砧木评价与改良岗位
孙艳 赵胜建 郭紫娟
我国的葡萄产地主要分布在北方地区,近年来该地区冬季极端低温频发，使葡萄遭受到不同程度的低温伤害，严重阻碍了葡萄产业的发展。葡萄不同种和品种的抗寒性不同，不同器官的抗寒性也表现出极大差异，作为葡萄抗寒性最差的器官，根系抗寒性强弱对葡萄能否安全越冬起到了决定性作用，因此，研究葡萄根系的抗寒性具有重要实际意义。在本团队成员对不同葡萄品种抗寒性鉴定研究结果基础上，本试验以8个抗寒性不同的葡萄砧木和品种为试材，研究其休眠期间根系硬度及解剖结构的差异，仅就该两项指标与抗寒性的关系进行探讨，旨在为葡萄抗寒品种的鉴定、选育及抗寒栽培提供科学依据和技术支撑。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试品种均取自河北省农林科学院昌黎果树研究所葡萄资源圃，为经过筛选的高度抗寒品种：左山一，贝达，山河2号 ，中度抗寒品种：5BB、SO4、1103P，抗寒性较弱品种：玫瑰香、红地球，每个品种选取生长势大体一致的10棵植株，供试材料为其1a生扦插苗根系，试验于2015年10月进行。
1.2 试验方法
1.2.1 根系硬度及做功量的测定
试验仪器：CT3质构分析仪，由美国Brookfield公司生产。试验方法：分别测定横切及纵切过程中的根系硬度及总功。横切，即切入方向垂直于根系延伸方向，切入深度为2mm；纵切，即切入方向垂直于横切面，切入深度为1mm。最高峰的硬度值即为葡萄根系硬度(g)。整个测定过程中探头所做的功即为总功（mJ）。每个品种随机取10段根系进行测定，根系粗度：2.5±0.2mm，根系长度：5mm±0.3mm。
1.2.2 根系解剖结构的观察
（1）石蜡切片的制作：选取2-3 mm粗的根系，用蒸馏水将根系冲洗干净，剪成5mm等长的小段，放入固定液中，固定→抽气→脱水→透明→浸蜡→包埋→切片→粘片→脱蜡→复水→染色→脱水→封片。
（2）石蜡切片的观察：使用带有照相机的电子显微镜，分别在4×、10×和40×物镜下观察并拍照，利用SPOT软件对射线细胞大小（长×宽）、导管直径和皮层厚度等指标进行测量。
1.3 数据统计
利用Excel2016及SPSS17.0软件进行数据统计和分析。
2 结果与分析
2.1 葡萄根系硬度与抗寒性
通过对抗寒性不同葡萄品种根系硬度进行测定，结果显示（表1），抗寒性较弱品种玫瑰香、红地球根系横切硬度均较小，分别为2150.1g和2326.8g，与中度抗寒品种1103P和高度抗寒品种贝达、山河2号、左山一间均达差异显著水平；不同品种按横切总功由小到大排序为：红地球<玫瑰香<SO4<5BB<1103P<贝达<山河2号<左山一，抗寒性较弱品种红地球根系横切总功与中度抗寒品种和高度抗寒品种间均呈显著差异；抗寒性较弱品种红地球根系纵切硬度及纵切总功均为最小，分别为724.8g和4.73 mJ，与其他品种根系纵切硬度及纵切总功均达差异显著水平。高度抗寒品种左山一根系横切硬度、横切总功、纵切硬度和纵切总功均为最大，分别为3441.70 g、38.52mJ 、1353.50 g和8.81 mJ，,其中，后三项指标与其他品种间达差异显著水平。
2.2 葡萄根系解剖结构与抗寒性的关系
通过对抗寒性不同葡萄品种根系解剖结构进行观察比较发现，不同材料间组织结构差异较大，这与其抗寒力有一定关系。由表2可以看出，各指标与根系抗寒性均呈现一定规律。高度抗寒的品种射线细胞大小、皮层比率、导管密度、导管直径、导管面积与木质部面积比值等五项指标均小于抗寒性较弱品种，其中，高度抗寒品种贝达、左山一和山河2号皮层比率与抗寒性中等品种1103P和SO4及抗寒性较弱品种红地球、玫瑰香之间差异显著；高度抗寒品种左山一导管密度与抗寒性较弱品种红地球、玫瑰香间达差异显著水平；高度抗寒品种山河2号导管直径与与抗寒性较弱品种红地球、玫瑰香间达差异显著水平。抗寒性较弱品种玫瑰香导管面积与木质部面积比值最小，与其他品种间差异显著。高度抗寒品种射线细胞较小且数目较多，组织结构较紧密，导管较小且数目较少；抗寒性较弱的品种射线细胞较大且数目较少，组织结构较疏松，导管较大且数目较多。
3 讨论
葡萄根系形态解剖结构的形成是对环境长期适应的结果，与品种抗寒性密切相关。本研究发现，高度抗寒葡萄品种根系具有组织紧密，射线细胞小，皮层比例低，导管小而密度低的结构特点，与抗寒性较弱品种间差异显著。因此，根系解剖结构特征可作为葡萄品种抗寒性鉴定的指标之一。射线细胞体积小，排列紧密，不仅有利于水分经较短距离迁出细胞，减少细胞内结冰，还可以贮藏大量营养物质，营养物质对寒害有一定的防御功能。木质部导管直径小，则树液结冰造成的木质部栓塞化程度低，使得木质部能够保持一定的水分疏导功能，从而减轻胞外结冰带来的伤害，并且还有助于葡萄植株在受冻后的解冻过程中快速恢复疏导能力，从而恢复正常生理代谢功能。此外，导管直径小而密度低，越冬休眠期间组织含水量少，有研究指出，根系含水量与抗寒性呈负相关。因此，导管直径小这一结构特性对于抗寒植物尤为必要。本研究还发现，葡萄根系硬度与抗寒性间关系显著，高度抗寒品种根系横切硬度、横切总功、纵切硬度和纵切总功四项指标均较大，且与抗寒性较弱品种间差异显著，因此，根系硬度可以作为抗寒性鉴定的指标之一。