《Plants》：Scion Influence and Rootstock Specificity in Grafted Grapevines: Insights into Graft Affinity, Growth, and the Dynamics of Nutrient Acquisition
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嫁接是提高葡萄生产抗逆性和果实品质的关键策略。然而，研究人员对砧木在嫁接建成、植株生长和养分获取中的具体作用认识仍有限。本研究评估了三个世界性酿酒葡萄品种嫁接到八个砧木上的相关性状，旨在阐明单个砧木的内在特性，并为其更好地理解和利用提供见解。砧木对叶柄矿质元素
嫁接是提高葡萄生产抗逆性和果实品质的关键策略。然而，研究人员对砧木在嫁接建成、植株生长和养分获取中的具体作用认识仍有限。本研究评估了三个世界性酿酒葡萄品种嫁接到八个砧木上的相关性状，旨在阐明单个砧木的内在特性，并为其更好地理解和利用提供见解。砧木对叶柄矿质元素含量表现出显著影响，且在不同发育阶段和年份间呈现一致模式。例如，5BB在所有阶段持续积累Ca，而Beta表现出较强的Mn吸收能力。此外，101-14M和110R在花期特异性富集B。接穗对嫁接后生长和矿质元素吸收表现出显著影响。具体而言，‘Cabernet Sauvignon’（CS）在大中量营养元素积累方面表现优异，而‘Petit Verdot’（PV）在微量元素积累方面显示出明显优势。从花期到转色期，主要矿质元素谱从N、P和B转变为Ca、Mg和Cu，且接穗的影响在转色期变得明显。这些发现增进了研究人员对砧木的理解，并为其利用提供了参考。
论文解读：嫁接葡萄中接穗影响与砧木特异性对嫁接亲和性、生长及养分获取动态的影响
嫁接是多年生果树生产中整合优良性状的重要园艺策略，尤其对于遗传背景复杂、育种周期长的葡萄（Vitis vinifera）而言，通过嫁接可将砧木的抗逆性、抗土传病害能力及对矿质元素亏缺和不良土壤条件的耐受性赋予地上部分，从而在不修改接穗基因型的前提下实现多种优良性状的整合。然而，砧木在嫁接建成、植株生长和养分获取中的具体作用仍不明确。现有研究常基于不同的评价标准或框架，如愈伤组织形成、萌芽率和生根能力等参数仅被部分应用，导致研究间难以直接比较，也掩盖了砧木的内在特性。此外，发育阶段和采样组织的差异进一步加剧了砧木介导养分吸收解释的不一致性。因此，在一致田间条件下对多个砧木和不同接穗品种进行综合评估，涵盖嫁接表现、营养生长及关键物候期的养分积累，仍较为罕见。基于此，研究人员将三个葡萄接穗品种嫁接至八个广泛使用的砧木上，并在同一葡萄园条件下连续多年评估嫁接表现、营养生长和矿质元素组成，旨在明确砧木对嫁接亲和性和矿质吸收的影响程度，表征不同嫁接组合中砧木效应的总体模式，并评估特定砧木是否在不同接穗和发育阶段间表现出一致性能。
研究人员在2017年进行嫁接评估，随后于2018至2021年开展田间试验。供试材料包括三个接穗品种：‘Cabernet Sauvignon’（CS）、‘Marselan’（MS）和‘Petit Verdot’（PV），以及八个砧木：‘101-14M’、‘110R’、‘188-08’、‘3309C’、‘5BB’、‘5C’、‘SO4’和‘Beta’。试验采用随机完全区组设计，每品种设置八个嫁接组合和一个自根对照，共三个重复小区。研究主要采用以下关键技术方法：硬枝劈接法进行嫁接；嫁接亲和性评价体系，包括萌芽率、生根率、愈伤组织形成指数（CFI）和嫁接愈合指数（GHI）；基于ICP-OES和凯氏定氮法测定叶柄矿质元素含量；土壤化学性质分析；多因素方差分析（ANOVA）及效应量比较；主成分分析（PCA）、层次聚类热图、相关性和线性回归分析。
