园艺学报 ›› 2023, Vol. 50 ›› Issue (10): 2183-2191.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2022-0771
朱杰, 李潞, 孙明飞, 高美娜, 梁博文, 徐继忠, 李中勇*()
收稿日期:
2023-02-02
修回日期:
2023-07-03
出版日期:
2023-10-25
发布日期:
2023-10-30
通讯作者:
*(E-mail:yylzy2014@163.com)
基金资助:
ZHU Jie, LI Lu, SUN Mingfei, GAO Meina, LIANG Bowen, XU Jizhong, LI Zhongyong*()
Received:
2023-02-02
Revised:
2023-07-03
Published:
2023-10-25
Online:
2023-10-30
Contact:
*(E-mail:yylzy2014@163.com)
摘要:
以嫁接在‘冀砧2号’自根砧上的‘天红1号’(普通型红富士)、‘天红2号’(短枝型红富士)1年生盆栽苹果幼树为试材,以‘冀砧2号’/‘冀砧2号’为对照,研究不同生长类型品种接穗嫁接在‘冀砧2号’自根砧上的根系构型和内源激素含量差异。结果表明,‘天红1号’接穗植株新梢长度、地上部鲜质量、根系鲜质量和根冠比最高。‘天红1号’接穗植株根系活力显著高于‘天红2号’接穗植株和对照植株。‘天红1号’接穗植株根系体积、根尖数最大;对照植株的根系长度、表面积、根平均直径和根分叉数最大。‘天红1号’接穗植株叶片IAA含量,根系IAA、ZR和GA3含量最高。‘天红1号’接穗植株根系MdPIN1a、MdAUX1、MdARF7和MdYUCCA10相对表达量高于对照和‘天红2号’接穗植株。综合研究结果,与短枝型红富士‘天红2号’相比,普通型红富士‘天红1号’嫁接在‘冀砧2号’自根砧上的树体长势旺,根系发达;不同生长类型接穗梢尖产生生长素的多少及向基运输的生理生化机制差异是造成同一自根砧根系构型差异的主要原因,ZR和GA3参与了根系构型的建成。
朱杰, 李潞, 孙明飞, 高美娜, 梁博文, 徐继忠, 李中勇. 普通型与短枝型苹果接穗对嫁接幼树根系构型的影响[J]. 园艺学报, 2023, 50(10): 2183-2191.
ZHU Jie, LI Lu, SUN Mingfei, GAO Meina, LIANG Bowen, XU Jizhong, LI Zhongyong. Effects of Different Growth Type Scions on Root Architecture of Self-rooted Young Apple Trees[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2023, 50(10): 2183-2191.
基因名称Gene name | 基因ID Gene ID | 引物序列Primer sequence |
---|---|---|
Actin | LOC103453508 | F:5′-GGATTTGCTGGTGATGATGCT-3′;R:5′-AGTTGCTCACTATGCCGTGCT-3′ |
PIN1a | LOC103455629 | F:5′-CTCCGTCTCCACTCTGCCTAA-3′;R:5′-AGTCTTGCTCCTCGGTATTCG-3′ |
AUX1 | LOC103437484 | F:5′-ATGGACGACAGGGAGGAC-3′;R:5′-GGAGGAGGAAGAGTCCAC-3′ |
ARF7 | LOC103450396 | F:5′-TCGGCAGAGAAATGATGGGT-3′;R:5′-CCACCTGTTCGCTATGTCCT-3′ |
YUCCA10 | LOC103432493 | F:5′-GAAACAACTGACCCGTAT-3′;R:5′-CTAAGCAGAACCAGCAAA-3′ |
表1 实时荧光定量PCR基因引物序列
Table 1 Primer sequences for the quantification of transcripts by real-time PCR
基因名称Gene name | 基因ID Gene ID | 引物序列Primer sequence |
---|---|---|
Actin | LOC103453508 | F:5′-GGATTTGCTGGTGATGATGCT-3′;R:5′-AGTTGCTCACTATGCCGTGCT-3′ |
PIN1a | LOC103455629 | F:5′-CTCCGTCTCCACTCTGCCTAA-3′;R:5′-AGTCTTGCTCCTCGGTATTCG-3′ |
AUX1 | LOC103437484 | F:5′-ATGGACGACAGGGAGGAC-3′;R:5′-GGAGGAGGAAGAGTCCAC-3′ |
ARF7 | LOC103450396 | F:5′-TCGGCAGAGAAATGATGGGT-3′;R:5′-CCACCTGTTCGCTATGTCCT-3′ |
YUCCA10 | LOC103432493 | F:5′-GAAACAACTGACCCGTAT-3′;R:5′-CTAAGCAGAACCAGCAAA-3′ |
接穗 Scion | 新梢长度/cm Shoot length | 地上部鲜质量/g Fresh weight of aboveground | 根系鲜质量/g Fresh weight of root | 根冠比 Root-shoot ratio |
---|---|---|---|---|
天红2号(短枝型)Tianhong 2(Spur type) | 53.20 ± 6.42 b | 37.47 ± 0.29 c | 19.97 ± 2.93 c | 0.53 ± 0.08 b |
天红1号(普通型)Tianhong 1(Standard type) | 119.40 ± 8.65 a | 123.97 ± 13.51 a | 116.80 ± 13.61 a | 0.96 ± 0.03 a |
冀砧2号(对照)Jizhen 2(Control) | 112.00 ± 2.12 a | 89.20 ± 7.00 b | 54.97 ± 8.25 b | 0.62 ± 0.11 b |
表2 苹果不同生长类型接穗与‘冀砧2号’砧木嫁接对植株生长发育的影响
Table 2 Effects of grafting of different growth types of apple scions and‘Jizhen 2’rootstocks on plant growth and development
接穗 Scion | 新梢长度/cm Shoot length | 地上部鲜质量/g Fresh weight of aboveground | 根系鲜质量/g Fresh weight of root | 根冠比 Root-shoot ratio |
---|---|---|---|---|
