揭秘药用南瓜生长与油质优化密码:砧木与嫁接技术的神奇力量

【字体: 时间:2025年04月26日 来源:BMC Plant Biology 4.3

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  为探究嫁接对药用南瓜(Cucurbita pepo var. styriaca)种子产量及油质的影响,研究人员用 5 种砧木和 3 种嫁接方法开展研究。结果表明,砧木和嫁接方法显著影响果实、种子产量及油质,推荐用 45 号砧木侧接进行商业生产。这为药用南瓜种植提供重要参考。

  在农业的广阔天地里,药用南瓜(Cucurbita pepo var. styriaca)可是个 “宝藏植物”。它不仅能在传统医学领域大显身手,用于治疗前列腺疾病、感冒、疲劳等多种病症,其种子富含的油脂,更是有着极高的营养价值和经济价值。然而,在药用南瓜的种植过程中,诸多问题逐渐浮现。比如,土壤传播的疾病常常让南瓜 “生病”,影响其生长;面对干旱、高温等恶劣环境,南瓜的适应能力也有待提高。更重要的是,以往的研究在通过嫁接技术提升作物抗病虫害能力和生物量时,往往忽视了作物品质这一关键因素,尤其是药用南瓜种子的产量和油质,相关研究几乎是一片空白。
为了解开这些谜团,来自伊朗 Ferdowsi University of Mashhad、University of Maragheh 等多个研究机构的研究人员,踏上了探索之旅。他们开展了一项极具意义的研究,旨在评估 5 种不同砧木和 3 种嫁接技术对药用南瓜生长和种子品质的影响。

这项研究成果意义非凡。研究发现,砧木和嫁接方法对药用南瓜的果实产量、种子产量、油产量和油质都有着显著影响。其中,侧接(Side grafting)被证明是最成功的嫁接方法,而使用 45 号(code 45)砧木进行侧接的药用南瓜植株,展现出了最高的产量和最优的油质。这一结论为药用南瓜的商业生产指明了方向,推荐使用这种嫁接组合,有望大大提高药用南瓜的种植效益。该研究成果发表在《BMC Plant Biology》杂志上。

在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先是不同的嫁接技术,包括侧接(SIG)、孔插入嫁接(Hole insertion grafting,HIG)和劈接(Cleft grafting,CG) 。在实验中,他们精心培育药用南瓜幼苗和砧木,严格控制环境条件。通过系统地记录植株生长过程中的各项形态学参数,如茎直径、根长、果实大小等;精确测量各种重量参数,像根鲜重、种子干重等;采用索氏提取(Soxhlet extraction)法提取种子油,并对油进行物理化学分析,如测定过氧化值、碘值和总生育酚含量等,从而全面地评估嫁接对药用南瓜的影响。

下面来详细看看研究结果:

  • 嫁接成功率和死亡率:研究对比了 4 种不同的愈合过程,发现将嫁接植物置于温室中的拉链塑料袋内(温度 21 - 37°C,湿度 65 - 80%)的方法,能提供最稳定的条件,实现成功的嫁接愈合。砧木类型和嫁接方法之间存在显著的交互作用,影响嫁接成功率。使用 45 号、42 号和 21 号砧木进行侧接时,成功率最高;而 11 号砧木嫁接成功率最低。这是因为侧接能更好地促进砧木和接穗之间的血管连通,有利于水分和养分的运输,提高植株的存活率12
  • 对南瓜形态参数的影响:砧木和接穗的相互作用对南瓜的多个形态参数有显著影响。在茎长方面,嫁接 6 个月后,以 45 号砧木为根基的接穗茎长最长,而与 21 号和 36 号砧木组合的接穗茎长最短,这可能与砧木为茎生长提供养分的能力或芽萌发时间的差异有关。在根长、根鲜重和干重方面,45 号砧木的表现最为突出,其根系产量和直径最大,11 号和 36 号砧木则较低34
  • 果实生长参数:砧木对单果重和总果实产量有显著影响,但对果实长度和直径影响不明显。45 号砧木诱导的果实产量最高,达到4.5kg/m2,11 号砧木果实产量最低。此前研究表明,南瓜种内嫁接可调节 miRNA 表达、DNA 甲基化和酚类含量,影响果实大小和产量,本研究与之相符,进一步证明侧接 45 号砧木可通过类似分子机制提高产量56
  • 种子产量:不同砧木的种子产量、单果种子数、单果种子重量和千粒重存在显著差异。45 号砧木的种子产量最高,为0.0987.33kg/m2 ,11 号砧木最低。45 号砧木嫁接的植株单果种子重量和千粒重也较高。种子产量的增加可能得益于植株生物量和果实大小的改善,这得益于更深更强壮的根系,能够吸收更多的水分和养分78
  • 原油含量:研究发现,11 号和 36 号嫁接植株的原油含量最高,分别在 37 - 37.51% 之间。对照植株、42 号和 45 号嫁接植株的原油含量相似,21 号植株的原油含量较低,说明不同砧木对提高原油含量没有明显作用9
  • 化学分析:在碘值方面,45 号嫁接植株的种子油碘值最高,表明其油的不饱和程度、氧化稳定性和凝固温度等特性较好;11 号嫁接植株的种子油过氧化物水平最高,其他研究的油过氧化物值相似。在总生育酚含量上,42 号和 36 号嫁接植株较高,11 号和 21 号较低,说明砧木对总生育酚含量的影响有正有负1011

综合研究结论和讨论部分,这项研究首次系统地探究了嫁接对药用南瓜种子产量和油质的影响,填补了该领域的研究空白。明确了不同砧木和嫁接方法在药用南瓜种植中的作用,为种植者选择合适的砧木和嫁接技术提供了科学依据,有助于提高药用南瓜的商业生产效益。同时,研究还揭示了嫁接过程中砧木与接穗之间复杂的相互作用机制,为进一步研究植物生长发育和遗传改良提供了有价值的参考,在植物科学和农业生产领域都具有重要意义。

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