番茄/马铃薯嫁接对番茄生长和果实形状的影响

摘 要：以番茄中蔬4号为接穗，马铃薯东农303为砧木进行插接试验，调查了嫁接对番茄生长发育的影响。试验结果表明，嫁接后番茄生长势增强；叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量分别提高44.76%，11.86%，70%；嫁接番茄叶片厚度增加，叶裂数减少，叶片正面叶脉间明显隆起；果形指数与果实硬度增加。DNA-RAPD分析结果表明，嫁接番茄体内遗传物质在DNA水平上也发生了变化。

关键词：番茄；马铃薯；嫁接；RAPD

嫁接不仅使接穗的抗逆性、产量和品质得到改良，还使其后生变异，该技术已被成功应用到新品种选育上。如孟昭璜等[1]成功地将绿豆嫁接在甘薯上，并由此培育出了薯绿豆新品种，显著改良了其品质和产量。张丹华等[2]对绿豆嫁接后代进行长期观察发现，其变异可稳定遗传。烟草[3]、辣椒[4]、茄子[5]、大豆[6]等作物的嫁接也得到了类似结果。

试验以番茄为接穗，马铃薯为砧木，研究嫁接对番茄生长发育的影响，以期为嫁接番茄栽培生产和种质改良提供参考。

1 材料与方法

1.1 嫁接苗的培育

①嫁接材料 供试番茄品种为中蔬4号，马铃薯品种为东农303。

②嫁接方法 选3～4叶龄的马铃薯砧木，平截去上部，在中间纵向下切约2 cm；选3～5叶龄的番茄接穗，枝条基部削成长2 cm左右的楔形，插入砧木切口，对准形成层，然后用地膜扎缚即可，以不嫁接番茄自根苗为对照（CK）。

③嫁接后管理 嫁接完成后，置于小拱棚内栽培，棚内保持95%以上的湿度，白天温度25~26℃，夜间18～22℃。嫁接后6～7 d不通风，随后逐渐加大通风量。成活后及时去掉砧木萌发出的侧芽。

1.2 试验方法

①株高、茎粗的测定 嫁接成活后3周，每个处理选取生长一致的7株幼苗，分别测定株高，茎上、中、下3个部位的直径。

②叶片色素的测定 参照李合生[7]的方法进行。

③果实性状比较 硬度测定：用GY-1 型水果硬度计测定。果形指数=番茄果实长度/宽度。

④遗传物质的RAPD分析 随机各选取5株对照番茄和嫁接番茄幼嫩叶片，组成2个混合样本，采用CTAB法[8]提取其总DNA。RAPD-PCR反应体系如下：10×Buffer （含Mg2+）2.5 μL，10 μmol/L dNTPs 0.5 μL，20 μmol/L引物1 μL， Taq酶1 U，DNA 0.5 μL，灭菌ddH2O定容至25 μL。PCR反应条件：95℃预变性5 min；94℃变性60 s；36℃退火

60 s；72℃延伸1.5 min，循环35次；72℃ 终延伸

10 min，4℃保存。扩增产物用1%琼脂糖凝胶电泳检测。

2 结果与分析

2.1 嫁接对番茄苗生长的影响

①嫁接对番茄茎粗的影响 番茄嫁接苗经过缓苗后，生长速度明显加快，一个月后，株高明显超过对照，平均株高超过对照66.1%，接穗与对照相比，对应部位上、中、下部茎粗分别增加51.7%，63.6%，75.7%（表1）。

②嫁接对番茄叶片色素含量的影响 由表1可知，嫁接苗叶片色素含量显著高于对照，叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量分别提高44.76%，11.86%，70%。

③嫁接对番茄叶片形态的影响 从图1可以明显看出，嫁接番茄叶片厚度增加，颜色加深，叶裂数减少，叶片正面叶脉间明显隆起，形状趋向于马铃薯叶片。

2.2 嫁接对番茄果实部分性状的影响

①嫁接对果实形状的影响 嫁接番茄果实明显细长，果实顶端渐尖（图2，表1），果形指数由对照番茄的0.94变化为1.17，差异达显著水平。

②嫁接对果实果皮硬度的影响 采收成熟度一致的番茄果实，室温下放置3 d后，嫁接番茄同对照番茄果皮硬度差别明显，前者比后者提高0.8倍，差异达极显著水平（表1）。

③嫁接对果实其他性状的影响 番茄红熟后，各采摘3～5个果实，于室温下自然放置3 d后观察果实软硬度，结果发现，对照番茄采收3 d后开始变软，果皮出现部分水渍状斑点；嫁接番茄1周后表皮仍没有明显变化。

