17个葡萄砧木品种叶片解剖结构与抗旱性分析

doi:10.6048/j.issn.1001-4330.2022.08.010

新疆农业科学 ›› 2022, Vol. 59 ›› Issue (8): 1896-1906.DOI: 10.6048/j.issn.1001-4330.2022.08.010

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17个葡萄砧木品种叶片解剖结构与抗旱性分析

由佳辉¹(), 高林¹, 冯琳骄¹, 买迪妮阿依·买买提¹, 周龙¹(), 李树德²

1.新疆农业大学林学与园艺学院,乌鲁木齐 830052
2.新疆维吾尔自治区玛纳斯县中信国安葡萄酒业有限公司,新疆玛纳斯 832200

收稿日期:2021-11-15 出版日期:2022-08-20 发布日期:2022-10-01
通信作者: 周龙（1976-）,男,新疆人,教授,博士,研究方向为果树种质资源及栽培生理,（E-mail） zhoulong2004@126.com
作者简介:由佳辉（1996-）,女,山东烟台人,硕士研究生,研究方向为果树栽培生理,（E-mail） 961328021@qq.com
基金资助:
自治区重点研发计划(2020B01003-1);新疆维吾尔自治区园艺学重点学科

Analysis of Leaf Anatomical Structure and Drought Resistance of 17 Grape Rootstock Varieties

YOU Jiahui¹(), GAO Lin¹, FENG Linjiao¹, Maimaiti Maidiniayi¹, ZHOU Long¹(), LI Shude²

1. College of Forestry and Horticulture, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, China
2. Xinjiang Uygur Autonomous region Manas CITIC Guo’an Wine Industry Co., Ltd., Manas Xinjiang, 832200, China

Received:2021-11-15 Published:2022-08-20 Online:2022-10-01
Correspondence author: ZHOU Long（1976-）, male, Xinjiang. professor, PhD, the research direction is fruit tree germplasm resources and cultivation physiology,（E-mail） zhoulong2004@126.com
Supported by:
Key R & D Projects of the Autonomous Region in 2020(2020B01003-1);Xinjiang Uygur Autonomous Region Key Discipline of Horticulture Funding Project

摘要/Abstract

摘要：

【目的】研究叶片解剖结构指标与葡萄砧木抗旱性之间的关系,为抗旱性葡萄品种的筛选提供便捷有效的方法。【方法】以17个葡萄砧木品种多年生田间树为材料进行干旱胁迫处理（21 d）,测定其茎叶相对含水量和电导率,观测比较其叶片解剖结构特征,并结合主成分分析法和聚类分析法对各葡萄砧木品种的抗旱性进行了综合评价。【结果】干旱胁迫导致17个葡萄砧木品种的叶片相对含水量大幅度下降,茎相对含水量则出现小幅度的上升和下降两种趋势,叶片和茎的相对电导率均呈现不同程度的增加;而各项叶片解剖结构指标对干旱胁迫敏感程度的顺序为栅海比>细胞结构紧实度>细胞结构疏松度>上表皮细胞厚度>叶片厚度>下表皮细胞厚度>栅栏组织厚度>海绵组织厚度。【结论】叶片解剖结构指标与葡萄砧木品种的抗旱性关系密切,可用来鉴定其抗旱性。1103P、5BB和河岸9号的抗旱性极强,3309C、河岸2号、河岸10号和山河4号的抗旱性较强,1613C、Dogridge、贝达和山河1号的抗旱性中等,山河3号、河岸7号、Riparia Glorie、101-14MG和河岸4号的抗旱性较弱,Ganzia的抗旱性最弱。

关键词: 葡萄砧木; 抗旱性; 解剖结构; 主成分分析; 聚类分析

Abstract:

【Objective】 To explore the relationship between leaf anatomical structure indexes and drought resistance of grape rootstocks, and to provide a convenient and effective method for screening grape varieties with drought resistance.【Methods】 The perennial field vines of 17 grape rootstock varieties were treated with drought stress（21d）, the relative moisture content and electrical conductivity of stem and leaf were measured, and the anatomical structure characteristics of the leaves were observed and compared, and the drought resistance of grape rootstock varieties was evaluated by principal component analysis and cluster analysis. 【Result】The results show that, the relative water content of leaves of 17 grape rootstock varieties decreased greatly under drought stress, while the relative water content of stem nodes showed two trends of small increase and decrease, and the relative electrical conductivity of leaves and stem nodes showed different degrees of increase. And the order of sensitivity of leaf anatomical structure indexes to drought stress was:R/S> CTR> SR> TUE> TL> TLE> TP> TS. 【Conclusion】 The index of leaf anatomical structure is closely related to the drought resistance of grape rootstocks and can be used to identify their drought resistance. Combined with principal component analysis and cluster analysis comprehensive evaluation obtain, 1103P, 5BB and Riparia9 have highly drought resistant, 3309C, Riparia2, Riparia10 and Amurensis×Riparia4 have strong drought resistance, 1613C, Dogridge, Beta and Amurensis×Riparia1 have moderate drought resistance, Amurensis×Riparia3, Riparia7, Riparia Glorie, 101-14MG and Riparia4 have weak drought resistance, Ganzia has the weakest drought resistance.

