范俊俊, 張往祥, 蔡喜彥, 趙明明, 魏宏亮

(南京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，江蘇 南京 210037)

細(xì)柄蕈樹嫩枝扦插生根過程中內(nèi)源激素動(dòng)態(tài)特性研究

范俊俊, 張往祥*, 蔡喜彥, 趙明明, 魏宏亮

(南京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，江蘇 南京 210037)

以3年生細(xì)柄蕈樹實(shí)生苗嫩枝為試驗(yàn)材料，運(yùn)用酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法(ELISA)，研究其在扦插生根過程中內(nèi)源激素含量的變化，旨在揭示細(xì)柄蕈樹扦插生根的機(jī)理。結(jié)果表明，與CK相比，以質(zhì)量濃度300 mg/L的NAA處理插穗，能有效縮短其生根周期；扦插生根過程中，NAA處理與CK的幾種內(nèi)源激素(IAA、ZT和ABA)含量隨時(shí)間變化的趨勢(shì)相同，均呈正“V”形變化；NAA處理可調(diào)節(jié)內(nèi)源激素，促進(jìn)不定根的形成和發(fā)育；不定根形成期間，NAA處理與CK的IAA/ZT、IAA/GA3和IAA/ABA谷值的出現(xiàn)時(shí)間(20 d和30 d)與愈傷組織形成期重合，內(nèi)源激素的這種節(jié)奏性變化反映了生根與生理之間的協(xié)同性。

細(xì)柄蕈樹；扦插；內(nèi)源激素

細(xì)柄蕈樹(Altingiagracilipes)是金縷梅科蕈樹屬優(yōu)良的速生闊葉常綠喬木，喜溫暖濕潤(rùn)，其根系發(fā)達(dá)，對(duì)土壤要求并不十分嚴(yán)格，主要分布于浙江南部、福建及廣東地區(qū)，樹脂可供藥用和香料之用，木材可供建筑和制家具[1]。其樹冠龐大，樹形優(yōu)美，樹干通直，具有較高觀賞價(jià)值，是優(yōu)良生態(tài)造林和綠化樹種?，F(xiàn)存的細(xì)柄蕈樹大多處于野生狀態(tài)，其優(yōu)良特性還未被挖掘利用[2-3]，應(yīng)積極人工繁殖造林，加快其推廣促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。細(xì)柄蕈樹可播種繁殖，但是其蒴果出籽率低，僅有1.285%[2]，且后代易產(chǎn)生性狀變異，不易保持親本優(yōu)良性狀。目前很多苗木在生產(chǎn)中都采用扦插繁殖技術(shù)，一套完善的扦插技術(shù)不僅能縮短培育周期，還能保證品種特性，快速成型、開花。細(xì)柄蕈樹扦插繁殖技術(shù)還處于摸索階段[4-5]，并且局限在繁殖技術(shù)上，并沒有對(duì)扦插生根機(jī)理做進(jìn)一步的研究。因此，本文主要從細(xì)柄蕈樹扦插生根過程中內(nèi)源激素含量及比值的動(dòng)態(tài)變化來研究不定根的發(fā)生，為揭示細(xì)柄蕈樹的生根機(jī)理、高效繁殖和開發(fā)利用提供理論和技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)插穗取材于江蘇省揚(yáng)州市江都區(qū)苗圃基地種植的3 年生細(xì)柄蕈樹實(shí)生苗。選擇無病蟲害的半木質(zhì)化枝條(嫩枝)，采后立即放入水桶并帶回實(shí)驗(yàn)室，將其剪成8～10 cm的段作插穗，每段保留2～3片葉子，每片葉子保留基部的1/3葉面積。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)設(shè)處理2組，即清水對(duì)照(CK)和用300 mg/L NAA浸插條基部2 h。每個(gè)處理重復(fù)3次，每個(gè)重復(fù)30株。扦插15 d后，進(jìn)行插穗生根動(dòng)態(tài)觀測(cè)。以后每隔3 d在每個(gè)處理中隨機(jī)挑選3株觀測(cè)記錄插穗愈傷組織形成期、不定根開始發(fā)生期和不定根大量生成期。扦插后每隔10 d取樣，用保鮮盒立即帶回實(shí)驗(yàn)室，迅速將插穗基部2 cm處的韌皮部切下來并剪碎、混勻，放入-74 ℃的超低溫冰箱中保存待用。

