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摘要：以山定子为基砧，辽砧2号、GM256和77-34为中间砧，嫁接岳冠品种为试验材料，研究在干湿交替胁迫处理下，不同中间砧对岳冠叶片光合特性及叶绿素荧光特性的影响。结果表明，随着干湿交替次数的增加，各砧穗组合叶片的叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素a b含量、净光合速率下降，胞间CO2浓度上升，且各组合叶绿素荧光参数中Fo、WK和VJ逐渐增加，其余荧光参数逐渐降低，导致叶片PSⅡ和PSⅠ活性下降。其中，岳冠/山定子组合破坏最轻，其次是77-34组合，辽砧2号组合破坏最重。说明随着干湿交替次数增加，各砧穗组合叶片光合特性受到抑制，其中岳冠/山定子和77-34组合的抗旱性优于其他组合，这应该与其光合性能高、荧光性能保护机制启动早有关。
关键词：岳冠苹果;干旱胁迫;中间砧;光合特性;荧光特性
中图分类号：S661.101 文献标志码： A文章编号：1002-1302（2021）02-0108-07
收稿日期：2018-12-26
基金项目：国家现代农业产业技术体系建设专项资金（编号：CARS-28）;科技特派行动专项计划（编号：2020JH5/10400062）;辽宁省科学事业公益研究基金（编号：GY-2017-0043）;辽宁省果树产业技术体系项目（编号：LNGSCYTX-13/14-3）;辽宁省中央引导地方科技发展专项-地方科技创新项目示范（编号：2016-2018）。
作者简介：里程辉（1984—），男，辽宁海城人，硕士，副研究员，主要从事果树栽培与生理研究。E-mail：lnlichenghui@163.com。
通信作者：于年文，硕士，研究员，主要从事果树栽培与生理研究。E-mail：lgynw@163.com。
我国大多数果园立地条件较差，干旱是限制其高产优质的重要因子之一[1]。嫁接对树体产生影响，并且不同砧穗组合间的抗旱性存在着差异[2]。近几年，苹果的矮化密植栽培方式因其产量高、品质优、早果早产、生产管理方便等优点，已成为我国苹果产业的发展方向和趋势[3]。岳冠（寒富×岳帅）是由辽宁省果树科学研究所杂交选育的苹果新品种，该品种在冷凉地区发展比寒富更有优势[4]。在冷凉地区的苹果栽培生产中，常用的中间砧砧木包括GM256（红海棠×M9）、辽砧2号（助列涅特×M9）和77-34（M9×小黄海棠）等，其中辽砧2号和77-34是辽宁省果树科学研究所自主选育的砧木品种，且3种砧木与岳冠嫁接后亲和性良好。
随着光合作用的深入研究，利用叶绿素荧光动力学方法可以快速、灵敏、无损伤地研究和探测各种逆境对植物光合生理的影響[5]，能够提供植物光合器官结构和功能的丰富信息[6]，特别是快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析方法的出现，能够快速、无损地分析逆境胁迫下PSⅡ反应中心能量捕获及PSⅡ供体侧和受体侧电子传递变化[7]。前人利用该技术已在果树、蔬菜、玉米等多种逆境上进行研究，并取得了一定结果[8-13]。但对果树干旱研究中，大多集中对果树干旱程度的研究[8，10]，而对果树反复干旱的研究未见报道。因此，针对辽宁地区近几年在果树生长季出现反复干旱的气候条件，研究反复干湿交替下不同砧穗组合对岳冠苹果的作用机制至关重要。本试验对干湿交替条件下，不同中间砧对岳冠盆栽树叶片光合特性、快速叶绿素荧光诱导动力学参数及动力学曲线（OJIP）进行分析，同时对部分光系统Ⅰ（PSⅠ）的关键参数进行探讨，旨在全面反映在干湿交替胁迫条件下各砧穗组合对岳冠光合性能的影响，筛选适宜干旱地区栽培的砧穗组合，以期为生产提供理论依据。
1材料与方法
1.1试材与处理