Key words: grape rootstock; drought tolerance; anatomical structure; principal component analysis; cluster analysis

中图分类号:

S663.1

由佳辉, 高林, 冯琳骄, 买迪妮阿依·买买提, 周龙, 李树德. 17个葡萄砧木品种叶片解剖结构与抗旱性分析[J]. 新疆农业科学, 2022, 59(8): 1896-1906.

YOU Jiahui, GAO Lin, FENG Linjiao, Maimaiti Maidiniayi, ZHOU Long, LI Shude. Analysis of Leaf Anatomical Structure and Drought Resistance of 17 Grape Rootstock Varieties[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2022, 59(8): 1896-1906.

图/表 8

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品种 Varieties	亲本 Parents	品种 Varieties	亲本 Parents
山河1号Amurensis×Riparia1	山葡萄×河岸葡萄	101-14MG	河岸葡萄×沙地葡萄
山河3号Amurensis×Riparia3	山葡萄×河岸葡萄	3309C	河岸葡萄×沙地葡萄
山河4号Amurensis×Riparia4	山葡萄×河岸葡萄	1103P	冬葡萄×沙地葡萄
河岸2号Riparia2	河岸葡萄	贝达Beta	河岸葡萄×美洲葡萄
河岸4号Riparia4	河岸葡萄	Dogridge	香宾尼葡萄
河岸7号Riparia7	河岸葡萄	5BB	冬葡萄×河岸葡萄
河岸9号Riparia9	河岸葡萄	光荣Riparia Glorie	河岸葡萄
河岸10号Riparia10	河岸葡萄	Ganzia	不详
1613C	Solonis和Othello

品种 Varieties	亲本 Parents	品种 Varieties	亲本 Parents
山河1号Amurensis×Riparia1	山葡萄×河岸葡萄	101-14MG	河岸葡萄×沙地葡萄
山河3号Amurensis×Riparia3	山葡萄×河岸葡萄	3309C	河岸葡萄×沙地葡萄
山河4号Amurensis×Riparia4	山葡萄×河岸葡萄	1103P	冬葡萄×沙地葡萄
河岸2号Riparia2	河岸葡萄	贝达Beta	河岸葡萄×美洲葡萄
河岸4号Riparia4	河岸葡萄	Dogridge	香宾尼葡萄
河岸7号Riparia7	河岸葡萄	5BB	冬葡萄×河岸葡萄
河岸9号Riparia9	河岸葡萄	光荣Riparia Glorie	河岸葡萄
河岸10号Riparia10	河岸葡萄	Ganzia	不详
1613C	Solonis和Othello

