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不同砧木对根系生长的影响差异较大,矮化砧根长密度小、分布浅,乔化砧则根系庞大,分布深广,但关于矮化砧的致矮性与深根性是何关系,以及能否选育深根性的矮化砧木报道极少,本文以富士/八棱海棠、富士/M9和富士/SH40、富士/M9/八棱海棠和富士/SH40/八棱海棠等5种不同砧穗组合的苹果树为试材,利用微根管技术,监测苹果细根的发生和死亡动态及分布特征;同时对M9、八棱海棠及八棱海棠×M9杂交群体的新生根表型性状(包括根角度和根长度等)进行观测,以期比较不同嫁接组合下乔化砧和矮化砧的根系生长特性以及探讨苹果砧木深根性状的可能形成原因。主要研究结果如下:1.从根长密度来看,矮化砧富士/M9和富士/SH40的细根发生和死亡量均显著低于乔化砧富士/八棱海棠,矮化中间砧(富士/M9/八棱海棠和富士/SH40/八棱海棠)在一定程度上降低了细根的发生;树体负载量对细根的发生有一定的抑制作用:结果期之前,所有砧穗组合苹果树细根的发生均为双峰曲线,进入结果期后,细根发生呈现为单峰类型。根条数密度与根长密度的变化趋势一致,但平均细根长度在砧木间无显著差异,表明根条数是引起根长密度差异的主要因子。2.矮化砧富士/M9有50.07%的细根分布于0～20 cm表层土,为浅根性砧木;而乔化砧富士/八棱海棠,有55.15%的细根分布于100～150 cm深层土,表现为深根性;矮化砧富士/SH40的细根在表层土中所占比例为44.08%,在深层土中所占比例为37.38%,表现为M9和八棱海棠的中间类型。3.新生根表型性状调查显示:M9的根角度为30.30°,显著低于八棱海棠(52.33°);M9根系生长素(IAA)含量为48.87 ng/g FW,八棱海棠根系IAA含量为229.47 ng/g FW;I2-KI染色显示,M9根冠柱细胞的淀粉粒含量显著少于八棱海棠。4.基因表达表明,调控根角度的基因MdDRO1和调控根向地性的基因MdPIN11在M9根系中的表达均显著低于八棱海棠,其中八棱海棠根中MdDRO1的相对表达是M9的3.20倍;八棱海棠根中MdPIN11的相对表达是M9的8.17倍。表明根角度和根向地性可能是导致M9和八棱海棠根系深浅的潜在因子,且分别与MdDRO1和MdPIN11有关。5.序列分析显示,MdPIN11MdDRO和启动子序列在M9和八棱海棠均具有显著差异,与参考基因组相比,MdPIN11启动子区有1个17 bp的序列插入,但M9为杂合插入,八棱海棠为纯合插入。M9的MdDRO1启动子序列与参考基因组一致,八棱海棠MdDRO1启动子区包含3处(长度分别为3 bp、42 bp和54 bp)共计99 bp的插入片段,且为杂合插入。GUS染色显示,99 bp的插入序列增强了启动子活性,加强了MdDRO 的表达。6.根角度和根长度在八棱海棠×M9杂交后代中均表现出广泛的性状分离和遗传变异:两者均为正态分布,且表现出超亲分离,其广义遗传力(H2)分别为0.96和0.89。表明根角度和长度均为多基因控制的数量性状,利用分子标记辅助手段寻找和挖掘相关QTL位点有利于更好地揭示苹果深根性状的调控机制。