免费文献传递   相关文献

兴安圆柏嫩枝插穗生根相关内源激素特征分析



全 文 :第27卷第3期
2 0 1 2年9月
河 北 林 果 研 究
HEBEI JOURNAL OF FORESTRY AND ORCHARD RESEARCH
Vol.27No.3
Sep.2 0 1 2
   
文章编号:1007-4961(2012)03-0298 -04
兴安圆柏嫩枝插穗生根相关内源激素特征分析
郭英超1,2,李燕玲1,杜克久1
(1河北农业大学 林学院,河北 保定071000;2西藏职业技术学院,西藏 拉萨850030)
摘要:为了提高兴安圆柏扦插生根率,探讨兴安圆柏的扦插生根机理,以改进的 HPLC法测定了兴安圆柏嫩
枝插穗生根过程中4种内源激素的含量变化。结果表明,外源激素处理促进了插穗内IAA合成,显著提高了
插穗内IAA含量、IAA/ABA值,ABA含量变化不明显;低浓度的ZT促进生根,插穗生根过程中ZT含量较
低,NAA处理使ZT含量比对照显著降低;外施激素降低了生根初期插穗内GA含量,促进了愈伤组织和根
原基形成,提高了不定根形成期插穗内GA含量,有利于不定根生长。
关键词:兴安圆柏;扦插;内源激素;生理指标
中图分类号:S 791.44 文献标志码:A
Analysis of the characteristics of endogenous hormones during root
formation of Sabinadavurica(Pal.)Ant.
GUO Ying-chao1,2,LI Yan-ling1,DU Ke-jiu1
(1 College of Forest,Agricultural University of Hebei,Baoding071000,China;
2 Tibet Vocational and Technical College,Lasa850030,China)
Abstract:In order to discuss the cuttage rooting mechanism and lay the theoretical founda-
tion for enhancing the cuttage and rooting rate of Sabina davurica(Pal.)Ant,the changes
of 4endogenous hormones during the rooting process of softwood cuttings of Sabina davuri-
ca(Pal.)Ant.were detected by improved HPLC.The results showed that exogenous hor-
mone promote synthesis of IAA during rooting.They significantly increased the content of
IAA and IAA/ABA in softwood cuttings during rooting.But the content variation of ABA is
unclear.Low concentration ZT was favorable to rooting.The ZT content was lower than
that of CK during rooting and significantly decreased with nathphylacetic acid(NAA)com-
pared to CK.Exogenous hormone decreased the GA during the initial rooting stage,which
was beneficial to the formation of calus tissue and adventitious root primordium while it in-
creased the GA on adventitious rooting which was good for hastening growth.The dynamic
balances of endogenous hormone regulated the induction of adventitious root.
Key words:Sabina davurica(Pal.)Ant.;cuttage;endogenous hormones;physiological fin-
gers
           
收稿日期:2012-06-11;修改稿收期:2012-06-29
基金项目:河北省林业局资助项目“河北省坝上地区野生沙生植物繁育及示范推广应用”。
作者简介:郭英超(1981-),男,西藏拉萨人,讲师,硕士,主要从事林木遗传育种方面的研究。
通讯作者:杜克久(1965-),男,河北秦皇岛人,教授,博士,主要从事分子生物学和转基因安全评价的研究。
第3期 郭英超等:兴安圆柏嫩枝插穗生根相关内源激素特征分析 299    
  兴安圆柏 [Sabina davurica (Pal.)Ant.]在
河北省塞罕坝机械林场的半固定沙丘只有约60m2
的自然分布,是河北省濒危沙生植物[1]。兴安圆柏
枝干遒劲有力,树形优美,可用于园林绿化,又因其
沙生且抗逆性强,还可作为干旱、半干旱地区防风固
沙和水土保持的优良树种。目前,兴安圆柏繁殖以
扦插繁殖为主,但较低的生根率成为其重要限制因
