全 文 ：福建林学院学报　2006, 26(2):135-139
JournalofFujianColegeofForestry
祁连圆柏网袋容器扦插繁殖技术的研究
王军辉 1 , 张建国 1 , 张守攻1 , 许　洋 1 , 张文学2 , 周光军 2
(1.中国林业科学研究院林业研究所 国家林业局林木培育重点实验室 , 北京 100091;
2.甘肃天祝县林业局 , 甘肃 天祝 733200)
摘要:文中采用网袋容器和自动间歇喷雾扦插繁殖技术系统地研究了祁连圆柏插穗生根的外在
因素和生理生化基础 , 对祁连圆柏插穗母株年龄 、 长度 、类型 、 激素处理等对插穗生根的影响
进行了试验 .采用高效液相色谱法测定不同插穗类型内源激素(IAA、 ABA、 GA3 、 Z、 ZR、
iPA)、酚类化合物 、糖类的含量 .结果表明:硬枝插穗随着母株年龄增长 , 生根率下降;激
素处理能显著提高硬枝插穗的生根率 , 其中以 IBA500 g·kg-1处理生根效果最好 , 生根率达到
75%以上;长度小于 10 cm的插穗生根率高;不同枝条类型之间的生根能力没有显著差异;3
种插穗类型的 IAA、 Z、 GA3 、酚类化合物和糖类及 IAA/ABA、 IAA/ZT的比值差异较大 , 单一
的某种激素对祁连圆柏插穗生根没有明显影响 .
关键词:祁连圆柏;硬枝扦插;生根率;生理生化基础
中图分类号:S791.18 　　　　文献标识码:A　　　　文章编号:1001-389X(2006)02-0135-05
Researchontechnologyofhardwoodcuting
propagationofSabinaprzewalski
WANGJun-hui1 , ZHANGJian-guo1 , ZHANGShou-gong1 , XUYang1 , ZHANGWen-xue2 , ZHOUGuan-jun2
(1.ResearchInstituteofForestry, ChineseAcademyofForestry, KeyLaboratoryofTreeBreedingandCultivation,
StateForestryAdministration, Beijing100091, China; 2.ForestryBureauofTianzhuCounty, Tianzhu733200, China)
Abstract:Thepurposeofthestudywastoinvestigatethetechniquesofcutingpropagationandphysiologicalandbiochemicalbasis
forSabinaprzewalski.Bycutingmethodinauto-intervalmistsystem, togetherwithsometreatments, therootingabilityofdifferent
ortetages, diferentcutinglength, diferentbranchestypes, differentplanthormones, somerootingindexsuchasrootingratio,
rootingquantityandrootlengthwereinvestigated.Theendogenoushormonescontent, includingIAA, ABA, GA3 andZ, phenol
compoundsandsugarcompoundweremeasuredusingHPLC.Theresultobtainedbytheexperimentindicatedthattherootingratioof
youngindividualswashigherthanmatureindividuals′;Therootingratioofhardwoodwasincreasedbyplanthormonetreatment,
especialytreatedbyIBA500·kg-1 , therootingratiohasbeenover75%;Thebestcutinglengthislessthan10 cm;Thereisno
differenceofrootingratiosbetweenbranchestypes.ThecontentofIAA, ABA, GA3 andZ, phenolcompoundsandsugarcompound
aswellastheratioofIAAtoABA, IAAtoZfromdiferentcutingtypesarecorrelatedwiththerootingratio.Singlehormonehasno
obviousefectontherootingofhardwoodcuttingofS.przewalskii.
Keywords:Sabinaprzewalski;hardwoodcuting;rootingrate;physiologicalandbiochemicalbasis
祁连圆柏(SabinaprzewalskiKom.)是我国特有树种 , 分布于祁连山脉西北———东南向延伸至岷江山
地 [ 1] , 是寒温带常绿针叶林的建群树种之一 , 生态幅度较宽 , 喜光 、 耐寒 、 耐旱 、耐瘠薄 , 与青海云
杉平行分布 , 为阳坡的基础群落种 [ 2] .其树姿挺拔 , 四季常青 , 具有很高的观赏价值 , 开发利用潜力
大 .但该树种授粉环境不良 , 果实虫害严重 , 充实有胚种实率低 , 种子含仁率 20% -60%, 一般在
28%左右 [ 3] , 种壳坚硬 , 天然更新不良 .人工播种繁殖困难;种子发芽时间长 , 常 2 a出苗 , 致使祁连
圆柏大苗供不应求 , 远不能满足荒山造林和城市绿化的需要 .赵德栓等 [ 4] 、王金叶等 [ 5]对祁连圆柏扦
插繁殖进行过研究 , 但有关祁连圆柏扦插繁殖基础性的系统性研究目前尚未见报道 .本研究对祁连圆柏
　基金项目:退耕还林科技支撑专题 “祁连山退耕区植物新品种的引进和乡土树种的扩繁技术研究 ” ;国家林业局重点项目 “西部
干旱区设施育苗技术与试验示范 ” (2003-027-L27).