品种名称 Varieties name	叶片相对含水量 RWCL（%）		茎相对含水量 RWCS（%）
品种名称 Varieties name	CK	处理Treatment	CK	处理Treatment
101-14MG	76.99±3.90 ^Aabc	42.99±3.96 ^BCDdef	91.32±1.65 ^Aab	92.21±0.28 ^ABCDabcde
1613C	75.25 ±3.65 ^Aabc	51.45±1.87 ^ABCDabcde	82.06±4.55 ^Ab	94.60±2.47 ^ABCabc
3309C	77.83±5.87 ^Aabc	55.88±3.01 ^ABab	92.91±4.81 ^Aa	88.93±1.42 ^BCDdef
1103P	69.45±4.49 ^Aabc	61.26±5.93 ^Aa	85.42±6.54 ^Aab	93.17±3.39 ^ABCDabcd
贝达Beta	71.66±3.18 ^Aabc	51.08±3.30 ^ABCDabcde	87.67±5.24 ^Aab	97.37±1.08 ^Aa
Dogridge	78.64±3.14 ^Aab	49.85±4.40 ^ABCDbcdef	86.45±4.08 ^Aab	89.24±3.82 ^BCDEcdef
Ganzia	77.20±1.11^Aabc	40.38±4.59 ^Df	95.06±0.69 ^Aa	86.63±2.45 ^DEef
Riparia Glorie	79.76±4.40 ^Aab	44.31±4.93 ^BCDcdef	90.05±1.83 ^Aab	90.95±4.50 ^ABCDEbcdef
河岸10号Riparia10	76.13±5.13 ^Aabc	53.97±2.89 ^ABCDabc	86.35±1.01 ^Aab	95.51±1.94 ^ABab
河岸9号Riparia9	69.71±4.14 ^Aabc	56.37±2.43 ^ABab	86.72±2.48 ^Aab	96.25±1.24 ^ABab
河岸7号Riparia7	70.99±2.73 ^Aabc	46.46±3.88 ^BCDbcdef	95.43±2.36 ^Aa	87.81±1.85 ^CDEdef
河岸4号Riparia4	78.81±3.25 ^Aab	41.74±3.20 ^CDef	82.69±3.28 ^Ab	83.63±0.95 ^Eg
河岸2号Riparia2	78.37±2.44 ^Aab	54.58±1.32 ^ABCab	88.11±2.26 ^Aab	86.43±2.85 ^Df
山河4号Amurensis×Riparia4	68.50±4.37 ^Ac	52.26±5.61 ^ABCDabcd	92.96±1.30 ^Aa	96.42±0.20 ^ABab
山河3号Amurensis×Riparia3	79.95±3.29 ^Aa	47.61±3.24 ^ABCDbcdef	86.37±3.20 ^Aab	95.99±0.91 ^ABab
山河1号Amurensis×Riparia1	68.18±4.68 ^Abc	48.16±4.94 ^ABCDbcdef	87.45±3.17 ^Aab	91.71±3.15 ^ABCDbcdef
5BB	70.37±5.37 ^Aabc	56.38±2.35 ^ABab	87.19±0.88 ^Aab	90.97±2.74 ^ABCDEbcdef

品种名称 Varieties name	叶片相对含水量 RWCL（%）		茎相对含水量 RWCS（%）
品种名称 Varieties name	CK	处理Treatment	CK	处理Treatment
101-14MG	76.99±3.90 ^Aabc	42.99±3.96 ^BCDdef	91.32±1.65 ^Aab	92.21±0.28 ^ABCDabcde
1613C	75.25 ±3.65 ^Aabc	51.45±1.87 ^ABCDabcde	82.06±4.55 ^Ab	94.60±2.47 ^ABCabc
3309C	77.83±5.87 ^Aabc	55.88±3.01 ^ABab	92.91±4.81 ^Aa	88.93±1.42 ^BCDdef
1103P	69.45±4.49 ^Aabc	61.26±5.93 ^Aa	85.42±6.54 ^Aab	93.17±3.39 ^ABCDabcd
贝达Beta	71.66±3.18 ^Aabc	51.08±3.30 ^ABCDabcde	87.67±5.24 ^Aab	97.37±1.08 ^Aa
Dogridge	78.64±3.14 ^Aab	49.85±4.40 ^ABCDbcdef	86.45±4.08 ^Aab	89.24±3.82 ^BCDEcdef
Ganzia	77.20±1.11^Aabc	40.38±4.59 ^Df	95.06±0.69 ^Aa	86.63±2.45 ^DEef
Riparia Glorie	79.76±4.40 ^Aab	44.31±4.93 ^BCDcdef	90.05±1.83 ^Aab	90.95±4.50 ^ABCDEbcdef
河岸10号Riparia10	76.13±5.13 ^Aabc	53.97±2.89 ^ABCDabc	86.35±1.01 ^Aab	95.51±1.94 ^ABab
河岸9号Riparia9	69.71±4.14 ^Aabc	56.37±2.43 ^ABab	86.72±2.48 ^Aab	96.25±1.24 ^ABab
河岸7号Riparia7	70.99±2.73 ^Aabc	46.46±3.88 ^BCDbcdef	95.43±2.36 ^Aa	87.81±1.85 ^CDEdef
河岸4号Riparia4	78.81±3.25 ^Aab	41.74±3.20 ^CDef	82.69±3.28 ^Ab	83.63±0.95 ^Eg
河岸2号Riparia2	78.37±2.44 ^Aab	54.58±1.32 ^ABCab	88.11±2.26 ^Aab	86.43±2.85 ^Df
山河4号Amurensis×Riparia4	68.50±4.37 ^Ac	52.26±5.61 ^ABCDabcd	92.96±1.30 ^Aa	96.42±0.20 ^ABab
山河3号Amurensis×Riparia3	79.95±3.29 ^Aa	47.61±3.24 ^ABCDbcdef	86.37±3.20 ^Aab	95.99±0.91 ^ABab
山河1号Amurensis×Riparia1	68.18±4.68 ^Abc	48.16±4.94 ^ABCDbcdef	87.45±3.17 ^Aab	91.71±3.15 ^ABCDbcdef
5BB	70.37±5.37 ^Aabc	56.38±2.35 ^ABab	87.19±0.88 ^Aab	90.97±2.74 ^ABCDEbcdef

