不同砧木嫁接对镉胁迫下西瓜苗期生长发育的影响

doi:10.16178/j.issn.0528-9017.20240399

摘要/Abstract

摘要：

为研究镉胁迫下嫁接西瓜幼苗生理状况,分析不同砧木嫁接对西瓜抵抗重金属的情况,以野生西瓜类型砧木(YZ1)和中国南瓜类型砧木(SZ111)嫁接拿比特(NBT),使用0.6 mg·L^-1的CdCl₂溶液作水培处理。结果表明,与对照组相比,各个嫁接组合的处理组的地上部和地下部鲜重均极显著降低;从农艺性状来看,YZ1/NBT与NBT的处理组比对照组降低更显著,SZ111/NBT的处理组与对照组差异较小;从MDA含量来看,SZ111/NBT的处理组与对照组的差异比其余2个嫁接组合小;从根部GA₃含量和IAA含量来看,SZ111/NBT的处理组与对照组的差异均比YZ1/NBT的处理组与对照组的差异大,说明SZ111作为砧木时,促使GA₃含量极显著升高、IAA含量极显著降低来降低细胞壁的可塑性,减少Cd向植物体内运输,因此,SZ111/NBT受Cd影响相对较小,可以作为Cd污染地区西瓜砧木种植;YZ1作为砧木时受Cd影响较大,不建议在Cd污染地区种植使用。

关键词: 镉, 嫁接, 西瓜, IAA, GA, MDA

Abstract:

To study the physiological status of grafted watermelon seedlings under cadmium stress and analyze the resistance of watermelon to heavy metals by grafting different rootstocks, wild watermelon rootstock YZ1 and Chinese pumpkin rootstock SZ111 were grafted with Nabit (NBT). A 0.6 mg·L^-1 CdCl₂ solution was used for hydroponic treatment. The results showed that compared with the control group, the fresh weight of both aboveground and underground parts in the treatment groups of each grafting combination was extremely significantly reduced. In terms of agronomic traits, the treatment groups of YZ1/NBT and NBT showed a more significant decrease compared with the control group, while the treatment group of SZ111/NBT had a smaller difference compared with the control group. In terms of MDA content, the difference between the treatment group and the control group of SZ111/NBT was smaller than the other two grafting combinations. In terms of GA₃ and IAA content in the roots, the difference between the treatment group and the control group of SZ111/NBT was greater than that between the treatment group and the control group of YZ1/NBT, indicating that when SZ111 was used as a rootstock, it promoted an extremely significantly increase in GA₃ content and an decrease in IAA content to reduce cell wall plasticity and reduce Cd transport into the plant. Therefore, SZ111/NBT is relatively less affected by Cd and can be used as a rootstock for watermelon cultivation in Cd contaminated areas. YZ1 is greatly affected by Cd when used as a rootstock. It is not recommended to plant and use it in Cd polluted areas.

Key words: cadmium, graft, watermelon, IAA, GA, MDA

中图分类号:

S651

李停停, 邢乃林, 黄芸萍, 严蕾艳, 王迎儿, 王毓洪. 不同砧木嫁接对镉胁迫下西瓜苗期生长发育的影响[J]. 浙江农业科学, 2025, 66(7): 1647-1652.

LI Tingting, XING Nailin, HUANG Yunping, YAN Leiyan, WANG Yinger, WANG Yuhong. Effect of different rootstock grafting on the growth and development of watermelon seedlings under cadmium stress[J]. Journal of Zhejiang Agricultural Sciences, 2025, 66(7): 1647-1652.