　第 1作者简介:王军辉(1972-), 男, 河南郏县人 , 副研究员 , 从事林木遗传育种研究.
　收稿日期:2005-11-09;修回日期:2006-01-04.
DOI :10.13324/j.cnki.j fcf.2006.02.009
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进行了不同激素处理 、不同年龄采穗母株 、不同枝条类型和长度的扦插繁殖试验 , 期望找到促进祁连圆
柏扦插繁殖的技术组合 , 同时对不同插穗类型的内源激素 、 酚类化合物和糖类物质的含量进行测定分
析 , 探讨了祁连圆柏插穗生根的潜在生理生化基础 , 旨在为其良种繁育提供有益的指导 .
1　材料与方法
1.1　插穗来源与处理
实验所用穗条是由甘肃天祝县华藏寺林场培育的实生苗 , 穗条是从该林场同一苗圃中 7和 10 a苗
木上剪取的 1年生硬枝 .平均穗条长度 16.0 cm;平均穗条直径 4.0 mm.穗条从采穗母株上剪取后 , 迅
速用利刃刀将基部削成楔形 , 每 20根捆成 1捆 .插条所做处理见表 1.随机完全区组设计 , 3次重复 ,
每一重复 10-20株 .
表 1　祁连圆柏硬枝扦插的试验设计
Table1　TheexperimentdesignsofhardwoodcutingofS.przewalski
试验项目 处理代码 采穗母株年龄/a 扦插株数 试验内容说明 激素种类
激素浓度
/(g·kg-1)
激素处理时间
/h
枝条类型　　 D1 10 60 仅 1年生枝段 IBA∶NAA 200 3
D2 10 60 带部分 2年生枝段的 2年生枝段
插穗长度　　 L21 10 30 长度 10-15cm IBA∶NAA 200 3
L22 10 30 长度 5-10cm
采穗母株年龄 N1 60 10a IBA∶NAA 200 3
N2 60 7a
激素试验　　 S1 7 30 IBA 200 1
S2 7 30 IBA 200 3
S3 7 30 IBA 200 5
S4 7 30 IBA 500 1
S5 7 30 IBA 500 3
CK 7 30 清水 　 0 3
1.2　扦插网袋容器的制作与来源
该实验所用的基质是用泥炭和珍珠岩按 1∶1的比例放入搅拌器中搅拌均匀 , 再倒入灌装机中加工成
2 m长的基质肠 .扦插前 , 基质先用 0.5%的高锰酸钾溶液浸泡消毒后再用全自动切割机将其切成长 14
-15 cm的短段 , 摆放于 58cm×23 cm的托盘中放置于插床上 .
1.3　温室试验的插床及生根条件设置
扦插于 4月下旬在甘肃天祝华藏寺示范园区的塑料日光温室内进行 .扦插床是离地面高为 90 cm,
宽度和长度为 2m×5m, 用钢丝网做成的钢架苗床 .苗床上方用聚乙烯塑料薄膜搭成高 1.5 m的小拱
棚 .棚内用直径为 1.5 mm粗的地热线来回环绕于插床上面对基质进行加温 , 其上用薄层沙土覆盖 .扦
插后 , 棚内每隔 1周喷施 1次 3%-4%的多菌灵 .基质温度平均保持在 20 ℃左右;用全自动间歇喷雾
来保持棚内的湿度 , 棚内湿度保持在 89%左右 .棚内温度白天平均为 22 ℃, 夜晚温度平均为 14 ℃,
日最高气温不超过 28 ℃, 最低温度不低于 10℃.
1.4　HPLC分析
用 HPLC测定已生根插穗基部 2 cm和顶梢针叶(C11-1、 C11-2)、有愈伤插穗基部 2 cm和顶梢针叶
(C12-1、 C12-2)、 未生根插穗基部 2 cm和顶梢针叶(C13-1、 C13-2)中的内源激素(IAA、 ABA、 GA3 、
Z、 ZR、 iPA)、酚类化合物 、糖类的含量 , 3次重复 , 每个重复每个类型取 10根插穗 , 共分析 90根插
穗 .参见文献 [ 6]进行待测样品的提取 .Waters244型高效液相色谱分析系统[ 6] .