品种名称 Varieties name	叶片相对电导率 RECL（%）		茎相对电导率 RECS（%）
品种名称 Varieties name	CK	处理Treatment	CK	处理Treatment
101-14MG	19.16±2.50 ^Aa	51.62±3.09 ^ABabcd	8.86±1.19 ^Ce	41.18±3.46 ^ABabcd
1613C	14.28±0.48 ^Aabc	42.67±3.85 ^CDEabcdef	11.26±2.60 ^BCbcde	36.73±2.99 ^ABCbcd
3309C	12.64±2.58 ^Ac	37.86±2.82 ^Edef	13.81±0.80 ^ABCbcde	37.12±2.42 ^ABCcde
1103P	19.13±3.88 ^Abc	39.28±2.95 ^ABabcd	11.74±1.62 ^BCbcde	34.36±2.66 ^Ce
贝达Beta	19.61±2.75 ^Aabc	48.02±3.88 ^Aab	19.10±2.89 ^Aa	44.62±3.81 ^ABabc
Dogridge	12.10±0.42 ^Aabc	41.68±3.87 ^Eef	15.35±1.59 ^ABCabc	41.81±2.74 ^ABabcd
Ganzia	11.89±1.40 ^Aabc	45.33±2.09 ^Eef	12.87±2.29 ^ABCbcde	46.74±3.75 ^Aab
Riparia Glorie	13.54±0.28 ^Aabc	45.32±3.11 ^DEbcdef	13.21±0.56 ^ABCbcde	45.05±2.39 ^ABabc
河岸10号Riparia10	18.26±1.84 ^Aabc	44.17±2.55 ^ABCDabcde	14.17±3.55 ^ABCbcd	38.38±3.18 ^ABCbcd
河岸9号Riparia9	14.54±1.69^Ac	38.30±1.95 ^BCDEabcdef	13.87±1.29 ^ABCbcde	37.08±3.53 ^ABCcde
河岸7号Riparia7	18.05±2.32 ^Aabc	49.49±2.80 ^ABCDabcde	13.47±3.75 ^ABCbcde	45.29±2.67 ^ABabc
河岸4号Riparia4	17.94±0.66 ^Aab	50.74±3.03 ^ABCDabcde	14.58±1.32 ^ABCabc	48.29±2.61 ^Aa
河岸2号Riparia2	12.72±2.42 ^Abc	39.30±3.11 ^Ecdef	9.31±1.01 ^Cde	33.86±2.07 ^BCde
山河4号Amurensis×Riparia4	19.23±2.90 ^Aabc	46.44±2.84 ^ABabc	11.26±0.82 ^BCbcde	36.28±2.61 ^ABCcde
山河3号Amurensis×Riparia3	18.77±0.52 ^Aabc	49.97±2.85 ^ABCabcd	9.20±0.42 ^Cde	39.12±3.60 ^ABCabcd
山河1号Amurensis×Riparia1	10.70±2.06 ^Aabc	40.63±2.69 ^Ee	16.18±2.64 ^ABab	44.16±2.46 ^ABabc
5BB	20.46±2.01 ^Aabc	42.75±1.13^Aa	11.06±2.75 ^BCcde	32.79±2.53 ^BCde

17个葡萄砧木品种叶片解剖结构与抗旱性分析

Analysis of Leaf Anatomical Structure and Drought Resistance of 17 Grape Rootstock Varieties

