番茄嫁接：提升氮素利用效率与耐旱性的新探索

为探究番茄氮素利用效率（NUE）差异及嫁接效果，德国研究人员实验发现，耐旱砧木可提升接穗 NUE，意义重大。

　　在非生物胁迫中，限制作物生长和产量的因素不仅有氮，水资源短缺和分布不均也使干旱胁迫成为制约作物可持续生产的关键因素。本研究旨在确定一些本地和杂交番茄（Lycopersicum esculentum L.）基因型在氮素利用效率（NUE）方面的差异，并评估用砧木嫁接是否能提高易感番茄接穗的 NUE 和耐旱性。实验在德国哥廷根乔治 - 奥古斯特大学农业学院的全自动生长室中进行，采用通气深液栽培技术，在高氮（3.0 mM）供应条件下，用干旱胁迫（10%（w/v）聚乙二醇 6000（PEG 6000）处理植株。水培实验采用完全随机区组设计，于 2022 年 7 月至 9 月进行，为期 10 周，设置 3 次重复。本研究选用两个番茄基因型 [金皇后 F1（德国杂交品种）和伊拉克 5 号（从伊拉克作物研究所获得）] 作为接穗，两个预先选定的番茄基因型 [卡拉希迪尔（氮低效的土耳其本地品种）和 ALT（从加纳研究所获得的氮高效的加纳本地品种）] 作为砧木材料。尽管在高氮供应条件下生长，但干旱胁迫对嫁接和未嫁接（接穗）番茄植株的地上部生长、根系形态、叶片生理生化反应以及 NUE 均产生了显著的负面影响。另一方面，在干旱胁迫下，嫁接植株通常比未嫁接的对照植株表现出更高的生长性能，这表明氮高效且耐旱的砧木显著促进了易感番茄接穗的生长、生物量积累，进而提高了其 NUE。在两种嫁接组合中，高氮供应下的干旱胁迫存在显著的基因型差异。此前被认定为 “氮高效” 的番茄砧木基因型 ALT，在伊拉克 5 号 / ALT 嫁接组合中表现出比 “氮低效” 的卡拉希迪尔（KH）在金皇后（GK）/KH 嫁接组合中更高的耐旱性。两种未嫁接的易感接穗基因型在干旱胁迫下也存在显著差异。在高氮供应下，接穗基因型伊拉克 5 号通常比接穗基因型 GK 表现出更高的耐旱性。两种砧木（ALT 和 KH）对番茄都有很高的砧木潜力，它们对耐盐性的显著贡献与在高氮供应下诱导接穗的生理生化反应密切相关。这些特性有助于未来为可持续高投入农业筛选和培育耐旱砧木。然而，要推荐这些番茄砧木用于低投入农业，还需在低氮条件下进行实验。因此，近期将开展一项新的水培研究，在低氮（0.3 mM）供应和干旱胁迫下，将相同的番茄接穗（伊拉克 5 号和 GK）嫁接到相同的砧木（ALT 和 KH）上。