植物嫁接愈合分子机制研究进展

嫁接能显著改良单一品种的产量、品质和抗逆等性状, 已广泛应用于农业生产。促进砧木和接穗在嫁接面的快速愈合有利于提高嫁接效率。目前对嫁接愈合调控机制尚了解不足, 因此短时间内难以进行有效的技术改良。嫁接愈合过程包括先后发生的创伤应激响应、愈伤组织形成、砧穗细胞通讯以及砧穗再生重连等生理事件, 均涉及复杂而交联的激素应答及基因调控模式。近年来, 相关领域的研究成果为综合解析嫁接愈合的调控机制奠定了基础。该文综述了在嫁接愈合过程中发挥核心作用的植物激素及其应答方式, 以及激素依赖或非依赖的基因表达调控模式, 以期为深入揭示嫁接愈合分子机制提供参考。     

巴西橡胶树嫁接接合区接穗和砧木径向生长差异的研究

采用树皮嫁接后不锯砧和光镜观察的方法,研究了巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)嫁接后8个月的接合区接穗和砧木木质部径向生长的差异现象。结果表明,接合区接穗木质部的径向生长普遍地小于砧木,这种生长差异是由接穗和砧木亲本固有生长特性的差异引起的,与嫁接亲和性无关。(1)对于同一无性系,接穗的发育阶段决定其生长能力,幼态接穗新分化的木质部显著地大于老态接穗,而两类接穗旁边的砧木之间没有明显差别。(2)砧木生长势明显地影响接穗木质部的生长,砧木生长势越强,砧木和接穗的生长就越快,两者的径向差异也越大。(3)同一砧木上各品系接穗木质部生长差异取决于接穗自身的生长特性,砧木的生长不受接穗品系的明显影响。显微观察表明橡胶树的嫁接是亲和的,接穗新分化的木质部镶嵌在砧木新分化的木质部中,维管组织如导管上下连接畅通,砧穗树皮厚度一致,愈合良好。     

油茶芽苗砧嫁接口愈合过程解剖学研究

采用石蜡切片法对油茶（Camellia oleifera）芽苗砧嫁接口的愈合过程进行组织解剖学研究。观察结果表明：（1）在嫁接后的第4天,嫁接口产生隔离层;在嫁接后的第8天,嫁接口的砧木产生愈伤组织;在嫁接后的第16天,嫁接口的接穗产生愈伤组织;在嫁接后的第22天,嫁接口的砧木与接穗连接;在嫁接后的第29天,嫁接口的形成层分化形成;在嫁接后的第35天,嫁接口的愈伤组织维管束形成,接穗连接成功。（2）油茶芽苗砧嫁接部位愈伤组织形成前,芽苗砧木的解剖结构在短时间内加速发育,逐渐与接穗的组织结构相似。（3）嫁接口的形成层和其它薄壁细胞组织均能产生愈伤组织,但形成层是其主要来源。     

核桃嫁接技术在提升核桃产量中的应用

核桃嫁接技术在保证嫁接成活率和提高核桃产量方面有着较为重要的作用。本文首先分析了影响嫁接成活率的因素,包括砧接穗的质量、砧木和接穗的亲和力、嫁接伤口流量、环境因素以及穗条的处理等。其次,对嫁接前的准备工作进行了介绍,包括砧木培育和选择接穗标准。最后,对嫁接过程中的关键技术进行了分析,包括劈接技术、削接穗技术和插接穗技术等。     

水杉异砧嫁接植株体内激素的分布和含量变化(简报)

同一生育期不同器官或同一器官不同生育期的水杉异砧嫁接植株砧穗各器官中均含有GA3、IAA、ZT和ABA,以GA3含量最高。10、11月休眠前期,接穗水杉叶片中GA3、ZT和ABA含量显著高于砧木叶片,砧木叶片中IAA含量分别是接穗叶片的1．5和1．9倍。砧木根和接穗叶芽、花芽中4种激素含量均高于砧穗的茎,而接穗的雌球花芽则高于雄球花芽。     