试验于2016年3—7月在沈阳农业大学果树栽培与生理生态试验基地（123°341′E，41°491′N）进行。供试的盆栽苗接穗品种为岳冠，基砧为2a生山定子（Malus baccata），中间砧分别为辽砧2号（引自辽宁省果树科学研究所）、GM256（引自吉林省农业科学院果树研究所）和77-34（引自辽宁省果树科学研究所），基砧接口粗度1.5 cm左右，嫁接高度为10 cm，中间砧段长25 cm，2016年3月20日采用舌接方式进行嫁接，包括岳冠/辽砧2号/山定子（YG/L2/Mb）、岳冠/GM256/山定子（YG/GM256/Mb）、岳冠/77-34/山定子（YG/77-34/Mb）和岳冠/山定子（YG/Mb）4种砧穗组合;嫁接后在温室内进行常规管理，管理水平一致。
试验用盆采用口径30 cm、高30 cm的异形耐老化塑料营养钵;营养土为园土棕壤，质地为粘壤土，有机质含量14.25 g/kg，碱解氮含量78.39 mg/kg，速效磷含量25.82 mg/kg，速效钾含量178.21 mg/kg，pH值6.8。
从2016年6月10日（新稍约60 cm）开始，每种砧穗组合选择长势一致的盆栽苗30株进行处理，处理前进行一次性充分灌水，即所需水量为土壤水分饱和状态的持水量。用称重法控制盆土含水量。设置中度干旱胁迫处理，土壤含水量为田间持水量的35%～40%。
当土壤含水量达到处理指标后，进行叶片光合参数和叶绿素荧光参数测定，然后立即充分灌水，灌水后3 d再次测定，反复进行干湿交替3次。测定位置在中心干延长头当年新稍第6～8张成熟无病虫叶，测定后将叶片带回实验室，清洗并用吸水纸吸干，用于叶绿素含量的测定。6次生物学重复。
1.2叶片光合参数的测定方法
叶片叶绿素含量测定参考李合生的方法[14]。光合参数采用英国PP-system公司的CIRAS-Ⅱ型便携式光合系统在上午09：00—11：00时进行测定。测定时LED光源设为1 200 lx，光合有效辐射（PAR）、大气温度（Ta）、叶温（TL）、水汽压（Vp）、相对湿度（RH）、大气CO2浓度（Ca）等参数均采用仪器自控系统控制;根据WUE=Pn/Tr计算水分利用效率，其中Pn为净光合速率，Tr为蒸腾速率。 1.3叶片叶绿素荧光参数的测定方法
采用英国Hansatech公司生产的M-PEA多功能植物效率仪进行叶绿素荧光参数及快速叶绿素荧光诱导动力学曲线（OJIP）的测定，测定前叶片充分暗适应25 min，重复10次。所得荧光参数如下：暗适应后的初始（最小）荧光强度（Fo）;最大荧光强度（Fm）;最大光化学效率Fv/Fm;PSⅡ的潜在活性Fv/Fo;照光2 ms时的荧光强度（FJ）;照光30 ms时的荧光强度（FI）;照光t时间的可变荧光强度Vt=（Ft-Fo）/（Fm-Fo）;K点的相对可变荧光WK;J相相对可变荧光VJ;单位面积吸收的光能ABS/CSm=Fm;单位面积捕获的光能TRo/CSm;单位面积电子传递的量子产额ETo/CSm;单位面积内反应中心的数量RC/CSm;以吸收光能为基础的性能指数PIabs;综合性能指数PItotal等。
利用Microsoft Excel 2010和SPSS 17.0对数据进行统计分析。
2结果与分析
2.1干湿交替下不同砧穗组合对叶片叶绿素含量的影响
从图1可以看出，随着干湿交替次数增加，4种砧穗组合的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a b的变化趋势一致，呈低—高—低—高—低—高的变化趋势，并且随着干旱处理次数的增加，各组合的叶绿素含量显著降低，除R1外，其他处理中，YG/Mb和YG/77-34/Mb组合的叶绿素含量显著高于其他2种组合;R1后，YG/Mb叶绿素含量显著高于其他3种组合;R2后，与R1相比，YG/77-34/Mb有明显的提高，其他组合无明显变化，到R3后，与R1和R2相比，各组合显著降低，YG/Mb和YG/77-34/Mb显著高于其他2种组合，由高到低依次为YG/Mb>YG/77-34/Mb>YG/GM256/Mb>YG/L2/Mb。
2.2干湿交替下不同砧穗组合对叶片光合特性的影响