1.2.2 扦插及插后管理 試驗(yàn)于2012年8月11日在南京林業(yè)大學(xué)銀杏園內(nèi)全光照自動(dòng)間歇式噴霧扦插苗床上進(jìn)行。插床基質(zhì)為珍珠巖和蛭石(2∶1 體積比)的混合物，基質(zhì)層厚度15 cm。扦插前加多菌靈進(jìn)行消毒。扦插采用直插，株行距為4 cm×4 cm，深度為3～4 cm。扦插1個(gè)月后，每隔15 d噴施濃度為0.3%的多菌靈溶液進(jìn)行消毒，減少病蟲害。

1.2.3 測(cè)定方法 生長(zhǎng)素(IAA)、玉米素(ZT)、赤霉素(GA3)、脫落酸(ABA)等4種內(nèi)源激素的含量采用酶聯(lián)免疫法(ELISA)[6]測(cè)定，試劑盒由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)提供。每樣準(zhǔn)確稱取細(xì)柄蕈樹插穗韌皮部樣品0.2 g，重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 扦插生根情況

結(jié)果見表1。

表1 細(xì)柄蕈樹嫩枝插穗生根時(shí)間

從表1可以看出，與CK相比，以質(zhì)量濃度300 mg/L的NAA處理插穗，能有效縮短其生根周期。CK產(chǎn)生愈傷組織需30 d左右，不定根開始發(fā)生需40 d左右，不定根大量生成需50 d左右；而NAA處理形成愈傷組織只需20 d左右，不定根開始發(fā)生只需25 d左右，不定根大量生成只需35 d左右。

2.2 扦插生根過程中的內(nèi)源激素含量變化

結(jié)果如圖1所示。扦插生根過程中，NAA處理與CK的IAA含量均呈正“V”字形變化，扦插初期插穗體內(nèi)IAA含量不斷下降，直至不定根突出后IAA含量開始上升。NAA處理的IAA含量均低于CK，在扦插20 d時(shí)達(dá)到谷值，比CK提前10 d。

圖1 細(xì)柄蕈樹柄扦插生根過程中IAA，ZT，GA3和ABA含量變化

GA3含量變化與IAA含量變化截然不同，NAA處理與CK均呈倒“V”字形變化，扦插初期插穗體內(nèi)GA3含量不斷上升，直至不定根開始大量發(fā)生時(shí)含量開始下降。NAA處理第30 d達(dá)到峰值，比CK提前10 d。在第30 d之前，NAA處理GA3含量均高于CK，第30 d之后低于CK。

在不定根大量形成前，ZT含量經(jīng)扦插初期驟增后呈正“V”字形變化，不定根開始發(fā)生時(shí)ZT含量最低。NAA處理在第20 d時(shí)達(dá)到谷值，比CK提前10 d。扦插生根過程中，NAA處理ZT含量均高于CK。

ABA含量經(jīng)扦插初期驟增之后均呈正“V”字形變化，NAA處理在第40 d時(shí)達(dá)到谷值，均比CK提前10 d。扦插生根過程中，NAA處理ZT含量基本低于CK。

2.3 扦插生根過程中的內(nèi)源激素比值變化

細(xì)柄蕈樹扦插生根過程中IAA/ZT、IAA/GA3和IAA/ABA的變化見圖2。

圖2 細(xì)柄蕈樹扦插生根過程中IAA/ZT，IAA/GA3和IAA/ABA值變化

就IAA/ZT而言，NAA處理與CK變化趨勢(shì)相同，均呈正“V”字形變化，但NAA處理比CK反應(yīng)快，在第20 d就已經(jīng)達(dá)到谷值，比CK早10 d。扦插生根過程中，兩處理IAA/ZT值始終大于1，NAA處理IAA/ZT低于CK。

IAA/GA3變化與IAA/ZT變化趨勢(shì)相同，呈正“V”字形變化。NAA處理比CK反應(yīng)快，在第20 d就已經(jīng)達(dá)到谷值，比CK早10 d。扦插生根過程中，IAA/GA3值均大于1，在30 d前NAA處理IAA/GA3低于CK。在不定根大量形成前，NAA處理與CK的IAA/ABA變化趨勢(shì)相同，均呈正“V”字形變化。NAA處理在第20 d達(dá)到谷值，比CK早10 d。