1)植物中赤霉素(GA3)、吲哚乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)测定的色谱条件 .
柱:NovapakC18(0.4 cm×15cm);流动相:40%CH3OH— 15%CH3CN— 45%H2O(用 H3PO4调 pH
至 4);流速:0.7 mL·min-1;检测器:UV254 nm ×0.1AUFS.
2)细胞分裂素中玉米素(Z)、 玉米素核苷(ZR)、 异戊烯基腺嘌呤(iPA)测定的色谱条件 .
柱:NovapakC18(0.4 cm×15cm);流动相:40%CH3CN— 25%CH3OH— 60%H2O(用 H3PO4调 pH
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　第 2期　　　　　　　　　　　王军辉等:祁连圆柏网袋容器扦插繁殖技术的研究
至 3.5);流速:0.7 mL·min-1;检测器:UV254nm ×0.1AUFS.
3)游离酚酸含量测定的色谱条件 .
柱:μ-BonkapakPhenyl(0.4 cm×30 cm);流动相:35%CH3OH— 65%H2O(用 H3PO4调 pH至
4.5);流速:1.0 mL·min-1;检测器:UV254nm×0.1AUFS.
4)游离糖含量测定的色谱条件 .
柱:Sugar-Pak-1(0.65cm×30 cm);流动相:H2O;流速:0.7 mL·min-1;检测器:RI:4 ×;柱
温:90 ℃.
1.5　生根调查性状及统计方法
插后 7个月调查并计算插穗的生根性状 , 包括平均生根数 、 平均根长 、生根率 、 腐烂率等指标 .百
分率数据用平方根转换 , 采用统计随机模型进行方差分析 , 线性统计模型为:Yij=μ+Ai+Bj+Eij, 式
中:Yij为 j区组 i处理的性状测定值;μ为总体平均值;Ai为 i处理效应;Bj为区组效应;Eij为随机误
差 .数据处理与分析采用 SAS统计软件[ 7] .各类插穗生根性评价采用根系效果指数 .根据朱湘渝 [ 8]的根
系效果指数:根系效果指数 =平均根长 ×根系数量 /扦插穗条总数 .
2　结果与分析
2.1　插穗长度和枝条类型对生根的影响
穗条长度不同 , 生根情况有
显著差异(表 2).长度 5-10 cm
的插穗生根率高 , 生根量大 , 平
均根长大 .长度较短插穗生根较
好由于其腐烂率低 (腐烂率为
5.3%).在全光照间歇喷雾管理
中 , 应特别重视基质的透水性 .
管理中定期喷洒多菌灵等杀菌剂
表 2　插穗长度和枝条类型与生根率的关系
Table2　Relationbetweendiferentcutinglengthandbranchetypesandrootingrate
性　状 处理 生根率 /% 平均生根数 /条 平均根长 /cm 腐烂率 /%
插穗长度 L21 63.0 b 2.3a 3.88 a 37.0 a
L22 89.5 a 3.1a 4.79 a 5.3 b
穗条类型 D1 48.3 a 2.9a 7.40 a 20.7 b
D2 41.7 a 3.7a 5.30 b 36.7 a
注:表中数字表示 Duncan比较中平均值;数据后标不同字母者表示有显著差异 ,
相同字母表示无显著差异 , 以下表同.
对防治腐烂的发生有很好的作用 [ 9].不同枝条类型之间在生根率和平均生根量没有显著差异 , 但平均根
长 、腐烂率有显著差异 .因此 , 扦插繁殖时插穗枝条类型的确定依材料来源 、 扦插条件而定 .
2.2　母株年龄对扦插生根的影响
随着采穗母株树龄的增长 , 生根率有降低趋势 .如 7年生时扦插生根率为 52.6%, 平均根长为
6.2cm.10年生扦插生根率降为 49.1%, 平均根长为 5.4cm, 这与赵德栓等[ 4]的研究结果基本一致 .在
多年生木本植物的扦插繁殖中 , 穗条的生根能力随采穗母株年龄的增高而下降的倾向是明显的规律 .但
原因非常复杂 .