由图2-A可以看出，各组合岳冠的Pn对干湿交替的响应程度不同，总体看经过3次干湿交替处理后，各组合的Pn呈现低—高—低—高—低—高的变化趋势，并且随着干旱处理次数的增加，各组合的Pn显著降低，YG/Mb和YG/77-34/Mb在整个处理中几乎显著高于其他2种组合;R1后，YG/Mb显著高于其他3种组合;R2后，与R1相比，YG/77-34/Mb 有明显的提高，其他组合无明显变化，并且YG/77-34/Mb、YG/Mb显著高于其他2种组合;到R3后，与R1和R2相比，各组合显著降低，YG/Mb和YG/77-34/Mb显著高于其他2种组合，由高到低依次为YG/Mb>YG/77-34/Mb>YG/GM256/Mb>YG/L2/Mb。各组合的Gs和Tr在不同干湿交替条件下变化趋势与Pn相同（图2-B、图2-C），也呈低—高—低—高—低—高的变化趋势，且Gs在3次干旱处理时仅为50 mmol/（m2·s）左右，顯著低于3次恢复灌水后的值;在R3后，各组合的Gs和Tr均以YG/Mb和YG/77-34/Mb较高，二者显著高于其他2种组合，但二者差异不显著，其他2种组合间，也均以YG/L2/Mb最低。各组合的Ci变化趋势与前三者不同（图2-D），随着干旱次数的增加，呈逐渐上升趋势，在D3和R3后，各组合间无显著差异。
2.3干湿交替下不同砧穗组合对叶片叶绿素荧光参数的影响
2.3.1干湿交替下不同砧穗组合对叶片Fo、Fv/Fm和Fv/Fo的影响从图3-A可以看出，经过3次干湿交替处理后，各组合叶片的PSⅡ反应中心受到不同程度的破坏或失活，导致Fo增加;总体看各组合的Fo随着干旱和恢复灌水次数的增加逐渐升高，且差异明显，说明PSⅡ反应中心遭到破坏程度加重;在每次干湿交替处理中，YG/Mb的Fo均处于较低水平，说明遭到破坏程度最低;R3后，各组合由低到高依次为YG/Mb 各组合Fv/Fm和Fv/Fo的变化趋势与Fo相反（图3-B、图3-C），随着干旱和恢复灌水次数的增加而逐渐降低，且差异明显，说明各组合的叶片PSⅡ活性中心受损，光合作用原初反应过程受抑制;在每次干湿交替处理中，YG/Mb受到抑制程度最低;R3后，YG/Mb和YG/77-34/Mb的Fv/Fm和Fv/Fo较高，明显高于其他2种组合，说明受抑制程度较低，YG/L2/Mb受抑制程度最高。
2.3.2干湿交替下不同砧穗组合对叶片WK、VJ、PIabs和PItotal的影响从图4-A、图5-B可以看出，各组合WK和VJ值随着干旱和恢复灌水处理次数的增加而升高;并且WK值在D2时比D1明显提高，D3时继续升高，但与D2差异不明显，VJ值在D2升高，但与D1差异不明显，D3时继续升高，明显高于D1和D2;在R3后，WK值依次为YG/Mb 从图4-C、图4-D可以看出，各组合的PIabs和PItotal值与WK和VJ值的变化趋势相反，随着干旱和恢复灌水处理次数的增加而降低;并且在整个干湿交替过程中，YG/Mb一直最高，YG/L2/Mb最低;在R3后，二者排序依次为YG/Mb
关键词：岳冠苹果;干旱胁迫;中间砧;光合特性;荧光特性
中图分类号：S661.101 文献标志码： A文章编号：1002-1302（2021）02-0108-07
收稿日期：2018-12-26
基金项目：国家现代农业产业技术体系建设专项资金（编号：CARS-28）;科技特派行动专项计划（编号：2020JH5/10400062）;辽宁省科学事业公益研究基金（编号：GY-2017-0043）;辽宁省果树产业技术体系项目（编号：LNGSCYTX-13/14-3）;辽宁省中央引导地方科技发展专项-地方科技创新项目示范（编号：2016-2018）。
作者简介：里程辉（1984—），男，辽宁海城人，硕士，副研究员，主要从事果树栽培与生理研究。E-mail：lnlichenghui@163.com。
通信作者：于年文，硕士，研究员，主要从事果树栽培与生理研究。E-mail：lgynw@163.com。