3 結(jié)論與討論

(1)外源激素與插穗不定根形成之間存在密切的關(guān)系[7-11]。應(yīng)用外源激素預(yù)處理插穗，可使難生根樹種生根[12-15]。在扦插育苗中，刺激生根效果顯著的生長(zhǎng)素有NAA、IAA、IBA、2，4-D等[16-19]。本研究中，細(xì)柄蕈樹插穗經(jīng)300 mg/LNAA處理后，愈傷組織形成、不定根開始形成以及不定根大量形成時(shí)期均比CK提前10 d，有效縮短了生根時(shí)間。在苗圃管理過程中，扦插初期要加強(qiáng)扦插環(huán)境內(nèi)的病菌防治和水分管理。在扦插40 d內(nèi)(生根高峰期)，要及時(shí)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)元素，促進(jìn)苗木生根、生長(zhǎng)，縮短苗木出圃時(shí)間。

(2)普遍認(rèn)為IAA是促進(jìn)不定根形成的主要激素[20]，ABA則通過抑制IAA的運(yùn)輸和離體器官的生長(zhǎng)，從而抑制不定根的形成[16]。GA3對(duì)不定根發(fā)生的影響觀點(diǎn)不一，但多數(shù)試驗(yàn)表明高濃度GA3抑制不定根形成[7]。ZT對(duì)插穗生根的影響與生根時(shí)期及其濃度有關(guān)[21]。本研究中，在愈傷組織和根原基形成的過程中，IAA不斷被氧化，含量逐漸減少，在不定根突出前，IAA和ZT含量均處于谷值，說明低濃度IAA及ZT對(duì)不定根的啟動(dòng)和萌發(fā)有重要影響，而在不定根發(fā)生期2激素含量不斷上升以促進(jìn)根的分化和生長(zhǎng)，這與前人[22-25]研究結(jié)果一致。GA3含量變化與IAA呈一定的消長(zhǎng)關(guān)系，在愈傷組織形成時(shí)期，GA3含量不斷上升，說明愈傷組織形成過程中需要合成大量的GA3[26-27]，在不定根發(fā)生期GA3含量不斷下降以促進(jìn)根細(xì)胞分裂和分化[28]。ABA含量在扦插初期驟增可能為降低逆境對(duì)插穗的傷害，不定根形成期含量下降利于生根，這與前人的結(jié)論一致[29]。

(3)促進(jìn)扦插生根的基本原理是調(diào)節(jié)插穗體內(nèi)生根抑制物質(zhì)含量和生根促進(jìn)物質(zhì)含量之間的動(dòng)態(tài)平衡，扦插過程中插穗內(nèi)源激素比值的變化也陸續(xù)被證明與生根關(guān)系密切[30-33]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，NAA處理插穗與CK在扦插生根過程中，體內(nèi)激素比值IAA/ZT，IAA/GA3和IAA/ABA均呈正“V”字形變化，其谷值的出現(xiàn)時(shí)間前者為第20 d，后者為第30 d，與愈傷組織形成期重合，內(nèi)源激素的這種節(jié)奏性變化反映了生根與生理之間的協(xié)同性。外施NAA激素可協(xié)同內(nèi)源激素促進(jìn)不定根的形成和發(fā)育，并與清水處理形成差異。

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Theendogenoushormones’variationduringtheadventitiousrootformationofAltingiagracilipescuttings

FAN Jun-jun, ZHANG Wang-xiang*, CAI Xi-yan, ZHAO Ming-ming, WEI Hong-liang

(College of Forestry，Nanjing Forestry University，Nanjing 210037，China)

To reveal the rooting mechanism ofAltingiagracilipes, endogenous hormone dynamics in the 3-year-old softwood cuttings during the adventitious root formation was studied by ELISA.The result showed that rooting cycle of the cuttings treated with 300 mg/LNAA was clearly shortened compared with that of CK.The change trend of the endogenous hormones (IAA, ZT and ABA) by NAA treatment was parallel to that of CK, which was featured with “V-shape”.Meanwhile, indications of synergetic effects were observed between endogenous and exogenous hormones.During the adventitious root formation, the valley in the curves of IAA/ZT, IAA/GA3and IAA/ABA with the NAA treatment and CK appeared on the 20thand 30threspectively, presenting synergetic effect along with root formation.

Altingiagracilipes; Cutting; Endogenous hormone

1001-7380(2014)04-0011-04

2014-05-20；

2014-05-23

江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新項(xiàng)目："楓香亞科耐寒常綠闊葉行道樹新品種選育"CX(11)1040

范俊俊(1990- )，女，碩士生，研究方向：觀賞植物栽培。

*通信作者：張往祥(1965- )，男，副教授，主要從事觀賞園藝研究，E-mail: malus2011@163.com。

Q949.751.4

A

10.3969/j.issn.1001-7380.2014.04.003