2.3　激素处理对插穗根系发育的影响
IBA的不同浓度和不同处理时间对 10年生母株上采下的枝条进行扦插处理 .各处理间生根率 、平
均生根数和平均根长差异达显著水平 .IBA浓度和处理时间显著影响祁连圆柏硬枝扦插生根的根系效果
指数 、 生根率 、 平均生根数和平均根长 .
根系效果指数是对扦插生根进行评价的
综合指标 , 通过多重比较(表 3), 看到促进
穗条生根 、 产生更多根系的 IBA的最佳处理
是 S5(IBA500g·kg-1处理 3 h).该处理的生
根效果指数最高 , 平均值为 650.59, 与其它
处理之间有显著或极显著的差异 .其次为 S4
(IBA500 g·kg-1处理 1 h), 其生根率最高 ,
达到 80%, 与生根率最差处理 S1(IBA200g·kg-1
处理 1 h)相比 , 高出 31.7%.后者生根率只
表 3　不同激素处理对祁连圆柏硬枝插穗生根的影响
Table3　Efectsofhormonetreatmentonrootingcharactersofcutings
处理 生根率/%
平均生根数
/条
平均根长
/cm
腐烂率
/%
根系效果
指　　数
S1 48.3 b 2.9 ab 3.5 b 37.9 c 169.05 c
S2 53.1 b 2.6 ab 5.6 b 37.5 c 297.36 c
S3 58.2 b 2.8 ab 6.2 b 29.1 b 360.84 b
S4 80.0 a 3.6 a 6.2 b 6.6 a 496.00 a
S5 73.1 a 2.2 b 8.9 a 19.2 ab 650.59 a
CK 23.5 c 1.1 c 1.7 c 58.5 d 39.95 d
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48.3%.与对照相比 , 采用外源激素处理 , 可显著提高生根率 .
2.4　不同插穗类型中激素种类及含量的差异
植物扦插繁殖的成败关键在于器官的再生能力 .而器官再生的基础是原有细胞的激活和再分裂 , 这
又由植物遗传性所控制或制约 .对插穗不同部位中激素种类及其含量进行分析 , 结果见表 4.
由表 4可知 , 已生根和有愈伤组织插穗基部的 IAA、 Z、 GA3含量比未生根插穗基部的高 .ABA在
未生根插穗基部可以检测到 , 并且含量较高 , 为 37 ug·kg-1 , 而在已生根和有愈伤组织插穗基部却检测
不到 , 因此已生根和有愈伤组织插穗基部 IAA/ABA的比值远远高于未生根插穗基部 .而 IAA/Z的含量
则是后者高于前者 .
对插穗顶梢的分析结果有所不同 , ZR含量是未生根插穗的高 , GA3含量是有愈伤插穗的高 , IAA
含量的变化和基部变化趋势相同 .IAA/Z的结果正好相反 , 是已生根插穗的比有愈伤和未生根插穗的高 .
表 4　祁连园柏不同插穗位置的内源激素含量
Table4　Theendogenesishormonecontentsofdiferentcutingpositions
　　　　　插穗类型 Z/(ug·kg-1)ZR/(ug·kg-1)iPA/(g·kg-1)GA3 /(ug·kg-1)IAA/(ug·kg-1)ABA/(ug·kg-1)IAA/ABA IAA/Z
插穗基部 C11-1 1 133 280 399 1 703 869 - - 0.77
C12-1 829 566 / 2 157 307 - - 0.37
C13-1 226 103 409 1 217 298 37 8.1 1.32
插穗顶梢 C11-2 515 660 - 777 1 464 - - 1.51
C12-2 911 1 530 - 2 113 479 - - 0.53
C13-2 728 183.3 396 1 267 526 72 7.3 0.72
2.5　不同插穗类型中酚类化合物的差异
根据文献报道 , 酚类化合物是植物体内重要的次生物质 , 它们可能是作为生长素(IAA)增效剂 , 在
IAA氧化酶 、过氧化氢酶等酶系统的作用下 , 形成一种化合物 , 能促进不定根的形成 .但也有报道指
出 , 酚类化合物抑制插穗生根 [ 10] .通过对不同插穗类型酚类化合物种类及其含量进行分析研究 , 得出
表 5.
由表 5可知 , 已生根和有愈伤组织插穗基部的没食子酸 、 阿魏酸含量比未生根插穗基部高出
23.9%和 5.5%.而对羟基苯甲酸是未生根插穗基部的比已生根和有愈伤插穗基部的高 , 可能没食子酸 、
阿魏酸参与 IAA的分解代谢 , 而对羟基苯甲酸为氧化酶的抑制剂[ 11] .