研究结果部分主要发现如下。在气象与土壤特征方面，2018年降水量显著高于2019–2021年，土壤有机质含量相对较低，pH介于微酸性至中性之间。不同品种种植区的土壤大量元素水平无显著差异，但PV种植区0–40 cm土层Ca较低而Cu较高，Mn总体变异大且相对较低，土壤中未检测到B。
在嫁接建成方面，接穗基因型对嫁接愈合指数和萌芽率起主导作用，PV萌芽率最高（78%），GHI最高（0.65），而CS最低。生根率和CFI更多受砧木基因型影响，188-08和101-14M的生根率较高。砧木与接穗的互作效应也相当显著。101-14M表现出较强的嫁接愈合能力和高生根效率。PCA显示CFI和萌芽率在PC1上高度关联，而生根率沿PC2独立分离，表明根起始是嫁接表现的独立轴。
在田间营养生长方面，年份效应和接穗基因型是早期植株发育的主要决定因素，砧木效应相对较弱。CS嫁接植株存活率最高（93.8%），营养生长势较强，亲和系数（AC）为1.3。砧木影响主要反映在嫁接口下方的侧向生长，如CS与5BB、SO4、101-14M和188-08组合在嫁接口下方茎干较粗。未嫁接植株早期接穗直径大于嫁接植株，但随发育差异逐渐消失。
在叶柄矿质元素组成方面，生长阶段是大多数元素变异的最大来源，其次为年份和接穗，砧木效应大多较小。从花期到转色期，矿质元素谱发生明显转变：N、P、B含量下降，N下降51%，P下降56%，K下降15%；而Ca、Mg、Cu、Mn、Fe和Zn上升，其中Cu和Mn分别增加四倍和两倍以上。接穗表现出特定的养分吸收偏好，CS与大量元素N、P、K、Ca、Mg、S积累相关，PV与微量元素B、Cu、Fe、Mn、Zn及相关N、S、K吸收相关。砧木特异性效应虽部分被掩盖但仍可检测：Beta表现出高Mn积累和较低Ca的特点，5BB在几乎所有物候期有效积累Ca，101-14M和110R在花期显著富集B，188-08的Ca和Mg吸收较低，101-14M和110R的P吸收低于自根苗。层级聚类显示，在转色期接穗基因型主导元素谱分组，但Z-score标准化后仍能区分砧木相关模式。
在元素互作及与嫁接亲和性和早期生长的关联方面，花期Ca与Mg正相关（r=0.85），与B、Cu、Mn负相关；转色期元素相关性更紧密，N与Cu、K与S强正相关（r>0.8）。亲和性指数PC1与花期B浓度（r=0.81）及花期和转色期的Cu浓度正相关，而生长指数PC1与转色期N、K、S、Zn显著负相关，暗示生物量稀释效应。
讨论部分指出，接穗对嫁接亲和性、生长和矿质吸收的影响大于砧木，这与接穗控制冠层发育和碳同化有关。接穗在嫁接条件下仍保留其内在的养分调控特性，这通过回归分析得到证实。砧木对养分吸收具有细微但独特的效应，如Beta的高P和K积累与其强耐寒性相关，高Mn积累可能带来毒害风险；5BB的Ca积累与其耐石灰性土壤的适应机制相关；101-14M和110R的B富集可能与根系构型和水吸收效率有关。物候期重塑叶柄矿质元素谱，花期砧木效应更易辨别，转色期接穗效应增强。元素间存在协同和拮抗作用，如Ca–Mg协同、N–S协同、Ca–Mn拮抗等。环境因素（如降水差异）可能影响养分吸收，但土壤养分未被作为协变量，效应无法量化。
研究结论总结如下：研究揭示了接穗基因型、砧木特性、发育阶段和环境条件对养分获取的联合效应。接穗对生长表现和矿质元素浓度的影响大于砧木系统；砧木对嫁接建成贡献显著，并明显影响叶柄Ca和Mn水平。在多年和多物候期条件下，Beta表现出高Mn吸收能力和较低的Ca获取，而5BB偏好吸收Ca；101-14M和110R在花期表现出强B积累。砧木/接穗效应对养分获取的强度随发育阶段变化，转色期接穗品种间差异尤为显著，尤其在S、K、Fe和Zn积累方面。从花期到转色期，矿质吸收模式由N、P、B为主转向Ca、Mg、Mn、Cu为主。这些发现加深了研究人员对砧木影响树体生长和养分获取的理解，同时强调了在评估树体营养状况时考虑发育阶段的重要性。研究也承认品种差异和样本量有限可能影响结果，且需要在不同生境中验证以增强结论的稳健性。