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品种名称 Varieties name	上表皮细胞厚度 TUE（%）	下表皮细胞厚度 TLE（%）	叶片厚度 TL（%）	栅栏组织厚度 TP（%）	海绵组织厚度 TS（%）	栅海比 R/S（%）	细胞结构紧实度 CTR（%）	细胞结构疏松度 SR（%）
101-14MG	95.13	97.28	102.41	96.78	110.55	87.54	94.50	107.95
1613C	118.20	102.42	115.24	121.27	109.78	110.46	105.23	95.26
3309C	93.55	122.93	103.31	124.25	90.21	137.73	120.27	87.32
1103P	120.97	104.51	101.88	111.13	93.84	118.42	109.08	92.11
贝达Beta	110.76	102.51	101.19	103.29	101.22	102.05	102.08	100.03
Dogridge	113.69	111.71	81.33	106.71	124.33	85.82	131.21	152.89
Ganzia	80.26	104.07	99.03	93.38	118.92	78.53	94.29	120.08
Riparia Glorie	103.96	92.81	103.18	109.94	99.26	110.76	106.55	96.20
河岸10号Riparia10	102.59	137.89	96.13	97.69	89.23	109.48	101.63	92.82
河岸9号Riparia9	94.31	90.52	130.41	142.74	132.07	108.08	109.45	101.27
河岸7号Riparia7	82.30	123.90	112.59	99.03	125.41	78.96	87.95	111.38
河岸4号Riparia4	104.56	85.17	73.76	61.64	75.49	81.66	83.57	102.34
河岸2号Riparia2	105.14	108.79	113.64	107.62	109.33	98.44	94.71	96.21
山河4号Amurensis×Riparia4	130.28	77.39	100.18	107.21	95.43	112.34	107.01	95.25
山河3号Amurensis×Riparia3	95.68	89.37	109.61	110.27	112.09	98.38	100.60	102.25
山河1号Amurensis×Riparia1	130.35	111.24	144.20	143.41	143.91	99.66	99.46	99.80
5BB	83.43	112.32	84.63	80.75	86.24	93.63	95.42	101.91
平均Average	103.83	104.40	104.28	106.89	106.90	100.70	102.53	103.24

指标 Indicators	主成分 Principal component
指标 Indicators	F₁	F₂	F₃	F₄
叶片相对含水量RWCL	-0.072	-0.309	-0.009	0.163
叶片相对电导率RWCS	0.098	0.300	0.013	-0.069
茎相对含水量RECL	0.069	0.124	0.070	0.448
茎相对电导率RECS	0.079	0.308	-0.002	-0.134
上表皮细胞厚度TUE	-0.007	0.080	-0.030	0.712
下表皮细胞厚度TLE	0.163	-0.048	-0.115	0.287
叶片厚度TL	0.191	-0.099	0.193	0.001
栅栏组织厚度TP	0.126	-0.048	0.348	-0.017
海绵组织厚度TS	0.236	-0.092	0.054	-0.047
栅海比R/S	-0.137	0.030	0.339	0.085
细胞结构紧密度CTR	0.130	-0.046	-0.341	-0.021
细胞结构疏松度SR	-0.240	0.082	-0.039	0.066
特征值Eigenvalue	3.944	2.991	2.422	1.172
贡献率Contribution ratio（%）	32.870	24.922	20.181	9.766
累计贡献率Cumulative contribution rate（%）	32.870	57.793	77.974	87.739

砧木品种名 Grape Rootstock Varieties	各主成分的得分 Score of each principal component				综合得分（F） Composite Scores	综合排名 Ranking incomposite scores
砧木品种名 Grape Rootstock Varieties	F₁	F₂	F₃	F₄	综合得分（F） Composite Scores	综合排名 Ranking incomposite scores
101-14MG	49.841	-21.514	45.998	8.214	24.056	15
1613C	56.967	-24.718	53.479	9.074	27.632	8
3309C	61.747	-26.916	53.670	7.439	28.660	4
1103P	65.579	-28.656	60.014	7.441	31.061	1
贝达Beta	56.628	-24.359	48.533	9.847	26.555	10
Dogridge	56.100	-24.690	51.481	8.395	26.780	9
Ganzia	45.410	-19.314	41.871	10.878	22.368	17
Riparia Glorie	50.763	-21.894	44.872	8.609	24.078	14
河岸10号Riparia10	59.105	-25.456	50.250	10.821	27.675	6
河岸9号Riparia9	61.889	-27.129	57.691	6.072	29.425	3
河岸7号Riparia7	51.209	-22.175	48.297	8.145	24.901	13
河岸4号Riparia4	49.422	-21.188	45.256	9.796	23.997	16
河岸2号Riparia2	59.190	-25.749	53.133	8.735	28.054	5
山河4号Amurensis×Riparia4	58.637	-25.300	51.279	9.717	27.658	7
山河3号Amurensis×Riparia3	53.172	-22.954	47.552	8.915	25.330	12
山河1号Amurensis×Riparia1	54.086	-23.393	50.580	8.596	26.209	11
5BB	63.251	-27.427	57.979	9.485	30.297	2

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