天红2号(短枝型)Tianhong 2(Spur type) | 53.20 ± 6.42 b | 37.47 ± 0.29 c | 19.97 ± 2.93 c | 0.53 ± 0.08 b |
天红1号(普通型)Tianhong 1(Standard type) | 119.40 ± 8.65 a | 123.97 ± 13.51 a | 116.80 ± 13.61 a | 0.96 ± 0.03 a |
冀砧2号(对照)Jizhen 2(Control) | 112.00 ± 2.12 a | 89.20 ± 7.00 b | 54.97 ± 8.25 b | 0.62 ± 0.11 b |
接穗 Scion | 长度/cm Length | 表面积/cm2 Surface area | 体积/cm3 Volume | 直径/mm Diameter | 根尖数 Root tips number | 分叉数 Bifurcation number | 分形维数 Fractal dimension |
---|---|---|---|---|---|---|---|
天红2号(短枝型) Tianhong 2(Spur type) | 786.93 ± 92.99 b | 126.49 ± 16.42 b | 2.78 ± 0.74 c | 0.57 ± 0.03 b | 1 707 ± 496 c | 3 501 ± 562 b | 1.67 ± 0.01 b |
天红1号(普通型) Tianhong 1(Standard type) | 2 405.67 ± 31.42 a | 469.60 ± 3.48 a | 13.49 ± 0.13 a | 0.63 ± 0.03 a | 5 998 ± 157 a | 11 951 ± 661 a | 1.78 ± 0.01 a |
冀砧2号(对照) Jizhen 2(Control) | 2 517.07 ± 85.91 a | 479.44 ± 7.42 a | 11.77 ± 0.53 b | 0.67 ± 0.01 a | 4 891 ± 148 b | 13 050 ± 752 a | 1.78 ± 0.01 a |
表3 苹果不同生长类型接穗与‘冀砧2号’砧木嫁接对根系构型的影响
Table 3 Effects of grafting of different growth types of apple scions and‘Jizhen 2’rootstocks on root architecture
接穗 Scion | 长度/cm Length | 表面积/cm2 Surface area | 体积/cm3 Volume | 直径/mm Diameter | 根尖数 Root tips number | 分叉数 Bifurcation number | 分形维数 Fractal dimension |
---|---|---|---|---|---|---|---|
天红2号(短枝型) Tianhong 2(Spur type) | 786.93 ± 92.99 b | 126.49 ± 16.42 b | 2.78 ± 0.74 c | 0.57 ± 0.03 b | 1 707 ± 496 c | 3 501 ± 562 b | 1.67 ± 0.01 b |
天红1号(普通型) Tianhong 1(Standard type) | 2 405.67 ± 31.42 a | 469.60 ± 3.48 a | 13.49 ± 0.13 a | 0.63 ± 0.03 a | 5 998 ± 157 a | 11 951 ± 661 a | 1.78 ± 0.01 a |
冀砧2号(对照) Jizhen 2(Control) | 2 517.07 ± 85.91 a | 479.44 ± 7.42 a | 11.77 ± 0.53 b | 0.67 ± 0.01 a | 4 891 ± 148 b | 13 050 ± 752 a | 1.78 ± 0.01 a |
接穗Scion | 叶片 Leaf | 根系 Root | ||
---|---|---|---|---|
IAA | IAA | ZR | GA3 | |
天红2号(短枝型)Tianhong 2(Spur type) | 57.02 ± 0.69 b | 46.99 ± 0.01 c | 4.61 ± 0.01 c | 32.66 ± 0.03 c |
天红1号(普通型)Tianhong 1(Standard type) | 62.97 ± 0.04 a | 48.98 ± 0.01 a | 6.29 ± 0.01 a | 35.32 ± 0.04 a |
冀砧2号(对照)Jizhen 2(Control) | 62.41 ± 0.02 a | 47.42 ± 0.02 b | 5.72 ± 0.01 b | 33.70 ± 0.04 b |
表4 苹果不同生长类型接穗与‘冀砧2号’砧木嫁接植株叶片及根系的内源激素含量
Table 4 Effects of grafting of different growth types of apple scions and‘Jizhen 2’rootstocks in leaves and roots endogenous hormone content ng · g-1
接穗Scion | 叶片 Leaf | 根系 Root | ||
---|---|---|---|---|
IAA | IAA | ZR | GA3 | |
天红2号(短枝型)Tianhong 2(Spur type) | 57.02 ± 0.69 b | 46.99 ± 0.01 c | 4.61 ± 0.01 c | 32.66 ± 0.03 c |
天红1号(普通型)Tianhong 1(Standard type) | 62.97 ± 0.04 a | 48.98 ± 0.01 a | 6.29 ± 0.01 a | 35.32 ± 0.04 a |
冀砧2号(对照)Jizhen 2(Control) | 62.41 ± 0.02 a | 47.42 ± 0.02 b | 5.72 ± 0.01 b | 33.70 ± 0.04 b |
图2 苹果不同生长类型接穗与‘冀砧2号’砧木嫁接对根系IAAO、POD活性的影响
Fig. 2 Effects of grafting of different growth types of apple scions and‘Jizhen 2’rootstocks on IAAO and POD activities in roots
图3 苹果不同生长类型接穗与‘冀砧2号’砧木嫁接对根系生长素相关基因表达的影响
Fig. 3 Effects of grafting of different growth types of apple scions and‘Jizhen 2’rootstocks on expression of auxin-related genes in roots
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