制汁葡萄品种改良岗位
孙鑫 李坤 郭印山 刘镇东 李成祥 郭修武
近年来，受到栽培制度的约束及品种更新换代的影响，葡萄连作种植的面积不断扩大，许多老葡萄园出现了幼苗生长不良、产量降低、病害蔓延的现象，即表现出连作障碍，严重的制约了中国葡萄产业的发展。国内外研究表明，根部病害、自毒作用及土壤营养元素亏缺是导致连作障碍的三大因素，其中，自毒作用是最主要的原因之一。因此，植物的自毒作用一直受到人们的广泛关注。本研究团队前期对葡萄连作障碍机理进行了比较系统的研究，也证实了化感自毒作用是葡萄连作障碍发生的主要原因之一。并且发现对羟基苯甲酸作为化感自毒物质，其对葡萄幼苗生长及根系分泌特性具有一定的调控效应。本试验选用葡萄砧木‘贝达’为试材，以4-HBA为外源自毒物质，研究了外源自毒物质对葡萄幼苗生长及部分生理生化指标的影响，为进一步明确自毒物质调控葡萄幼苗生长及根系分泌特性的作用机制提供了理论和实践参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
本试验供试材料为贝达葡萄实生苗。贝达葡萄种子取自沈阳农业大学葡萄试验基地。种子先用2%次氯酸钠溶液消毒20min，清洗后在自来水中浸泡24h，恒温恒湿培养箱中避光催芽，在种子露白时播种。贝达葡萄幼苗培养基质为营养土，在光照培养箱中培养，光照和黑暗时间分别为14h和10h，对应温度分别为26℃和19℃。光照度为4000Lx，相对湿度75%，每隔1d用自来水浇灌。
1.2 试验方法
1.2.1 对羟基苯甲酸处理
在贝达葡萄幼苗长出4-5片真叶时，将其小心从土壤中挖出，放入装有3.5L 1/8 Hoagland营养液的塑料方盆中。每盆20株，根部避光培养， 利用增氧机每隔30min通气15min。在水培条件下预培养3d后，向水培液中加入不同浓度的4-HBA溶液，浓度分别为0μmol•L-1，250μmol•L-1，500μmol•L-1和1000μmol•L-1。分别在处理后的第0h、24h、48h、96h采集葡萄根系。将根系保存于-80℃冰箱中，用于测定超氧化物歧化酶（SOD） 、丙二醛（MDA）等指标。
1.2.2 植株生物量的测定
贝达葡萄幼苗的株高和地上、地下鲜重均在96h取样后测量，采用常规方法进行测量。化感作用效应敏感指数（RI）的计算采用Willianmson（1988）的方法。当RI 0时，则表示促进作用；当RI< 0时，则表示抑制作用。化感作用的强度可通过RI绝对值的大小来反应。
1.2.3 生理生化指标的测定
超氧化物歧化酶（SOD）活性的测定：采用Giannopolities和Ries（1977）的方法并加以改进。丙二醛（MDA） 含量的测定：采用Kramer（1991）中描述的硫代巴比妥酸法测定，根系分泌物和根尖组织中对羟基苯甲酸含量测定：采用液相色谱法测定。液相色谱检测条件：C18色谱柱（4.6×250mm），流动相为0.1%的甲酸和甲醇，梯度洗脱，流速为0.8mL•min-1，VWD检测器，波长280nm，进样量10μL，柱温30℃。
1.2.3 数据统计分析
所有数据利用IBM SPSS 20.0软件进行统计分析，方差分析选用ANOVA过程，采用Tukey’s HSDtest 显著性检验。
2 试验结果
2.1 对羟基苯甲酸对贝达葡萄幼苗生长的影响
由表1 可以看出， 总体上4-HBA处理抑制了贝达葡萄水培幼苗的生长。除250μmol•L-1 4-HBA处理下，地下鲜重高于对照外，不同浓度的4-HBA对植株高度、地上鲜重、地下鲜重均有抑制作用，并且随着4-HBA浓度的提高抑制作用越显著。三种4-HBA浓度处理下，植株高度分别比对照降低了1.96%、5.73%、5.80%；地上鲜重分别比对照降低了24.80%、38.68%、58.66%。外源4-HBA处理对地下鲜重的影响呈现出先促进后抑制的现象，分析其原因可能是低浓度外源酚酸可刺激根系，使其根系生物量及细根增多。