蜜柚不同砧穗组合苗期嫁接亲和性评价

为评价蜜柚砧穗的嫁接亲和性,以红绵蜜柚(Citrus grandis‘Hongmianmiyou’)、三红蜜柚(‘Sanhongmiyou’)、红肉蜜柚(‘Hongroumiyou’)、黄金蜜柚(‘Huangjinmiyou’)和琯溪蜜柚(‘Guanximiyou’)作接穗,枳(Poncirus trifoliata)、香橙(Citrus junos)、酸柚(Citrus grandis)作砧木,田间调查15个砧穗组合苗期生长指标,测定嫁接愈合期叶片多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白和可溶性糖含量,采用主成分分析和聚类分析方法对蜜柚砧穗组合嫁接亲和性进行评价。结果表明,以柚作砧木的砧穗组合保存率高、生长势旺盛、抽梢能力强,以枳和香橙作砧木的砧穗组合部分指标存在差异,其中红绵蜜柚和黄金蜜柚以枳作砧木时表现出不亲和现象。不同砧穗组合嫁接愈合时期PPO、POD、可溶性蛋白和可溶性糖变化趋势基本一致。主成分分析结果表明,4个主成分基本反映了15个指标91.33%的数据信息。聚类分析将15个砧穗组合分为4类,与主成分分析结果基本一致。因此,琯溪蜜柚、红肉蜜柚和三红蜜柚嫁接可采用枳和柚作砧木,红绵蜜柚和黄金蜜柚嫁接可采用柚作砧木,红绵蜜柚和黄金蜜柚嫁接不可采用枳作砧木。     

植物嫁接诱导的遗传变异机理的研究进展

植物嫁接诱导的可遗传变异是一种普遍存在的现象,但是关于嫁接变异产生的条件及机制一直是国内外备受争议的研究课题之一。近年来,对于砧穗之间遗传物质的水平转移方面的研究取得了很大的进步。研究表明在嫁接植物体中,来自砧木的遗传信号物质能够通过胞间连丝和维管束转移到接穗中并调控接穗的生长发育模式。而且,一些非编码RNA还能通过表观遗传修饰改变植物的特性以应对嫁接冲击。文章主要从嫁接遗传变异的产生和维持机制两方面对最新的研究进展进行了系统地综述,这对于深入理解嫁接变异的机理具有一定意义。     

水杉异砧嫁接植株体内激素的分布和含量变化

同一生期育不同器官或同一器官不同生育的水杉异砧嫁接植株砧穗各器官中均含有ＧＡ３,ＩＡＡ,ＺＴ和ＡＢＡ,以ＧＡ３含量最高,１０、１１月休眠前期,接穗水杉叶片中ＧＡ３,ＺＴ和ＡＢＡ含量显著高于砧木叶片,砧木叶片中ＩＡＡ含量分别是接穗叶片的１．５和１．９倍。砧木根和接穗叶芽,花芽中４种激素含量均高于砧穗的茎,而接穗的雌球花芽则高于雄球花芽。     

柑桔接穗对砧木生长及若干生理生化特性的影响

以体细胞杂种红桔+枳、红桔+粗柠檬和有性杂种Troyer枳橙、Swingle枳柚以及枳作砧木的"国庆4号"温州蜜柑、脐橙(无枳砧)和不嫁接的砧木幼树为试材,通过两年盆栽试验研究接穗对砧木生长、根系活力和根系抗氧化酶活性的影响。结果表明,Swingle枳柚和红桔+粗柠檬的砧粗易受接穗影响,接穗显著地影响砧木根系体积。在一般情况下,同一种砧木嫁接后砧木根系活力、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性低于未嫁接砧木,或与其差异不显著;同时存在接穗促进根系过氧化氢酶(CAT)活性升高的现象。     

