创伤苗.
267第47卷沈阳农业大学学报--处理后2~8d嫁接苗和和自根创伤苗的地上部干重变化不大,保持较低水平,之后逐渐增加,至处理后14d嫁接苗地上部干重大于自根创伤苗.
处理后嫁接苗和自根创伤苗地下部鲜重和地下部干重都逐渐增加,嫁接苗地下部鲜重和地下部干重均大于自根创伤苗.
表1嫁接茄子愈合过程中嫁接苗与自根创伤苗生长量的变化Table1Changesofthegrowthduringthegraftedhealingprocessofrootseedlingandgraftingseedlingofeggplant处理后天数/dDaysaftertreatment2468101214嫁接苗Graftedseedling0.
45b0.
43c0.
49b0.
51a0.
44b0.
47b0.
52a自根创伤苗Rootwoundedseedling0.
43b0.
42b0.
42b0.
41b0.
47b0.
49a0.
50a嫁接苗Graftedseedling2.
67bc2.
72b2.
73b2.
59c2.
88b3.
04a3.
16a自根创伤苗Rootwoundedseedling2.
30b2.
41ab2.
02c1.
47d2.
17c2.
44ab2.
77a嫁接苗Graftedseedling0.
28d0.
29cd0.
28d0.
29cd0.
32c0.
39ab0.
42a自根创伤苗Rootwoundedseedling0.
24c0.
30b0.
22c0.
23c0.
30b0.
32b0.
40a嫁接苗Graftedseedling3.
05d3.
37c3.
75b3.
97b3.
98bc4.
28b4.
60a自根创伤苗Rootwoundedseedling1.
60e1.
63de1.
48d1.
80c2.
04b2.
23ab2.
40a嫁接苗Graftedseedling0.
30d0.
34c0.
35c0.
37ab0.
36c0.
39a0.
40a自根创伤苗Rootwoundedseedling0.
15b0.
14b0.
14b0.
15b0.
13b0.
17b0.
28a茎粗/cmStemdiameter地上部鲜重/gShootfreshweight地上部干重/gShootdryweight地下部鲜重/gRootfreshweight地下部干重/gRootdryweight注:同列数据后不同小写字母表示差异显著(p<0.
05),下同.
Note:Differentlowercaselettersinthesamecolumnindicatesignificantdifference(p<0.
05),thesamebelow.
2.
2嫁接茄子愈合过程中相关酶活性变化2.
2.
1苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性变化由图1可知,在嫁接愈合过程中,嫁接苗嫁接口PAL活性在嫁接处理后2~4d升高,随后下降,在处理后6d呈现最低值,处理后6~14d呈现逐渐上升的趋势.
嫁接口PAL活性在处理14d出现最高值(340U·g-1·h-1FW),嫁接处理后6d呈现最低值(48U·g-1·h-1FW),最高值是最低值值的7.
08倍.
自根苗创伤口PAL活性在处理后2~8d逐渐下降到最低值(124U·g-1·h-1FW),随后随着创伤口的愈合逐渐上升,最高值是最低值的2.
55倍,说明嫁接口PAL活性变化比创伤口变化剧烈.
总体上嫁接口PAL活性一直低于创伤口,表明嫁接口的木质化程度没有创伤口的高.
2.
2.
2多酚氧化酶(PPO)活性变化由图2可知,在嫁接愈合中,总体上嫁接苗嫁接口与自根苗创伤口的PPO活性变化波动不大,都呈先上升后下降的趋势,处理后的前8d创伤口PPO活性比嫁接口高,在处理后10d开始,嫁接口PPO活性比创伤口高,可能是由于处理后10d创伤口愈伤组织形成基本稳定.
图1嫁接体愈合过程中PAL活性变化Figure1ChangesofPALactivitiesduringthegraftedhealingprocess图2嫁接体愈合过程中PPO活性变化Figure2ChangesofPPOactivitiesduringthegraftedhealingprocess2.
2.
3过氧化物酶(POD)活性变化由图3可知,在处理后的前6d,嫁接苗嫁接口和自根苗创伤口的POD酶活性变化类似,均呈上升趋势.
之后嫁接口POD活性开始显著升高,并且一直高于创伤口,处理后12d达最高值,随后下降.
可能原因是POD参加木质化程度不同,嫁接苗在嫁接后12d基本愈合,木质化程度最大,POD活性达最高值.
而创伤口POD活性在处理后6d就达最高值,此时木质化达到顶峰,说明自根苗比嫁接苗愈合快.
268张淑红等:茄子嫁接愈合过程中相关酶活性的变化第3期--2.
2.
4肉桂醇脱氢酶(CAD)活性变化由图4可知,嫁接苗嫁接口和自根苗创伤口在愈合过程中CAD活性变化相似,均持续升高,并且自根苗创伤口CAD活性一直高于嫁接苗嫁接口CAD活性.
图3嫁接体愈合过程中POD活性变化Figure3ChangesofPODactivitiesduringthegraftedhealingprocess图4嫁接体愈合过程中CAD活性变化Figure4ChangesofCADactivitiesduringthegraftedhealingprocess2.
3嫁接茄子愈合过程中木质素含量变化由图5可知,在嫁接愈合过程中,嫁接苗嫁接口与自根苗创伤口的木质素含量都呈现逐渐上升的趋势,创伤口的木质素含量一直比嫁接口木质素含量高.
嫁接口在处理后4~6d木质素合成速度显著加快,其余时间平稳上升.
而创伤口的木质素含量在愈合整个过程中增加幅度明显的大于嫁接口,说明创伤口的愈合速度比嫁接口的愈合速度要快.
3讨论与结论嫁接体愈合实际就是砧木与接穗间的细胞形成愈伤组织、再分化、形成新的形成层、最后分化成新维管组织,合成一个新植株体[16].
在这个动态变化过程中植株生长量和各生理生化指标都会发生一系列的变化.
PAL是嫁接体组织发育和功能重建的重要指标[17].
本试验结果发现:PAL活性基本随着嫁接时间延长而上升,嫁接口PAL活性变化比创伤口激烈,并比创伤口PAL活性较低,表明创伤口随着处理后时间的延长木质化程度比嫁接口高,这种差异可能与砧穗亲和性不同有关.
PPO主要在嫁接愈合初期发挥作用,其将砧木与接穗接合部酚类物质氧化成活性醌,醌聚集产生黑色和褐色物质,从而形成隔离层[18].
PPO在细胞暴露于空气中时与酚类底物发生反应,积极参与木质素的合成途径[19].
隔离层的形成能保护伤口,防止水分蒸发,保证湿度,促进愈合.
本试验中嫁接口PPO活性在处理后12d内一直增加,到处理后12d达到最大值,表示在嫁接后12d形成了足够的隔离层保护嫁接口,随后降低,有利与提高愈合速度与成活率.