2.2 对羟基苯甲酸处理对贝达葡萄幼苗根系超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响
由图1 可以看出， 不同浓度4-HBA处理对SOD活性的影响具有差异性。从处理浓度来看，在处理后24h，4-HBA浓度250μmol•L-1和500μmol•L-1时，SOD活性较对照分别降低4.29%和7.94%，浓度为1000μmol•L-1时SOD活性无显著变化；在处理后的48h，所有处理的SOD酶活性均高于对照，分别上调了26.56%、15.33%、9.65%；在处理后96h，500μ m o l • L -1和1000μmol•L-1处理下，SOD活性显著低于对照，分别降低了19.38%和23.89%。试验结果表明，随着处理时间延长，低浓度4-HBA可提高贝达葡萄水培幼苗根系SOD活性，促进根系内O2-的清除；而高浓度4-HBA则抑制根系SOD活性，抑制植株生长。从处理时间来看，在处理后的48h，SOD活性达到峰值。
2.3 对羟基苯甲酸处理对贝达葡萄幼苗根系丙二醛（MDA）含量的影响
MDA是膜脂过氧化过程中最重要的产物之一，其产生和积累能够导致膜损伤的加剧。从图2可以看出，与各时期对照相比，不同浓度4-HBA处理后，贝达葡萄根系的MDA含量均高于对照。在4-HBA处理后24h，根系MDA含量随处理浓度增加而增大，较对照分别增高了7.04%、12.49%、14.54%；处理后48h，根系MDA含量较对照分别增高了31.46%、26.02%、37.56%。4-HBA浓度为1000μmol•L-1时，根系MDA含量最高；在4-HBA处理后96h，高浓度处理根系MDA含量最高，显著高于对照及其他处理。可见，MDA含量随着处理浓度的增加而增多。
2.4 外源对羟基苯甲酸处理对贝达葡萄幼苗根系分泌对羟基苯甲酸的影响
从图3 中可以发现， 在4-HBA处理96h后，0μmol•L-1、250μmol•L-1、500μmol•L-1和1000μmol•L-1 4个处理下，根系分泌物中的4-HBA含量分别为110.99μg•ml-1、13.16μg•ml-1、96.16μg•ml-1和49.53μg•ml-1。各浓度处理后，根系分泌物中4-HBA含量均显著低于对照。250μmol•L-1处理，根系分泌物中的4-HBA含量最低， 仅为对照的11.86%，500μmol•L-1和1000μmol•L-1时，根系分泌物中的4-HBA含量较对照分别降低了26.59%、55.37%。
2.5 外源对羟基苯甲酸处理对贝达葡萄幼苗根尖组织中的对羟基苯甲酸含量影响
由图4可以看出，处理96h后，在0μm o l • L -1、250μm o l • L -1、500μ m o l • L -1、1000μ m o l • L -14-HBA处理下， 贝达葡萄水培幼苗根尖组织中4-HBA含量分别1.055μg•ml-1、8.53μg•ml-1、120.88μg•ml-1、114.50μg•ml-1。对照中4-HBA含量非常低，当4-HBA处理为250μmol•L-1，根尖组织中4-HBA含量略有增加，而高浓度4-HBA处理后，根尖组织中4-HBA含量显著增加，分别为对照的116.1倍和109.9倍。
3 小结
（1）外源4-HBA处理影响了贝达葡萄水培苗的生长、SOD活性和MDA含量。250μmol•L-1、500μ m o l • L -1和1000μ m o l • L -14-HBA对贝达水培幼苗的生长均有抑制作用，且随着4-HBA浓度提高抑制作用更显著。SOD活性随着处理时间的延长呈现出先上升后下降（低促高抑）的趋势，且均在48h达到峰值。MDA含量则不断积累。
（2）外源4-HBA处理影响了根系分泌物和根尖组织中的对羟基苯甲酸含量。外源4-HBA处理导致根系分泌的4-HBA含量减少；外源4-HBA处理使根尖组织中的4-HBA增加，与对照达到显著差异，且随着处理浓度的增大而增加。