胞间连丝的次生形成和次生变化

本文介绍了胞间连丝次生形成和次生变化的研究进展。用统计特定细胞壁区段上胞间连丝数量与密度的变化,电镜观察嫁接组合中接穗与砧水间细胞壁上胞间连丝的形成等方法,证明了在植物生长发育过程中,存在着胞间连丝的次生形成。在某些特定部位,某一发育阶段,已形成的胞间连丝常会发生可逆的次生变化,这种变化和植物发育过程中的共质体隔离以及物质运输的调节有关。     

胞间连丝的次生形成和次生变化

本文介绍了胞间连丝次生形成和次生变化的研究进展,用统计特定细胞壁区段上胞间连丝数量与密度的变化,电镜观察嫁接组合中接穗与砧水间细胞壁上胞间连丝的形成等方法,证明了在植物生长发育过程中,存在着胞间连丝的次生形成。在某些特定部位,某一发育阶段,已形成的胞间连丝常会发生可逆的次生变化,这种变化和植物发育过程中的共质体隔离以及物质运输的调节有关。     

黄瓜异根嫁接植株抗逆性变化研究进展

黄瓜是世界上最为重要的一种瓜类蔬菜,生产时常受逆境胁迫的影响,限制了黄瓜的生长和产量。嫁接是目前缓解或解除植物逆境胁迫最为简单、环境友好和有效的技术,已经得到了广泛应用。该文从黄瓜异根嫁接植株的农艺学、生理生化和分子水平综述了近来一些黄瓜抗逆性对异根嫁接的响应及其机理的文献。综合研究结果显示,嫁接为砧木和接穗互惠的过程,在逆境胁迫下,黄瓜异根嫁接植株激发抗逆性增强的响应机制,使黄瓜许多农艺性状、生理生化物质和基因表达发生变化,如根枝比率增大,渗透物质、脱落酸(abscisic acid,ABA)、多胺及抗氧化物质增加,增强解毒和保护功能,稳定酶蛋白和膜结构,提高光合作用等,最终促进了异根嫁接黄瓜植株生长和产量。但是,异根嫁接黄瓜植株抗逆性提高的分子机理尤其异根嫁接后砧穗联合体表观遗传学机理研究需要加强,同时与黄瓜接穗相容的多抗性砧木的筛选也要重点开展研究。     

电波传递在嫁接基本理论研究中的应用

研究发现电波从接穗跃过嫁接面向砧木传递与嫁接的组织学变化相关。砧木和接穗愈伤组织细胞突破隔离层互相嵌合之前,接穗中产生的电波不能传到砧木。砧木和接穗细胞间产生次生胞间连丝后,电波即可沿接穗传至砧木,但此时传递速度慢。当砧木和接穗间产生维管束桥时,电波下传的速度加快。由此可见,通过检测电波跃过嫁接面与否及下传的速度,就可推断嫁接接合部组织学变化状况。电波传递法是一种快速鉴定嫁接植株发育过程的新方法。     