我国大多数果园立地条件较差，干旱是限制其高产优质的重要因子之一[1]。嫁接对树体产生影响，并且不同砧穗组合间的抗旱性存在着差异[2]。近几年，苹果的矮化密植栽培方式因其产量高、品质优、早果早产、生产管理方便等优点，已成为我国苹果产业的发展方向和趋势[3]。岳冠（寒富×岳帅）是由辽宁省果树科学研究所杂交选育的苹果新品种，该品种在冷凉地区发展比寒富更有优势[4]。在冷凉地区的苹果栽培生产中，常用的中间砧砧木包括GM256（红海棠×M9）、辽砧2号（助列涅特×M9）和77-34（M9×小黄海棠）等，其中辽砧2号和77-34是辽宁省果树科学研究所自主选育的砧木品种，且3种砧木与岳冠嫁接后亲和性良好。
随着光合作用的深入研究，利用叶绿素荧光动力学方法可以快速、灵敏、无损伤地研究和探测各种逆境对植物光合生理的影響[5]，能够提供植物光合器官结构和功能的丰富信息[6]，特别是快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析方法的出现，能够快速、无损地分析逆境胁迫下PSⅡ反应中心能量捕获及PSⅡ供体侧和受体侧电子传递变化[7]。前人利用该技术已在果树、蔬菜、玉米等多种逆境上进行研究，并取得了一定结果[8-13]。但对果树干旱研究中，大多集中对果树干旱程度的研究[8，10]，而对果树反复干旱的研究未见报道。因此，针对辽宁地区近几年在果树生长季出现反复干旱的气候条件，研究反复干湿交替下不同砧穗组合对岳冠苹果的作用机制至关重要。本试验对干湿交替条件下，不同中间砧对岳冠盆栽树叶片光合特性、快速叶绿素荧光诱导动力学参数及动力学曲线（OJIP）进行分析，同时对部分光系统Ⅰ（PSⅠ）的关键参数进行探讨，旨在全面反映在干湿交替胁迫条件下各砧穗组合对岳冠光合性能的影响，筛选适宜干旱地区栽培的砧穗组合，以期为生产提供理论依据。
1材料与方法
1.1试材与处理
试验于2016年3—7月在沈阳农业大学果树栽培与生理生态试验基地（123°341′E，41°491′N）进行。供试的盆栽苗接穗品种为岳冠，基砧为2a生山定子（Malus baccata），中间砧分别为辽砧2号（引自辽宁省果树科学研究所）、GM256（引自吉林省农业科学院果树研究所）和77-34（引自辽宁省果树科学研究所），基砧接口粗度1.5 cm左右，嫁接高度为10 cm，中间砧段长25 cm，2016年3月20日采用舌接方式进行嫁接，包括岳冠/辽砧2号/山定子（YG/L2/Mb）、岳冠/GM256/山定子（YG/GM256/Mb）、岳冠/77-34/山定子（YG/77-34/Mb）和岳冠/山定子（YG/Mb）4种砧穗组合;嫁接后在温室内进行常规管理，管理水平一致。
试验用盆采用口径30 cm、高30 cm的异形耐老化塑料营养钵;营养土为园土棕壤，质地为粘壤土，有机质含量14.25 g/kg，碱解氮含量78.39 mg/kg，速效磷含量25.82 mg/kg，速效钾含量178.21 mg/kg，pH值6.8。
从2016年6月10日（新稍约60 cm）开始，每种砧穗组合选择长势一致的盆栽苗30株进行处理，处理前进行一次性充分灌水，即所需水量为土壤水分饱和状态的持水量。用称重法控制盆土含水量。设置中度干旱胁迫处理，土壤含水量为田间持水量的35%～40%。
当土壤含水量达到处理指标后，进行叶片光合参数和叶绿素荧光参数测定，然后立即充分灌水，灌水后3 d再次测定，反复进行干湿交替3次。测定位置在中心干延长头当年新稍第6～8张成熟无病虫叶，测定后将叶片带回实验室，清洗并用吸水纸吸干，用于叶绿素含量的测定。6次生物学重复。
1.2叶片光合参数的测定方法
叶片叶绿素含量测定参考李合生的方法[14]。光合参数采用英国PP-system公司的CIRAS-Ⅱ型便携式光合系统在上午09：00—11：00时进行测定。测定时LED光源设为1 200 lx，光合有效辐射（PAR）、大气温度（Ta）、叶温（TL）、水汽压（Vp）、相对湿度（RH）、大气CO2浓度（Ca）等参数均采用仪器自控系统控制;根据WUE=Pn/Tr计算水分利用效率，其中Pn为净光合速率，Tr为蒸腾速率。 1.3叶片叶绿素荧光参数的测定方法