而插穗顶梢的分析看到对羟基苯甲酸是已生根和有愈伤插穗顶梢的含量高于未生根插穗顶梢的含
量 .邻笨二酚含量是有愈伤插穗的含量高些 .
表 5　祁连园柏不同插穗位置的酚类化合物含量
Table5　ThephenoliccompoundcontentsofdiferentpositionsofcuttingsofS.przewalski
　　　　　插穗类型 没食子酸 /(mg·kg-1)邻苯二酚 /(mg·kg-1) 对羟基苯甲酸 /(mg·kg-1) 阿魏酸 /(mg·kg-1)
插穗基部 C11-1 23.3 - 2.4 5.12
C12-1 18.8 24.5 2.6 34.1
C13-v1 12.1 - 8.0 -
插穗顶梢 C11-2 35.9 - 22.5 22.1
C12-2 15.6 102.0 54.6 -
C13-2 23.1 - 18.0 -
2.6　不同插穗类型中糖类含量的差异
营养物质是插穗生根的基本条件 .对不同插穗类型糖类化合物种类及其含量进行分析的结果见表
6.从表 6可知 , 二糖 、葡萄糖 、果糖都是已生根和有愈伤插穗基部的含量高于未生根插穗基部的含量 ,
总糖三者相差不大 , 在 52.16-60.86 g·kg-1 , 看不出明显趋势 .从插穗顶梢的分析结果看 , 生根和愈
伤插穗顶梢多糖 、二糖含量高于未生根插穗顶梢的含量 , 总糖含量是愈伤插穗最高 .
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表 6　祁连园柏不同插穗位置的糖类含量
Table6　ThecarbohydratecontentsofdiferentcutingpositionsofS.przewalski
　　　　插穗类型 多糖 /(g·kg-1) 二糖 /(g·kg-1) 葡萄糖 /(g·kg-1) 果糖 /(g·kg-1) 总糖 /(g·kg-1)
插穗基部 C11-1 33.15 0.72 4.21 14.08 52.16
C12-1 32.75 0.77 4.76 22.58 60.86
C13-1 44.32 - 1.34 13.56 60.18
插穗顶梢 C11-2 72.43 1.94 7.85 32.35 114.57
C12-2 100.42 3.52 12.25 39.69 157.40
C13-2 60.45 1.32 8.05 43.74 113.56
3　结论与讨论
祁连圆柏的生根情况与其枝条本身的属性和健康状况有很大的关系[ 12, 13].随着年龄增长祁连圆柏硬
枝插穗的生根率下降 .长度 5-10 cm的插穗生根率高 , 生根量大 , 平均根长大 .不同穗条类型之间的
生根率 、平均生根量也有一定差异 .因此 , 祁连圆柏扦插的生根情况受到母株年龄 、枝条种类的影响 .
在本试验中 S5(500 g·kg-1 IBA3h)和 S4(500g·kg-1 IBA1 h)为较好的促进祁连圆柏硬枝插条生根的处
理 , 生根率达到 75%以上 .
插穗内源激素测定分析表明 , 已生根和有愈伤组织插穗基部的 IAA、 Z、 GA3含量要比未生根插穗
基部的高 , ABA含量则较低 .IAA/Z的含量在未生根插穗基部比已生根和有愈伤组织插穗基部的高 .插
穗内源激素水平的高低是制约祁连圆柏插穗生根的主要原因之一 .在祁连圆柏扦插繁殖时 , 用激素类处
理插穗 , 有利于插穗生根 .而 IAA/ABA的比值对祁连圆柏插穗生根有决定性影响 .已生根和有愈伤组
织插穗基部的没食子酸 、 阿魏酸含量比未生根插穗基部的高 , 而对羟基苯甲酸是未生根插穗基部的比已
生根和有愈伤插穗基部的高 , 邻苯二酚含量是有愈伤插穗基部的含量高 .二糖 、 葡萄糖 、 果糖是已生根
和有愈伤插穗基部含量高于未生根插穗基部的含量 .因此 , 祁连圆柏扦插繁殖时 , 要对采穗母株进行适
当的水肥管理[ 14] , 或对插穗喷施营养液 , 以提高扦插生活率 .
本文承蒙中国林科院林业所的马常耕研究员审阅并提出修改意见 , 中国林科院林业所的陈广辉 , 甘
肃天祝县林业局的张文虎 、孙国平等参与研究调查工作 , 特此一并致谢 .
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(责任编校:江　英)
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