基于芽苗砧嫁接油茶砧穗创伤后内源激素动态变化分析

为研究油茶(Camellia oleifera A)嫁接时穗条和砧木创伤后内源激素动态变化规律,解析影响砧穗嫁接面愈合的生理机制,为油茶砧穗愈合生长机理提供理论支持。以树龄6年的长林18号和53号的穗条和实生砧木为材料,按照芽苗砧嫁接方法切割穗条S0(0 min)、S10(10 min)、S40(40 min)和砧木茎段Z0(0 min)、Z10(10 min)后,利用液质联用法(HPLC-MS)测定吲哚乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)、反式玉米素(TZR)、玉米素(Zeatin)、水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)含量,分析不同时间段内源激素变化及品种间差异的关系。结果显示:创伤后18号的TZR、Zeatin和SA含量总体高于53号;18号IAA、SA和JA逐渐下降;TZR和Zeatin分别在S10和S0达最高值后下降;ABA在S10达最高值。53号IAA和JA爱S10达最高值后下降;TZR、Zeatin和SA在S10达低值后逐渐上升;ABA在S0达高值后逐渐下降。砧木茎段创伤前后激素含量除JA外18号高于53号;两品种Z0时激素含量下降,Z10后上升,仅53号ABA和SA含量在Z0达高值后下降。砧木茎段和根部激素含量在品种间除JA外18号高于53号,茎段的IAA、ABA高于根部,其他激素为根部高于茎段。激素比值在品种间和部位间差异明显;IAA/ABA、IAA/TZR、IAA/Zeatin和IAA/JA、ABA/TZR、ABA/Zeatin和ABA/JA比值为53号高于18号;穗条内SA/IAA为18号高于53号,SA/JA和SA/ABA为53号高于18号;砧木茎段均为18号高于53号;TZR/SA、TZR/JA比值在穗条和砧木茎段为18号高于53号。两品种创伤后IAA与JA极显著正相关,而IAA与SA,SA与JA在18号极显著正相关,53号极显著或显著负相关;53号TZR、Zeatin、SA间极显著或显著正相关,JA与TZR、Zeatin和SA极显著负相关。砧木茎段创伤后18号激素间为极显著或显著正相关;53号TZR和Zeatin与IAA、JA极显著正相关,与SA存在显著负相关,SA与JA有显著负相关。砧木茎段和根部间品种间仅在SA与各激素间相关性存在差异,其他激素间存在极显著正相关或负相关。综上所述,砧穗创伤后激素水平上18号在创伤面易于愈伤组织发育,而53号抗逆激素水平较高且与细胞分裂增殖类激素负相关,可能影响53号嫁接后愈合生长;嫁接应在创伤后10 min内较为适宜;砧穗间激素含量及比值的差异可能会影响后期嫁接部位形态重建以及穗条生长。     

植物嫁接与体内的长距离信号转导

嫁接技术已广泛用于植物体内长距离信号转导的研究。本文对单接穗单砧木（普通嫁接）、双接穗单砧木（Y型嫁接）、单接穗双砧木（A型嫁接）和中间砧木嫁接技术所揭示的与根瘤产生、块茎形成、主茎伸长、主茎分枝、开花控制、气孔开关和叶片衰老等生理过程有关的长距离信号来源、转导方向和信号特性的研究进展作简要介绍。     

利用植物激素调控嫁接形成的初步研究

利用黄瓜（Ｃｕｃｕｍ ｉｓｓａｔｉｖｕｓ）试管苗进行离体茎段自体嫁接,研究ＩＢＡ 和６－ＢＡ 对嫁接形成的影响时发现：进行离体茎段嫁接时,用试管苗茎段可简化嫁接过程,减少污染。嫁接茎段的颜色变化、不定根发生和愈伤组织形成与激素浓度有关。植物激素通过影响砧木和接穗间维管束桥形成的时间和数目调控嫁接组合的发育。在作者的实验中,最佳的激素条件是：在接穗培养基中加ＩＢＡ １．２ ｍ ｇ／Ｌ,在接穗和砧木培养基中加６－ＢＡ ０．３ ｍ ｇ／Ｌ。     

