砧木基因型对嫁接‘W. Murcott’柑橘光合参数与果实品质的差异性影响研究

《Scientific Reports》：Differential effects of rootstock genotype on photosynthetic parameters and fruit quality in grafted 'W. Murcott’ mandarin

　　本研究针对土耳其阿达纳地区石灰性土壤和冷害等非生物胁迫问题，探讨了四种砧木（卡里佐枳橙、沃尔卡默柠檬、飞龙枳和酸橙）对'W. Murcott'柑橘嫁接树光合性能（SPAD、Fv'/Fm'、气体交换）及果实品质的调控机制。结果表明：沃尔卡默砧木产量最高（58.33 kg/树）但果实可溶性固形物（TSS）偏低；卡里佐砧木在产量（48.33 kg/树）、果重（151.13 g）和TSS（13.63%）间实现最佳平衡，且光合效率优异；飞龙枳因对石灰质敏感表现最差。该研究为柑橘产区砧木选配提供了理论依据。

　　

在地中海沿岸的土耳其阿达纳省，柑橘种植者长期面临两个棘手的难题：广泛分布的石灰性土壤容易诱发果树缺铁性黄化，而冬季的低温又可能对果园造成冻害。传统上，酸橙因其对石灰性土壤的良好适应性而被广泛用作砧木，但果农们一直在寻找能够进一步提升果实产量和品质、甚至能更好应对环境胁迫的替代砧木。特别是对于‘W. Murcott’这类晚熟、品质优良的柑橘品种，选择合适的砧木是实现可持续高产优质栽培的关键。为此，研究人员开展了一项细致的研究，旨在评估不同砧木基因型如何影响‘W. Murcott’柑橘的光合作用能力和最终果实表现，相关成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员主要运用了田间性状观测、光合生理指标测定和果实品质分析等技术方法。研究对象为种植于阿达纳阿特拉斯农业公司生产田的9年生‘W. Murcott’嫁接树（砧木为卡里佐枳橙、沃尔卡默柠檬、飞龙枳和酸橙）。

结果

变量相关的果树学性状

砧木类型对所有测量的果树学性状均产生了显著影响。嫁接于沃尔卡默柠檬砧木的单株产量最高（58.33 kg），但其果实可溶性固形物（TSS）含量较低，而可滴定酸（TA）含量较高。卡里佐枳橙砧木在产量（48.33 kg）和果实大小（单果重151.13 g）方面表现优异，并获得了最高的TSS（13.63%）。飞龙枳砧木在所有产量和果实大小指标上均表现最差。果皮厚度、果汁含量等指标在不同砧木间无显著差异。

果汁颜色

果汁颜色参数中，亮度（L^*）、红绿色度（a^*）和色调角（hue°）受砧木影响显著。卡里佐枳橙砧木的果汁a^*值为正（0.54），表明其果汁颜色更偏向橙色，而其他砧木的a^*值为负，显示绿色调。飞龙枳和酸橙砧木的果汁色调角最高，表明其颜色更偏向黄绿色。

果皮颜色

果皮颜色的a^*值（红色/绿色）和色调角（hue°）受砧木影响显著。卡里佐枳橙砧木的果实果皮a^*值最高（33.97），颜色更红；而沃尔卡默柠檬砧木的a^*值最低（25.41），颜色相对较浅。

叶绿素浓度和PSII效率

叶片叶绿素含量（SPAD值）和光系统II（PSII）最大光化学效率（F_v'/F_m'）在不同砧木间存在显著差异。沃尔卡默柠檬（73.63 SPAD）和卡里佐枳橙（70.30 SPAD）砧木的叶绿素含量最高，而飞龙枳砧木的叶绿素含量（46.10 SPAD）和PSII效率（0.44）均最低。

气体交换测量

净光合速率（A）、蒸腾速率（E）、气孔导度（g_s）和胞间CO₂浓度（C_i）均受砧木显著影响。卡里佐枳橙砧木具有最高的净光合速率（8.44 μmol m^-2s^-1）和蒸腾速率（2.83 mmol m^-2s^-1）。飞龙枳砧木的所有气体交换参数均最低，但其胞间CO₂浓度（317.25 μmol mol^-1）却最高。

相关系数

相关分析揭示了性状间的紧密联系。叶绿素浓度与产量（r=0.75）、净光合速率（A）（r=0.76）和PSII效率（r=0.70）呈极强正相关。产量与净光合速率（r=0.94）和蒸腾速率（r=0.91）也高度相关。果汁a^*值（红色度）与蒸腾速率（r=0.97）的相关性最强。

讨论与结论

研究表明，砧木基因型对‘W. Murcott’柑橘的生长发育、光合生理和果实品质具有决定性影响。沃尔卡默柠檬砧木虽然能带来最高的产量和旺盛的营养生长（表现为高叶绿素含量和光合速率），但其果实糖酸比较低，品质并非最佳。卡里佐枳橙砧木则展现出卓越的综合性能，在维持较高产量的同时，结出硕大且高糖度的果实，并支持高效的光合作用，被认为是阿达纳地区石灰性土壤条件下栽培‘W. Murcott’柑橘的最适宜砧木。飞龙枳砧木由于对石灰性土壤高度敏感，导致严重的铁缺乏和光合作用抑制，表现最差，尽管其单位树冠体积产量尚可，但管理成本高。酸橙砧木作为当地传统选择，在果实品质方面表现稳定可靠。

这项研究的重要意义在于，它从生理机制层面阐明了不同砧木通过影响接穗的光合能力进而调控产量和品质形成的途径。强烈的相关性表明，健康的叶片结构和高效的光合作用是高产优质的基石。研究结果为柑橘种植者根据特定产区的土壤和气候条件（特别是石灰性土壤地区）科学选择砧木提供了关键的数据支持和理论依据，对实现柑橘产业的优质、高效和可持续发展具有重要的指导价值。