采用英国Hansatech公司生产的M-PEA多功能植物效率仪进行叶绿素荧光参数及快速叶绿素荧光诱导动力学曲线（OJIP）的测定，测定前叶片充分暗适应25 min，重复10次。所得荧光参数如下：暗适应后的初始（最小）荧光强度（Fo）;最大荧光强度（Fm）;最大光化学效率Fv/Fm;PSⅡ的潜在活性Fv/Fo;照光2 ms时的荧光强度（FJ）;照光30 ms时的荧光强度（FI）;照光t时间的可变荧光强度Vt=（Ft-Fo）/（Fm-Fo）;K点的相对可变荧光WK;J相相对可变荧光VJ;单位面积吸收的光能ABS/CSm=Fm;单位面积捕获的光能TRo/CSm;单位面积电子传递的量子产额ETo/CSm;单位面积内反应中心的数量RC/CSm;以吸收光能为基础的性能指数PIabs;综合性能指数PItotal等。
利用Microsoft Excel 2010和SPSS 17.0对数据进行统计分析。
2结果与分析
2.1干湿交替下不同砧穗组合对叶片叶绿素含量的影响
从图1可以看出，随着干湿交替次数增加，4种砧穗组合的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a b的变化趋势一致，呈低—高—低—高—低—高的变化趋势，并且随着干旱处理次数的增加，各组合的叶绿素含量显著降低，除R1外，其他处理中，YG/Mb和YG/77-34/Mb组合的叶绿素含量显著高于其他2种组合;R1后，YG/Mb叶绿素含量显著高于其他3种组合;R2后，与R1相比，YG/77-34/Mb有明显的提高，其他组合无明显变化，到R3后，与R1和R2相比，各组合显著降低，YG/Mb和YG/77-34/Mb显著高于其他2种组合，由高到低依次为YG/Mb>YG/77-34/Mb>YG/GM256/Mb>YG/L2/Mb。
2.2干湿交替下不同砧穗组合对叶片光合特性的影响
由图2-A可以看出，各组合岳冠的Pn对干湿交替的响应程度不同，总体看经过3次干湿交替处理后，各组合的Pn呈现低—高—低—高—低—高的变化趋势，并且随着干旱处理次数的增加，各组合的Pn显著降低，YG/Mb和YG/77-34/Mb在整个处理中几乎显著高于其他2种组合;R1后，YG/Mb显著高于其他3种组合;R2后，与R1相比，YG/77-34/Mb 有明显的提高，其他组合无明显变化，并且YG/77-34/Mb、YG/Mb显著高于其他2种组合;到R3后，与R1和R2相比，各组合显著降低，YG/Mb和YG/77-34/Mb显著高于其他2种组合，由高到低依次为YG/Mb>YG/77-34/Mb>YG/GM256/Mb>YG/L2/Mb。各组合的Gs和Tr在不同干湿交替条件下变化趋势与Pn相同（图2-B、图2-C），也呈低—高—低—高—低—高的变化趋势，且Gs在3次干旱处理时仅为50 mmol/（m2·s）左右，顯著低于3次恢复灌水后的值;在R3后，各组合的Gs和Tr均以YG/Mb和YG/77-34/Mb较高，二者显著高于其他2种组合，但二者差异不显著，其他2种组合间，也均以YG/L2/Mb最低。各组合的Ci变化趋势与前三者不同（图2-D），随着干旱次数的增加，呈逐渐上升趋势，在D3和R3后，各组合间无显著差异。
2.3干湿交替下不同砧穗组合对叶片叶绿素荧光参数的影响
2.3.1干湿交替下不同砧穗组合对叶片Fo、Fv/Fm和Fv/Fo的影响从图3-A可以看出，经过3次干湿交替处理后，各组合叶片的PSⅡ反应中心受到不同程度的破坏或失活，导致Fo增加;总体看各组合的Fo随着干旱和恢复灌水次数的增加逐渐升高，且差异明显，说明PSⅡ反应中心遭到破坏程度加重;在每次干湿交替处理中，YG/Mb的Fo均处于较低水平，说明遭到破坏程度最低;R3后，各组合由低到高依次为YG/Mb
2.3.2干湿交替下不同砧穗组合对叶片WK、VJ、PIabs和PItotal的影响从图4-A、图5-B可以看出，各组合WK和VJ值随着干旱和恢复灌水处理次数的增加而升高;并且WK值在D2时比D1明显提高，D3时继续升高，但与D2差异不明显，VJ值在D2升高，但与D1差异不明显，D3时继续升高，明显高于D1和D2;在R3后，WK值依次为YG/Mb