食用口感调查发现，嫁接番茄果实品尝后期味略酸涩，近似马铃薯块茎味道。

2.3 番茄嫁接苗DNA-RAPD鉴定

采用5条RAPD随机引物扩增对照番茄和嫁接番茄总DNA，结果发现，随机引物S451和S421扩增结果产生差异带（图3），这说明嫁接番茄体内遗传物质发生了改变。

3 小结与讨论

番茄/马铃薯嫁接成活后，通过观察和测定，可知嫁接苗与自根苗在株高、茎粗、色素含量等方面都存在显著差异。嫁接番茄红熟1周后，果实软化不明显，硬度显著高于对照；嫁接番茄果实明显细长，顶端渐尖；嫁接的红熟番茄口感后期味略酸涩；嫁接番茄遗传物质发生了变化。研究结果说明番茄/马铃薯嫁接不仅影响了接穗的营养生长，对其番茄果实也存在明显影响。

Corbett 等[3]早在1964年进行烟草嫁接试验中已观测到性状传递和分离现象，他们推测接穗后代育性的改变是由可移动的遗传物质造成的。郭骁才等[9]在进行胡萝卜细胞和普通烟草细胞共培养时观察到，次生胞间连丝在隔离层消失的区域形成，从而将独立的两个共质体连成一个统一的共质体，这为2种细胞物质交换提供了基础和可能。1991 年Ohta[10]也观察到辣椒嫁接砧木细胞中的染色质通过细胞壁和细胞间隙向维管束转移的现象，因而认为砧木死亡细胞中的染色质通过维管束到达接穗的生长点，并对快速分化的花原基进行转化而致变异。Yagishita等[2，4]对嫁接辣椒连续观察到第26代，发现果实部分性状变异，并稳定遗传。

本试验发现马铃薯嫁接番茄对番茄产生了明显影响，番茄果形、口感及叶色、叶形均出现部分马铃薯砧木特性，可知通过嫁接产生的变异具有或者部分具有定向性（接穗具备了砧木的部分特性或向其过渡），这同生产中葫芦嫁接西瓜导致的部分果实带有葫芦口感十分相似。这很可能是砧木遗传物质的转移造成的，该变异能否稳定遗传及其详细机制需要进一步研究。

另外番茄/马铃薯嫁接对番茄叶片光合及果实营养成分的影响有待进一步试验研究。

参考文献

[1] 孟昭璜，芦翠乔.绿豆与甘薯嫁接的研究[J].华北农学报，1989，4（4）：34-38.

[2] Zhang D H, Meng Z H, Xiao W M, et al. Graft-induced inheritable variation in mungbean and its application in mungbean breeding[J]. Acta Botanica Sinica, 2002, 44(7): 832-837.

[3] Corbett M K, Edwardson J R. Inter-graft transmission of cytoplasmic male sterility[J]. Nature, 1964, 201(4 921): 847-848.

[4] Yagishita N, Hirata Y. Genetic analysis of the new cultivar obtained by grafting in Capsicum annuum L.[J]. Jpn J Breed, 1984: 58-59.

[5] Hirata Y. Graft-induced changes in eggplants (Solanum. melongena L.). II. Changes of fruit color and fruit shape in the grafted scions and in the progenies of the grafted scions[J]. Jpn J Breed, 1980(30): 83－90.

[6] Hirata Y, Yagishita N. Graft-induced changes in soybean storage proteins. I. Appearance of the changes[J]. Euphytica, 1986(35): 395-401.

[7] 李合生.植物生理生化实验原理和测定技术[M].北京：高等教育出版社，2003：135-137.

[8] 尚富德，伊艳杰，张彤.河南17个桂花品种的RAPD分析 [J].园艺学报，2004，31（5）：685-687.

[9] 郭骁才，吴伯骥，蒋辉，等.离体细胞共培养中科间细胞共质体的形成[J].植物学报：英文版，1995，37（5）：339-345.

[10] Ohta Y. Graft-transformation, the mechanism for graft-induced genetic changes in higher plants[J]. Euphytica, 1991 (55): 91-99.

Effect of Rootstock of Potato on Growth and Fruit Shape of Grafted Tomato

WU Zhengjing1, WANG Shaoxian1, LIU Xiaohua1, ZHU Kai1, REN Zhimin2, ZHANG Yuanheng3

( 1.College of Forestry, Henan University of Science and Technology, Luoyang, Henan 471003;

2.Weihui Agricultural Bureau; 3.Puyang Shijin Modern Agricultural Development Co. Ltd. )

Abstract: Zhongshu No.4 were grafted on the rootstock of potato cv. Zhongnong 303 to investigate the graft effect on the scion. The results showed that the growth rate increased, content of chlorophyll a, chlorophyll b, and carotinoid increased 44.76%, 11.86%, 70% respectively. The thickness of leaf increased observably, the number of leaf lobes decreased and area between nervation sticked up as potato leaves, the index and rigidity of fruit enhanced, DNA-RAPD assay indicated that some change occured on DNA level of the grafted tomato.

Key words: Tomato; Potato; Graft; RAPD