子[2]。诸多因子共同调控着插穗不定根的形成,目
前,对生长素、细胞分裂素、赤霉素和脱落酸等生理
生化指标研究较多,但是,兴安圆柏尚未涉及。本试
验中,笔者通过分析3种不同处理、不同生根时期插
穗内源激素的变化,旨在为提高兴安圆柏扦插生根
率奠定理论基础。
1 材料与方法
1.1 试验时间、地点
本试验于2006年7月2日在河北农业大学林学
院苗圃进行。以IBA 200mg/L,NAA 200mg/L,对
照CK(清水)3种不同的处理处理嫩枝插穗,每个处
理3个小区,每小区3个重复,小区采取随机设计。
每个重复扦插70枝。
1.2 试验材料
试验材料来自塞罕坝机械林场,母株为8年生
的压条苗,插穗为当年生12cm长的半木质化嫩枝
插穗。
1.3 试验方法
1.3.1 取样 7月2日-8月6日之间,每7d取
样1次。每重复中任选2株,取茎尖和底部3.5cm
长健康带皮叶片混合样,取样后用塑封袋装好后立
刻放入盛有液氮的保温瓶中,立刻带回实验室放入
-70℃超低温冰箱,于9月18日、9月19日夜测
定。
1.3.2 试验仪器与试剂 美国waters高效液相色
谱仪、材料用80%4℃预冷甲醇浸提3次,石油醚萃
取4次,SIGMA公司赤霉素、生长素、脱落酸、细胞
分裂素标准品。色谱纯用甲醇、乙睛,重蒸水。所有
样品和流动相过0.45μm滤膜。Symmetry C18 5
μm 3.9mm×150mm色谱柱;甲醇-乙腈-水=
20∶20∶60,进样量5mL,波长:UV-254nm。
1.3.3 内源激素的测定 采用改进的 HPLC法[3]
提取、纯化、分离样品[3]。
1.3.4 统计分析 采用Excel和SPSS软件进行
数据处理,用一元方差分析(One-way ANOVA)进
行差异性检验。
2 结果与分析
2.1 插穗生根过程中IAA含量变化
众多研究认为[4-7],IAA对不定根的形成具有
明显的促进作用。嫩枝插穗生根过程中IAA含量
的变化见图1。在嫩枝扦插生根过程中,变化趋势
大致相同,扦插后14~21d嫩枝插穗内部IAA含
量大幅度下降,其中对照下降了74.7%,下降最为
严重,此后IAA含量开始上升。对插穗进行解剖发
现,此时根源基形成并开始突出表皮,IAA含量的
上升使皮层薄壁细胞内储藏的淀粉转化为可溶性
糖,提高细胞的渗透压,于是细胞吸水使水分含量迅
速增加体积增大,细胞中的酶活性活跃起来,呼吸作
用和代谢作用加强,细胞大量分化形成根原基,并不
断突出表皮[8]。处理插穗IAA含量显著高于对照,
说明外用激素促进了枝条内部IAA的合成。
图1 插穗生根过程中IAA含量变化
Fig.1 Variations of the IAA content in softwood
cuttings during rooting.
2.2 插穗生根过程中ABA含量的变化
ABA是影响插穗生根的因素[9-10]。嫩枝插穗
生根过程中ABA含量的变化见图2。扦插初期,对
照与处理插穗中的 ABA含量变化趋势相反,对照
先升后降,处理先降后升。扦插后7d愈伤形成期,
处理插穗含量由较低水平下降,在14天根源基形成
期,达到峰值;就含量来看处理插穗一直处于一个相
对稳定水平。对照枝条在第7天愈伤形成时期,就
出现第一个峰值,第28天不定根伸长阶段,出现第
2个峰值,在整个过程中明显的双峰曲线。整体来
看,处理插穗内部ABA含量低于对照,变化曲线也
为明显的单峰曲线。杂交鹅掌揪扦插使用外源激素
处理能使 ABA含量下降,与本试验有一定相似之
处[11]。
300  河 北 林 果 研 究 第27卷   
图2 插穗生根过程中ABA含量变化
Fig.2 Variations of the ABA content in softwood
cuttings during rooting
2.3 插穗生根过程中IAA/ABA含量变化
对内源激素与生根的关系,IAA/ABA的比值
研究比单一激素研究更多。多数试验表明,IAA/
ABA比值与生根率成正比[3,12-13]。
如图3所示,在嫩枝插穗生根过程中,插穗的
IAA/ABA的比值最初都下降。第14天根原基形
成期,处理插穗内部该比值达到谷值,以后由于
IAA在嫩枝插穗中含量开始缓慢上升,而 ABA总
体含量变化不大,IAA/ABA 值上升;直到第28天
不定根伸长阶段,比值又开始下降,表现为单峰曲
线。对照插穗最初下降就极为迅速,到21d不定根
大量形成时,到达低谷,下降幅度近3/4。对处理和
对照插穗之间差异达到显著水平,说明插穗生根可
能不是某单一激素影响,而是各种激素共同作用的
结果,IAA/ABA 比值高低是影响嫩枝插穗生根的
重要因素,IBA和 NAA处理可以通过提高插穗内
IAA/ABA 的比值来促进生根,达到提高生根效果
的目的[9,13]。
图3 插穗生根过程中IAA/ABA值变化
Fig.3 Variations of IAA/ABA in softwood cuttings
during rooting
2.4 插穗扦插生根过程中ZT含量变化
细胞分裂素主要抑制根原基的分化与形成[12]。
插后7d,处理嫩枝插穗ZT含量迅速下降,降低至
正常含量的60%左右,并保持稳定水平直至不定根
伸长;扦插初期,对照插穗ZT含量微上升,第7天
愈伤组织形成后迅速降低近40%,此后是升-降过
程,为明显的双峰曲线(图4)。但在试验中,低浓度
的ZT含量没有影响愈伤的形成。整个扦插生根过
程中处理之间ZT含量差异不显著,但是 NAA处
理与对照之间差异呈显著水平。一般认为ZT抑制