图/表 4

参考文献 24

[1]	陈雅丽, 翁莉萍, 马杰, 等. 近十年中国土壤重金属污染源解析研究进展[J]. 农业环境科学学报, 2019, 38(10):2219-2238.
[2]	胡仲义, 章建红. 重金属镉对铁冬青幼苗的毒害效应[J]. 浙江农业科学, 2008, 49(3):306-309.
[3]	林肖, 任艳芳, 张艳超, 等. 镉污染对水稻分蘖期植株生长及镉积累的影响[J]. 浙江农业科学, 2017, 58(5):743-746.
[4]	李涵, 王志伟, 孙波, 等. 土壤镉含量对西瓜茎叶和果实镉含量的影响[J]. 果树学报, 2017, 34(3):337-343.
[5]	庞荣丽, 王素梅, 方金豹, 等. 西瓜食用安全性状况分析[J]. 浙江农业科学, 2007, 48(5):516-519.
[6]	KUMAR P, LUCINI L, ROUPHAEL Y, et al. Insight into the role of grafting and arbuscular mycorrhiza on cadmium stress tolerance in tomato[J]. Frontiers in Plant Science, 2015, 6: 477.
[7]	黄芸萍, 邢乃林, 付玉婧, 等. 不同类型砧木嫁接对西瓜果实镉含量的影响[J]. 上海农业学报, 2020, 36(4):60-64.
[8]	张春雨, 王海娟, 王宏镔. 赤霉素介导下植物对重金属的耐性机理[J]. 生态与农村环境学报, 2020, 36(2):137-144.
[9]	ZHANG X J, ZHAO B L, SUN Y B, et al. Effects of gibberellins on important agronomic traits of horticultural plants[J]. Frontiers in Plant Science, 2022, 13:978223.
[10]	SIDDIQUI M H, AL-WHAIBI M H, BASALAH M O. Interactive effect of calcium and gibberellin on nickel tolerance in relation to antioxidant systems in Triticum aestivum L[J]. Protoplasma, 2011, 248(3): 503-511.
[11]	韦朝妹, 胡小京, 莫幻. 外源赤霉素对盐胁迫下万寿菊种子萌发与幼苗生长的影响[J]. 北方园艺, 2022(16):69-75.
[12]	高添乐, 陈丹仪, 李云峰, 等. 外源赤霉素对盐胁迫下甜玉米幼苗生理性状的影响[J]. 种子, 2019, 38(6):48-50.
[13]	SALAZAR M J, RODRIGUEZ J H, CID C V, et al. Auxin effects on Pb phytoextraction from polluted soils by Tegetes minuta L. and Bidens pilosa L. extractive power of their root exudates[J]. Journal of Hazardous Materials, 2016, 311: 63-69.
[14]	刘明, 靳容, 赵鹏, 等. 外源生长素调控甘薯根系响应低钾胁迫的效应[J]. 江苏师范大学学报(自然科学版), 2023, 41(2):29-34.
[15]	李合生. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京: 高等教育出版社, 2000: 260-261.
[16]	杨未, 周冀衡, 王科, 等. 叶面喷施重金属对烟株农艺性状的影响[J]. 湖南农业科学, 2012(5):24-26.
[17]	刘文霖, 张浩. 4种重金属胁迫对烟草农艺性状及生理特性的影响[J]. 贵州农业科学, 2016, 44(10):15-17.
[18]	邢乃林, 严蕾艳, 王毓洪, 等. 不同类型砧木嫁接对西瓜果实品质和镉含量的影响[J]. 江西农业学报, 2022, 34(8):17-21.
[19]	芦建国, 彭河忠. 鸢尾属植物的抗性研究进展[J]. 江西农业学报, 2012, 24(2):48-51.
[20]	卢敏敏, 孙胜. 镉胁迫对小型西瓜幼苗生长及脂膜过氧化的影响[J]. 山西农业科学, 2008, 36(12):64-66.
[21]	吕小娜, 昝亚玲, 原红娟. 不同植物对镉土壤污染的修复作用及分子机制[J]. 分子植物育种, 2025, 23(13):4487-4493.
[22]	谢永东, 刘春阳, 余雪娜, 等. 外源赤霉素对富集植物繁缕生长及镉积累的影响[J]. 土壤通报, 2016, 47(6):1363-1367.DOI:10.19336/j.cnki.trtb.2016.06.12.
[23]	张雪梅, 王海娟, 王宏镔. 重金属对植物吲哚乙酸合成与分解影响研究进展[J]. 生态学杂志, 2017, 36(4):1097-1105.
[24]	HU Y F, ZHOU G Y, NA X F, et al. Cadmium interferes with maintenance of auxin homeostasis in Arabidopsis seedlings[J]. Journal of Plant Physiology, 2013, 170(11): 965-975.

嫁接组合	地上部鲜重/g		地下部鲜重/g
嫁接组合	对照	处理	对照	处理
YZ1/NBT	5.27 ± 0.31 A	3.13 ± 0.28 B	2.91 ± 0.14 A	1.56 ± 0.11 B
NBT	4.44 ± 0.43 A	2.43 ± 0.15 B	0.99 ± 0.13 A	0.56 ± 0.04 B
SZ111/NBT	3.01 ± 0.24 A	1.53 ± 0.20 B	0.84 ± 0.04 A	0.58 ± 0.07 B