抗性砧木对赤霞珠葡萄叶片白藜芦醇合成过程及含量的影响

为了明确不同抗性砧木对赤霞珠葡萄叶片白藜芦醇含量及其合成过程中前体物质和相关代谢酶活性的影响,分析不同抗性砧木与白藜芦醇合成的关系,以获得提高接穗品种赤霞珠葡萄叶片白藜芦醇含量的抗性砧木。该研究选择弗卡(Fercal)、5C、140R、3309M、3309C、SO4、抗砧3号(Kangzhen3)、5BB为砧木与赤霞珠(CS)葡萄进行嫁接,以赤霞珠自根苗为对照(CK),采用高效液相色谱技术,测定成熟葡萄叶片白藜芦醇以及合成白藜芦醇前体物质苯丙氨酸、肉桂酸、香豆酸含量,并对合成白藜芦醇相关代谢酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂酸-4-羟化酶(C4H)、4-香豆-辅酶A连接酶(4CL)、过氧化物酶(POD)以及多酚氧化酶(PPO)的活性进行测定。结果表明:(1)不同砧木均能提高接穗赤霞珠葡萄叶片白藜芦醇含量11%~46%。(2)在各砧穗组合中,CS/140R嫁接苗叶片的白藜芦醇含量最高达到18.24μg/g,其合成白藜芦醇前体物质苯丙氨酸和香豆酸含量也最高,分别达到38.61和1.06μg/g。(3)在各砧穗组合中,白藜芦醇相关代谢酶PAL活性以CS/3309C嫁接苗叶片最高;嫁接苗叶片代谢酶C4H和4CL活性均高于赤霞珠自根苗;POD和PPO活性均以CS/Fercal的接穗赤霞珠叶片最强。研究发现,不同抗性砧木能显著提高赤霞珠葡萄叶片白藜芦醇含量,相关代谢酶C4H活性对葡萄白藜芦醇的合成至关重要,PPO活性与葡萄叶片白藜芦醇合成也密切相关,CS/140R是8个砧穗组合中提高赤霞珠葡萄叶片白藜芦醇含量最具优势的砧穗组合。     

嫁接接合部维管组织分化的激素调节

利用黄瓜（ ＣｕｃｕｍｉｓｓａｔｉｖｕｓＬｉｎｎ．） 试管苗离体茎段自体嫁接系统, 研究ＩＡＡ和ＺＴ对砧木和接穗维管组织分化的影响, 发现外源ＩＡＡ 和ＺＴ 是砧木和接穗间维管束桥分化的必要条件。培养基中外源激素的浓度和种类通过调控维管束桥形成时间和数目以及贯通砧木和接穗的管状分子数来调节嫁接体发育。接合部维管组织分化是生长素和细胞分裂素共同作用的结果。离体茎段自体嫁接系统是一个理想的研究植物维管组织分化的新系统。     

南瓜属植物离体茎段嫁接维管组织的发育过程

在离体条件下,采用同瓜属植物的下胚轴节段进行嫁接,光镜观察发现：异种嫁接西葫芦／南瓜和南瓜自体嫁接嫁接后６－８ｄ在接穗、砧木的薄壁细胞和嫁接面处愈伤组织细胞中分化出管状分子和筛分子,边接接穗和砧木的质部和韧皮部桥在嫁接后８ｄ形成。随后随发育天数的增加其数目增加,用６（５）ＣＦ作为筛管输导的示踪剂检验了不同发育时期砧木和接穗间的连通情况,发现嫁接后８ｄ从接穗引入的６（５）ＣＦ可以输导到砧木。     

夜温对番茄套管嫁接苗愈合的影响

以番茄砧木品种‘桂砧1号’和接穗品种‘中杂105’为试材,采用显微观察等方法研究了26℃昼温条件下,不同夜温(16℃、21℃、26℃)对番茄套管嫁接苗愈合速率及质量的影响。结果表明:(1)随着夜温的升高,嫁接苗接合部愈伤组织细胞增多,接合部直径增大;夜温26℃,嫁接后前5d愈伤组织细胞较多,与夜温16℃相比嫁接苗接合部直径提高了9.7%。(2)随着夜温的降低,嫁接苗接合部维管束连接及愈合进程加快,夜温16℃处理嫁接后第6天维管束已连接,较夜温21℃、26℃处理分别提前3d、6d,而且在第9天隔离层完全消失,较夜温21℃、26℃处理提前3d。(3)随着夜温的降低,嫁接苗木质部输导能力和砧/穗接合力提高,愈合质量提高;夜温16℃处理嫁接苗木质部输导能力比夜温21℃处理提高了12%~24%,砧/穗接合力提高了20%;同时也比夜温26℃处理嫁接成活率提高,木质部输导能力提高了19%~32%,砧/穗接合力提高了28%;根系长度、体积及平均直径也显著增加。可见,在昼温26℃的情况下,夜温16℃最有利于番茄嫁接苗的愈合,形成成活率高、质量优的壮苗。