《Scientia Horticulturae》：Identification of affinity of different pumpkin hybrid combinations with cucumber grafting
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本研究针对黄瓜生产中的根结线虫病和枯萎病严重危害问题，系统评价了十个抗病南瓜杂交组合作为砧木与黄瓜嫁接的亲和性。通过测定嫁接成活率、幼苗生长状况、根系形态、抗氧化酶活性及砧穗结合部酶活性等指标，发现嫁接可通过提高黄瓜保护酶活性减轻膜脂过氧化，从而增强其抗逆性。隶属函数分析筛选出487–2 × 112–2、487–2 × LingchuanC1和Renhe-1 × LingchuanC1等具有优异嫁接亲和性优势的组合，为黄瓜嫁接砧木选育提供了理论依据和技术参数。
黄瓜是全球重要的蔬菜作物，中国的黄瓜种植面积和产量均位居世界前列。然而，在黄瓜生产中，根结线虫病和枯萎病等土传病害问题日益突出，成为制约黄瓜产量和品质提升的瓶颈。根据文献记载，根结线虫病的常年发病率可达11%至35%，严重时甚至高达75%，导致绝收；而在连作体系中，黄瓜枯萎病的发病率通常介于30%至90%之间。传统的防治手段，如频繁使用化学农药，存在高毒性、高残留和环境污染问题；生物防治见效慢且持效期短；轮作因经济效益低而应用受限；抗病品种的选育又面临周期长、资源稀缺的挑战。因此，寻找高效、环保的病害防控策略迫在眉睫。嫁接技术，特别是选用抗性强的砧木，被认为是解决土传病害的有效途径之一。南瓜因其根系发达、对土传病害抗性强且与黄瓜亲和性较好，成为黄瓜嫁接常用的砧木。在此背景下，评估不同南瓜杂交组合作为砧木与黄瓜的嫁接亲和性，对于选育优良砧木、提升黄瓜生产抗逆性和稳定性具有重要意义。本研究论文《Identification of affinity of different pumpkin hybrid combinations with cucumber grafting》发表在《Scientia Horticulturae》上，旨在通过系统研究，筛选出嫁接亲和性高的南瓜砧木组合。
为开展研究，研究人员主要运用了几项关键技术方法。研究选用了十个预先筛选出的抗根结线虫病和枯萎病的南瓜杂交组合作为砧木，以黄瓜品种‘Yubo 200’为接穗进行嫁接。实验在受控的育苗室内进行，采用插接法，并对嫁接后的环境条件（温度、湿度、光照）进行了精确管理。关键的测定技术包括：嫁接成活率统计；嫁接苗生长指标（株高、茎粗、叶面积等）的测量；根系形态指标（根长、根投影面积、根表面积、根体积、平均根直径、根尖数）采用根系扫描仪（EPSON perfection 4990 PHOTO）结合WinRHIZO Pro软件进行分析；根系活力采用TTC法测定；叶片和砧穗结合部的多种酶活性，包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)以及胼胝质合成酶活性，均使用Solarbio公司的相应试剂盒，通过紫外分光光度法或ELISA法进行测定；丙二醛(MDA)含量同样使用试剂盒测定。数据分析采用Microsoft Excel 2019和DPS软件，并进行显著性检验（Duncan法，P < 0.05）和隶属函数分析进行综合评价。
3. 结果与分析
3.1. 嫁接前不同南瓜杂交组合实生苗生长状况
嫁接前，不同南瓜杂交组合的下胚轴长度、下胚轴直径、子叶相对叶绿素含量和子叶叶面积存在差异。杂交组合Xingtai-23 × 360–3和Wan 95–24 × 112–2的下胚轴长度显著高于其他组合。Renhe-1 × LingchuanC1和Wan 95–24 × 112–2的下胚轴直径显著高于其他八种组合。子叶相对叶绿素含量以Renhe-1 × LingchuanC1最高。子叶叶面积以Wan95–24 × 112–2和Fangshan × Renhe-1最大。
3.2. 不同南瓜杂交组合黄瓜嫁接成活率调查
不同南瓜杂交组合的黄瓜嫁接成活率存在差异。487–2 × 112–2、487–2 × Hetoua2、487–2 × LingchuanC1和Renhe-1 × LingchuanC1的嫁接成活率均超过85%。组织切片显示，高成活率的组合其嫁接结合部已形成愈伤组织，而成活率低的组合仍存在隔离层。
3.3. 不同南瓜杂交组合对黄瓜嫁接苗生长的影响
嫁接21天后，所有十个南瓜杂交组合嫁接黄瓜的株高和茎粗均优于自根黄瓜。大部分嫁接苗的植株含水量低于自根黄瓜。487–2 × 112–2嫁接黄瓜的鲜重根冠比和干重根冠比最大。十个南瓜杂交组合嫁接黄瓜的壮苗指数均显著高于自根黄瓜。自根黄瓜的叶片叶面积最大，显著高于十个嫁接组合。
3.4. 嫁接后不同南瓜杂交组合黄瓜根系形态指标变化
