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为探究板栗嫁接不亲和机制，研究人员监测化学和生理参数，发现相关指标差异，助力早期检测。
板栗，这种在山区和丘陵地区有着重要经济价值的树种，不仅为人们提供美味的果实，其木材、用于生产单宁的树皮以及为蜜蜂提供蜜源的花朵，都让它成为当地不可或缺的资源。近年来，随着人们对板栗需求的增加，板栗的种植也愈发受到重视，尤其是在低地地区，集约化果园不断兴起，克隆砧木的使用也越来越普遍。然而，一个棘手的问题却困扰着种植者们 —— 嫁接不亲和。它就像一个隐藏在暗处的敌人，限制着新砧木和品种的推广，严重影响着板栗产业的发展。
为了揭开板栗嫁接不亲和的神秘面纱，来自意大利都灵大学（Dipartimento Di Scienze Agrarie, Forestali E Alimentari, Università Di Torino）、皮埃蒙特板栗研究与发展中心（Centro Regionale Di Castanicoltura del Piemonte）、土耳其翁多库兹?马伊斯大学（Faculty of Agriculture, Department of Horticulture, Ondokuz May?s University）以及西班牙农业转型公司（Empresa de Transformación Agraria S.A., S.M.E., M.P. (TRAGSA)）的研究人员，包括 Giovanni Gamba、Dario Donno 等，展开了一项深入的研究。他们的研究成果发表在《Planta》杂志上，为解决这一难题带来了新的希望。
研究人员采用了多种关键技术方法。在样本采集方面，选取了不同兼容性的板栗嫁接组合，包括已知兼容的 Bouche de Bétizac × Marsol CA07（BBxCA07）、Marrone Val Susa × Marsol CA07（MSxCA07），以及不兼容的 Marrone Val Susa × C. crenata（MSxCren）、Marrone Val Susa × C. mollissima（MSxMoll），在两个物候期（愈伤组织形成期（CAL）和营养生长周期末期（EVC））采集样本 。在分析检测技术上，运用分光光度法和色谱技术分析总酚含量（TPC）及特定酚类标记物；使用手持仪器测定叶片叶绿素含量（以 SPAD 单位表示）和气孔导度（gsw?），并通过高效液相色谱 - 二极管阵列检测器（HPLC - DAD）对生物活性化合物进行表征；最后通过方差分析（ANOVA）等统计方法对实验数据进行分析。
下面来看看具体的研究结果。
气体交换和叶绿素评估
- 叶片叶绿素含量：研究发现，不同嫁接组合的叶片叶绿素含量存在显著差异，且在整个营养生长周期中保持稳定。其中，BBxCA07 组合的平均叶片叶绿素含量最高，达到 55.50 ± 2.78，MSxCA07 次之，为 48.84 ± 1.68。不兼容组合中，MSxCren 的叶绿素含量为 43.64 ± 2.28，MSxMoll 最低，仅为 34.28 ± 2.97。在生长季节，各组合的 SPAD 指数均有所下降，MSxMoll 下降幅度最大，达 - 16.53%，而兼容组合下降幅度较小，BBxCA07 为 - 2.27%，MSxCA07 为 - 2.28%，MSxCren 下降幅度最低，为 - 0.68%。这表明叶绿素含量的差异与嫁接兼容性水平有关，较低的叶绿素含量可能是嫁接不亲和导致的压力指标，可作为初步筛选指标，辅助进一步的化学分析。
- 气孔导度：气孔导度的测量结果显示，兼容组合和不兼容组合之间同样存在显著差异。BBxCA07 和 MSxCA07 的气孔导度表现相似，平均值分别为0.526±0.046 mol m?2 s?1和0.571±0.066 mol m?2 s?1。MSxCren 的气孔导度为0.115±0.025 mol m?2 s?1，与上述兼容组合及 MSxMoll 均不同。MSxMoll 的气孔导度最低，平均值为0.026±0.010 mol m?2 s?1。整个生长季节中，Bouche de Bétizac 和 Marrone Val Susa 嫁接到克隆杂交砧木 Marsol CA07 上的组合气孔导度值较高。气孔导度与叶片叶绿素含量的变化模式相似，不兼容组合的值普遍较低，这说明气孔导度也能反映嫁接的兼容性状况。
化学动态
- 总酚含量：TPC 在所有组合的所有部分，从 CAL 到 EVC 阶段，除了 MSxCren 和 MSxMoll 的接穗和砧木外部组织外，均显著增加。外部组织的酚类化合物含量明显高于内部组织。在内部组织中，不兼容组合的酚类化合物含量更高，尤其是在嫁接部位，EVC 时不兼容组合的 TPC 是兼容组合的三倍以上。这表明酚类化合物在嫁接不亲和过程中起着重要作用，TPC 的变化可作为区分兼容和不兼容组合的初步工具。
- 生物活性化合物的鉴定和定量：研究重点关注了儿茶素（儿茶素、表儿茶素）、苯甲酸（鞣花酸和没食子酸）和单宁（栗木鞣花素、vescalagin）这几类酚类化合物。这些化合物在生长季节均显著增加，在 EVC 阶段达到最高水平。单宁是主要的酚类物质，在所有组合中占比均超过 70%，栗木鞣花素是单宁中的主要成分。苯甲酸和儿茶素的含量变化趋势不明确，没食子酸在兼容组合 MSxCA07 中含量较高，而最初在起始材料中未检测到儿茶素，在兼容嫁接组合中含量较高。这些结果表明，这些化合物作为板栗嫁接不亲和标记物的有效性还需进一步研究。
研究结论与讨论部分指出，气孔导度和叶片叶绿素含量是有效的、非破坏性的验证工具，可用于区分兼容和不兼容的嫁接组合。TPC 分析证实了之前在其他水果物种研究中观察到的模式，即酚类化合物的生物合成在营养生长周期中增加，且在嫁接部位更高，不兼容组合在 EVC 时 TPC 值最高，多酚积累集中在嫁接部位的内部组织。然而，没食子酸和儿茶素作为嫁接不亲和标记物的作用仍不确定，因为它们在兼容嫁接中的浓度高于预期。研究还面临诸多挑战，如环境条件、起始材料基因型等因素会影响酚类水平，使得研究变得复杂。因此，目前的科学研究支持采用综合多学科方法，而非单一方法。未来需要扩大测试的基因型数量、拓宽考虑的酚类标记物范围、研究潜在的非线性相关性，并探索组织学方面的内容，以建立实用的嫁接不亲和诊断工具，这对于培育新的、有韧性的砧木，推动板栗种植的发展至关重要。
这项研究为板栗嫁接不亲和问题的解决提供了重要的理论依据和实践指导，让我们在板栗种植的道路上又向前迈进了一步，期待未来能有更多的研究成果，为板栗产业的蓬勃发展注入新的活力。