创伤口PPO活性处理后6d达到最高值,说明创伤口在处理后6d形成足够隔离层,快于嫁接口的愈合.
这与前人对无刺花椒嫁接愈合PPO活性的研究结果相似[20],其研究结果显示PPO活性先增加后降低在嫁接后14d达最高值,本研究结果天数有所提前,原因可能是随着处理后木质化的增强,相比于木本植物,茄子所需愈合周期较短.

在本试验中嫁接口PAL和PPO活性都有上升的过程,与前人对西瓜和梨研究结果基本一致[20-21].
嫁接初期,由于嫁接刀口破坏了膜结构,活性氧增加,为了维护膜的结构和功能,重要的保护性酶POD活性逐渐增加,随着嫁接口的愈合,膜结构恢复,其活性逐渐降低[22].
本试验中嫁接口POD活性在处理12d后达到最高,随后降低,这与卢善发在研究番茄与茄子嫁接与创伤处理时POD活性最高时期基本相近[22].
创伤口POD活性处理后6d达到最高,随后变化相对平稳,进一步说明自根苗创伤口比嫁接口的愈合速度要快.
杨冬冬等[23]对西瓜嫁接体研究结果显示,POD活性的增加和木质素的合成是相关的,可以判断本试验结果中处理后嫁接口和创伤口POD活性大幅度增加可能是参与细胞中大量的木质化反应的,表明接合部中POD活性的增加可促进接合部的愈合.
苏媛等[24]图5嫁接体愈合过程中木质素含量变化Figure5Changesoflignincontentsduringthegraftedhealingprocess269第47卷沈阳农业大学学报--以番茄和黄瓜为研究对象的结果均表明,嫁接后愈合过程中POD活性呈现先上升、后下降的趋势,与本试验的研究结果相一致.
CAD是影响木质素合成的关键酶[25],CAD只存在于木质素合成途径中,更能准确的说明木质素代谢的情况,在本试验中嫁接口和创伤口CAD活性的变化规律与木质素的变化规律相似,均呈现逐渐增加的趋势,也证明了此观点的正确性.
本试验发现嫁接口和创伤口的木质素含量变化趋势一致,随着处理时间延长一直增加,说明处理部位在持续进行着大量的木质化反应,合成木质素,其沉积在细胞壁,为木质部和韧皮部的形成与分化提供物质基础.
在愈合过程中创伤口的木质素含量变化比嫁接口激烈,并且含量一直高于嫁接口,结合参与木质素合成的PAL、PPO、POD、CAD的活性变化,可以认为木质素含量可能在一定程度上反映了嫁接后维管束组织的重建能力,并且自根创伤苗的亲和性更高,愈合速度更快.

PAL、PPO、POD、CAD以及木质素含量在嫁接口和创伤口的变化明显不同,可以肯定嫁接苗嫁接口的愈合过程不同于自根苗创伤口的愈合过程.
嫁接口的PAL活性,CAD活性以及木质素的含量在处理后14d内一直低于创伤口,自根苗创伤口比嫁接口木质素含量高,利于伤口愈合.
嫁接口PPO、POD活性均在处理后12d出现峰值,证明处理后12d是重要的临界点,处理后12d砧木与接穗的对接愈合基本完成.
创伤口POD、PPO、木质素含量均在处理后6d达到最高值,证明创伤口在处理后6d就已经基本愈合,比嫁接口提早愈合6d.
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