所有十个南瓜杂交组合嫁接黄瓜的根长均显著高于自根黄瓜，其中Wan95–24 × 112–2的根长最长。根系投影面积、根系表面积和根系体积在多个嫁接组合（如487–2 × 112–2、Renhe-1 × Wan95–24、Wan95–24 × 112–2）也显著优于自根黄瓜。自根黄瓜的根系平均直径最大。嫁接苗的根尖数普遍高于自根黄瓜。
3.5. 嫁接后不同南瓜杂交组合黄瓜根系活力
除Renhe-1 × Wan95–24外，其他九个南瓜杂交组合嫁接黄瓜的根系活力均高于自根黄瓜，其中487–2 × Hetoua2、487–2 × LingchuanC1和Xingtai-23 × 360–3的根系活力显著高于自根黄瓜。
3.6. 不同南瓜杂交组合对嫁接黄瓜抗氧化酶活性的影响
SOD活性： 九个嫁接组合黄瓜叶片的SOD活性显著高于自根黄瓜，其中487–2 × 112–2、487–2 × Hetoua2、487–2 × LingchuanC1和Renhe-1 × Daziwang-24的活性较高。
POD活性： 487–2 × 112–2、487–2 × LingchuanC1和Wan95–24 × 112–2嫁接黄瓜叶片的POD活性显著高于自根黄瓜和其他组合。
CAT活性： 八个嫁接组合黄瓜叶片的CAT活性显著高于自根黄瓜，其中487–2 × 112–2、487–2 × LingchuanC1、Renhe-1 × LingchuanC1、Renhe-1 × Wan95–24和Fangshan × Renhe-1的活性较高。
PPO活性： 在砧穗结合部，487–2 × 112–2、487–2 × Hetoua2、487–2 × LingchuanC1、Renhe-1 × LingchuanC1、Renhe-1 × Wan 95–24和Wan 95–24 × 112–2嫁接黄瓜的PPO活性显著低于其他组合。
PAL活性： 在砧穗结合部，487–2 × Hetoua2、487–2 × LingchuanC1、Renhe-1 × Daziwang-24和Fangshan × Renhe-1嫁接黄瓜的PAL活性高于其他组合。
3.7. 不同南瓜杂交组合对嫁接黄瓜叶片丙二醛（MDA）含量的影响
Renhe-1 × Wan95–24嫁接黄瓜叶片的MDA含量最高，显著高于自根黄瓜。而487–2 × LingchuanC1和Renhe-1 × Hetoua2嫁接黄瓜叶片的MDA含量最低，显著低于自根黄瓜。其余七个组合与自根黄瓜无显著差异。
3.8. 不同南瓜杂交组合对砧木结合部胼胝质合成酶的影响
胼胝质合成酶活性与嫁接亲和性呈负相关。Fangshan × Renhe-1和487–2 × 112–2嫁接黄瓜砧穗结合部的胼胝质合成酶活性显著低于其他组合。
3.9. 不同南瓜杂交组合黄瓜嫁接苗的隶属函数分析
综合嫁接前幼苗生长状况、嫁接成活率及砧穗结合部酶活性等指标的隶属函数分析表明，表现优良的南瓜杂交组合为Renhe-1 × LingchuanC1、487–2 × 112–2、487–2 × LingchuanC1、Renhe-1 × Daziwang-24和Wan95–24 × 112–2。进一步综合嫁接苗生长、根系形态、根系活力、叶片酶活性等指标的隶属函数分析显示，排名前五的组合为487–2 × 112–2、Wan95–24 × 112–2、Renhe-1 × Daziwang-24、Renhe-1 × LingchuanC1和487–2 × LingchuanC1。
4. 讨论与结论
砧木的活力直接决定嫁接苗的生长状况。本研究通过多指标综合评价，揭示了不同南瓜砧木与黄瓜嫁接后生理响应的差异。嫁接诱导了植物的应激反应，包括活性氧（ROS）的产生和保护酶系统的上调。SOD、POD、CAT等抗氧化酶的协同作用能够清除ROS，维持细胞膜稳定性，减轻膜脂过氧化损伤（表现为MDA含量变化）。砧穗结合部的PPO和PAL活性以及胼胝质合成酶活性与嫁接愈合过程密切相关，较低的PPO和胼胝质合成酶活性通常预示着更好的亲和性与维管束连通性。
研究表明，嫁接能通过提高黄瓜保护酶活性，降低膜脂过氧化水平，从而在一定程度上增强其抗逆性和适应性。综合分析确定，南瓜杂交组合487–2 × 112–2、487–2 × LingchuanC1和Renhe-1 × LingchuanC1与黄瓜嫁接具有优异的亲和性优势，其嫁接成活率高（均超过85%），砧穗结合部胼胝质合成酶活性较低，植株生长健壮，抗氧化能力增强。这些组合在嫁接亲和性方面表现突出，可作为选育黄瓜专用嫁接砧木的优良材料，为克服黄瓜生产中的土传病害障碍提供了有效的技术途径和理论依据。
综上所述，该研究系统筛选出了与黄瓜嫁接亲和性高的南瓜砧木组合，并从生理生化角度阐明了其优势机制，对黄瓜抗病栽培和砧木育种具有重要的指导意义。