嫁接组合	地上部鲜重/g		地下部鲜重/g
嫁接组合	对照	处理	对照	处理
YZ1/NBT	5.27 ± 0.31 A	3.13 ± 0.28 B	2.91 ± 0.14 A	1.56 ± 0.11 B
NBT	4.44 ± 0.43 A	2.43 ± 0.15 B	0.99 ± 0.13 A	0.56 ± 0.04 B
SZ111/NBT	3.01 ± 0.24 A	1.53 ± 0.20 B	0.84 ± 0.04 A	0.58 ± 0.07 B

嫁接组合	株高/cm		茎粗/mm		节间长/mm		叶重/g
嫁接组合	对照	处理	对照	处理	对照	处理	对照	处理
YZ1/NBT	157.67 ± 2.49 A	133.50 ± 0.87 B	4.96 ± 0.07 A	4.13 ± 0.02 B	47.67 ± 3.09 a	37.50 ± 1.25 b	7.85 ± 0.03 A	4.52 ± 0.06 B
NBT	148.50 ± 3.12 A	116.83 ± 0.60 B	4.02 ± 0.09 a	3.78 ± 0.03 a	46.67 ± 2.68 a	34.33 ± 1.15 b	5.79 ± 0.10 A	3.78 ± 0.11 B
SZ111/NBT	138.67 ± 3.44 a	133.83 ± 0.73 a	4.74 ± 0.02 a	4.58 ± 0.03 b	52.33 ± 3.68 a	42.30 ± 0.10 a	6.38 ± 0.37 a	6.24 ± 0.02 a
嫁接组合	5节蔓重/g			根重/g			单果重/g
嫁接组合	对照	处理		对照	对照		处理	对照
YZ1/NBT	11.12 ± 0.75 A	7.63 ± 0.13 B		74.18 ± 5.02 a	55.10 ± 3.27 b		603.33 ± 48.07 A	309.96 ± 35.51 B
NBT	8.70 ± 0.72 a	5.47 ± 0.23 b		54.20 ± 2.57 A	36.85 ± 2.09 B		500.00 ± 25.17 A	233.77 ± 7.43 B
SZ111/NBT	10.02 ± 0.33 a	7.96 ± 0.32 b		25.91 ± 0.62 a	20.81 ± 1.74 b		446.67 ± 31.80 a	426.67 ± 31.80 a

嫁接组合	株高/cm		茎粗/mm		节间长/mm		叶重/g
嫁接组合	对照	处理	对照	处理	对照	处理	对照	处理
YZ1/NBT	157.67 ± 2.49 A	133.50 ± 0.87 B	4.96 ± 0.07 A	4.13 ± 0.02 B	47.67 ± 3.09 a	37.50 ± 1.25 b	7.85 ± 0.03 A	4.52 ± 0.06 B
NBT	148.50 ± 3.12 A	116.83 ± 0.60 B	4.02 ± 0.09 a	3.78 ± 0.03 a	46.67 ± 2.68 a	34.33 ± 1.15 b	5.79 ± 0.10 A	3.78 ± 0.11 B
SZ111/NBT	138.67 ± 3.44 a	133.83 ± 0.73 a	4.74 ± 0.02 a	4.58 ± 0.03 b	52.33 ± 3.68 a	42.30 ± 0.10 a	6.38 ± 0.37 a	6.24 ± 0.02 a
嫁接组合	5节蔓重/g			根重/g			单果重/g
嫁接组合	对照	处理		对照	对照		处理	对照
YZ1/NBT	11.12 ± 0.75 A	7.63 ± 0.13 B		74.18 ± 5.02 a	55.10 ± 3.27 b		603.33 ± 48.07 A	309.96 ± 35.51 B
NBT	8.70 ± 0.72 a	5.47 ± 0.23 b		54.20 ± 2.57 A	36.85 ± 2.09 B		500.00 ± 25.17 A	233.77 ± 7.43 B
SZ111/NBT	10.02 ± 0.33 a	7.96 ± 0.32 b		25.91 ± 0.62 a	20.81 ± 1.74 b		446.67 ± 31.80 a	426.67 ± 31.80 a

嫁接组合	叶片MDA含量		根部MDA含量
嫁接组合	对照	处理	对照	处理
YZ1/NBT	0.003 5 ± 0.000 2 B	0.004 6 ± 0.000 1 A	0.012 0 ± 0.006 0 B	0.063 0 ± 0.010 0 A
NBT	0.002 1 ± 0.001 2 a	0.002 8 ± 0.000 1 a	0.031 0 ± 0.011 0 A	0.071 0 ± 0.004 0 B
SZ111/NBT	0.003 5 ± 0.000 1 a	0.003 6 ± 0.000 2 a	0.057 0 ± 0.013 0 b	0.077 0 ± 0.003 0 a