插穗生根效应,但也有促进生根的报道,主要决定于
浓度,低浓度ZT促进插穗生根[14],本试验中对照
的ZT浓度一直处于相对较高的水平,可能对插穗
生根造成影响。
图4 插穗生根过程中ZT含量变化
Fig.4 Variations of the ZT content in softwood cuttings
during rooting
2.5 插穗扦插生根过程中GA含量变化
多数学者认为 GA 与生根率呈现负相关
性[15-16]。在扦插初期,对照和处理插穗的GA含量
都有严重下降,幅度超过70%;处理之间 GA含量
的变化曲线相似,在前7d愈伤形成期GA含量下
降,第21天形成期GA含量达到峰值,其余时间变
化平稳;对照枝条扦插后第14天,降到波谷,第21
天不定根形成期,上升到峰值。总体来看,在嫩枝生
根过程中,各处理的GA含量差异并不显著,可是在
插后21d,处理枝条GA含量明显高于对照。此时
正是不定根形成期,细胞分裂非常活跃,而赤霉素类
较多地存在于生长旺盛的部分[14],高浓度的GA有
利于根的伸长和生长。这与刘关君[17]在研究长白
落叶松夏季嫩枝扦插过程中内源激素的变化情况
时,认为GA对细胞分裂有明显的促进作用有一定
的一致性[17]。
图5 插穗生根过程中GA含量变化
Fig.5 Variations of the GA content in softwood cuttings
during rooting
第3期 郭英超等:兴安圆柏嫩枝插穗生根相关内源激素特征分析 301    
3 结论和讨论
外源激素施用显著提高了扦插中后期插穗内部
IAA的含量,促进了插穗内部营养物质的转化,有
利于不定根的形成;经外源激素处理的嫩枝插穗插
穗中 ABA含量变化差距都不明显,确改变了插条
中的IAA/ABA比值,因此,外源激素对插穗生根
效果的影响很可能不是直接改变内源激素含量,而
是使内源激素之间达到了一定的平衡而促进生根;
激素处理降低了插穗内ZT含量,也未对愈伤组织
产生不利影响,可能还是因为ZT含量一直处于相
对较低的原因;愈伤形成期,处理插穗GA含量低于
对照,在不定根形成期,处理插穗内部GA含量明显
不高于对照,可以断定相对低浓度GA很可能有利
于愈伤和根源即形成,相对高浓度的GA有利于不
定根的伸长,但GA对生根的影响浓度范围还有待
于进一步确定。
参考文献:
[1]黄金祥,李信,钱进源,等.塞罕坝植物志[M].北京:中国科学技
术出版社,1996:236-237.
[2]袁国兴,牟兆军,陈国富,等.兴安圆柏的栽培及观赏价值[J].特
种经济动植物,2001(2):32.
[3]陈雪梅,高红兵,王沙生.三种杨树扦插生根期间内源激素水平
的比较研究[J].林业科学,1994,30(4):1-7.
[4]Christensen M V,Erinksen E N,Andesen A S.Interaction of
stock plant irradiance and auxin in the propagation of apple ro-
otstocks by cuttings[J].Scientiv horticultural,1980,78(1):11-
17.
[5]秦新民,梁倩华.白花泡桐不定根发生过程中内源激素和RNA
变化[J].园艺学报,1995,4(1):52-56.
[6]徐继忠,陈四维.核桃枝条硬枝插条内源激素(IAA,ABA)含量
变化对生根的影响[J].园艺学报,1989,16(4):275-278.
[7]刘桂丰,杨传平,曲冠正,等.落叶松杂种插穗生根过程中4种内
源激素的动态变化[J].东北林业大学学报,2001,29(6):8-18.
[8]宋金耀,何文林,杜玉虎,等.山海关杨扦插生根过程中集中生理
生化指标的变化[J].河北昌黎职业技术师范学院学报,2001,15
(3):5-7.
[9]詹亚光,杨传平,金贞福,等.白桦扦插生根的内源激素和营养物
质[J].东北林业大学学报,2001,29(4):1-4.
[10]江玲,周燮.外源生长素和细胞分裂素对莴苣幼苗侧根原基发
生和内源激素含量的影响[J].南京农业大学学报,2000,23
(1):19-22.
[11]张晓平,方炎明,黄绍辉.杂种鹅掌揪扦插生根过程中内源激素
的变化[J].南京林业大学学报:自然科学版,2004,28(3):79-
82.
[12]郭素娟,凌宏勤,李凤兰.白皮松插穗生根的生理生化基础研究
[J].北京林业大学学报,2004,26(2):43-47.
[13]敖红,王昆,冯玉龙.长白落叶松插穗的内源激素水平及其与扦
插生根的关系[J].植物研究,2002,22(2):190-195.
[14]潘瑞炽.植物生理学[M].第6版.北京:高等教育出版社,
2008.
[15]Heinz Jansen.Die Wirkung von Gibberel insaure and Indoly
lessigsaure auf die Wurzel bildung von Tomaten steck lingen
[J].Planta(Historical Archive),1967,74(4):371-378.
[16]肖关丽,杨清辉,李富生.甘蔗组培苗继代培养内源激素与绿苗
生根率关系研究[J].云南农业大学学报,2001,16(4):271-
273.
[17]刘关君,李绪尧,由香玲,等.长白落叶松插穗内源激素变化与
不定根产生的关系[J].东北林业大学学报,2000,28(1):19-
20.
(编辑 杨建肖)