全 文 ：收稿日期：2010-04-10
基金项目：“十一五”辽宁省科技攻关项目(2006207001)
作者简介：刘明国（1964-），男，沈阳农业大学教授，博士，从事森林培育及森林土壤研究。
沈阳农业大学学报，2010－10，41(5)：555-559
Journal of Shenyang Agricultural University，2010－10，41(5)：555-559
北美香柏插穗生根过程中内源激素的变化
刘明国 1，王 玲 1，董胜君 1，才学大 2
（1.沈阳农业大学 林学院，沈阳 110866；2.葫芦岛市连山区沙河营乡林业站，辽宁 葫芦岛 125007）
摘要：以北美香柏嫩枝插穗为材料，用 ABT2 和 GGR6 处理插穗，以清水处理为对照，研究扦插生根过程中插穗内源激素含量变
化。 结果表明：植物生长调节剂处理通过影响内源激素含量的变化而促进生根。 经生长调节剂处理的插穗中 IAA 含量、IAA/ABA
值在不定根的诱导期和伸长期出现峰值 ， 扦插后 13d 时 ABT2 和 GGR6 处理的插穗中 IAA 含量比对照分别提高 58.75%和
24.94%，扦插后 52d 分别提高 123.81%和 61.11%。 ABA 含量、GA 含量在生根过程中呈下降趋势，尤其是在不定根的诱导期下降
明显。 ABA 含量、ZT 含量、GA 含量与生根率呈负相关。 IAA 含量和 IAA/ABA 值是调控插穗生根的主要因子，在不定根的诱导期
和伸长期作用明显。
关键词：北美香柏；扦插生根；植物生长调节剂；内源激素
中图分类号：S791.38 文献标识码： A 文章编号： 1000-1700（2010）05-0555-05
Endogenous Hormone Variation in Cuttings of Thuja occidentalis L.
in the Period of Adventitious Root Formation
LIU Ming-guo1, WANG Ling1, DONG Sheng-jun1, CAI Xue-da2
(1.College of Forestry, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China; 2.Forestry Station of Shaheying Country Lianshan District in
Huludao, Huludao Liaoning 125007, China)
Abstract： Thuja occidentalis L. was taken as the experimental material and cuttings were treated by ABT2, GGR6 and water in
order to study the endogenous hormone variation in softwood cuttings in the period of adventitious root formation. The results
showed that plant growth regulator treatment could promote rooting by affecting endogenous hormone content. IAA content and
IAA/ABA in the cuttings treated by plant growth regulators had peaks in induction period and elongation period of adventitious
root formation, respectively. On the 13th day after cuttage, IAA content in the cuttings treated by ABT2 and GGR6 were higher
by 58.75% and 24.94% than control respectively, and higher by 123.81% and 61.11% than control on the 52nd day after
cuttage respectively. During adventitious root formation, ABA content and GA content presented downward trend, which was more
obvious in induction period. ABA content, ZT content and GA content were negatively correlated with rooting rate. IAA content
and IAA/ABA were the major hormone factors affecting rooting, which was more obvious in induction period and elongation
period.
Key words： Thuja occidentalis L.; adventitious root formation; plant growth regulator; endogenous hormone
北美香柏(Thuja occidentalis L.)，又名美国侧柏、北美崖柏，原产于北美东部，我国郑州、青岛、上海、南京、杭
州等地有引种栽培，在北京可以露地越冬，在沈阳地区加以简单防护也可以越冬。 北美香柏喜光，耐荫，对土壤
要求不严。 树冠塔形，冠形优美，鳞叶有芳香，是较为名贵的园林绿化树种。 同时该树种也是重要的香料树种，
其木材为优良的家具用材[1-2]。北美香柏以扦插繁殖为主，也可播种和嫁接。目前对北美香柏的无性繁殖研究较
少，研究的范围仅涉及扦插基质和外源激素处理方面的少量研究[3-6]，关于北美香柏扦插生根机理方面的研究
未见报道。 本试验研究了北美香柏扦插生根过程中内源激素的变化，旨在探讨其扦插生根机理，为该树种的无
性繁殖提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
供试北美香柏插穗于 2009 年 6 月采自沈阳农业大学植物园内 20a 生的北美香柏母树，取健壮、无病虫害
第 41卷沈 阳 农 业 大 学 学 报
的当年生嫩枝为试验材料。 供试植物生长调节剂 ABT2和 GGR6购自中国林业科学研究院。
1.2 方法
试验在沈阳农业大学植物园内进行。 在半径为 6m的露天圆形插床上，以细河沙为扦插基质，厚度为 20cm。
扦插前 1d用 800倍多菌灵对插床进行消毒，扦插当日浇透水。 将北美香柏插穗剪成 5~10cm长，去基部 3cm侧
枝，保留上部枝叶。用 2%高锰酸钾浸泡插穗形态学下端 2~3cm处 5min后，进行试验处理。试验采用完全随机区
组设计，每处理 3次重复，每重复 50个插穗。 以清水为对照（CK），ABT2和 GGR6处理浓度为 500mg·L-1，浸泡插
穗形态学下端 2~3cm处 2h。于 2009年 6 月 25日进行扦插试验，插穗的行距为 10cm，株距为 5cm。扦插后采用
自动间歇喷雾装置，保持空气湿度为 90%[7]。 后期随着根系的不断生长，喷雾间隔时间不断加大。 每隔 7d于傍
晚给插穗喷多菌灵 1次。 扦插 14d后，叶面喷洒 2g·L-1的尿素和 3g·L-1的磷酸二氢钾混合液，每 7d喷洒 1次，
于傍晚停水后喷洒。
1.3 测定项目
扦插当日取插穗韧皮部 10g，之后每隔 10~13d 取样 1 次，共取样 5 次，用于测定内源激素 ZT、GA、IAA 和
ABA的含量。 取材时，将插穗用蒸馏水清洗擦干，取插穗切口附近 1cm 处韧皮部，然后用液氮速冻，放于－70℃
冰箱中保存待测。 取待测样品 2.0~2.5g 冰浴研磨，80%色谱甲醇 8mL 浸提 24h。 超声震荡提取 20min，0~4℃、
6000r·min-1离心 10min，取上清液，再加入 4mL 的 80%色谱甲醇，重复提取 2 次。 将提取液置于鸡心瓶中，40~
45℃旋转蒸干至 1~2mL，过 C18小柱脱色（小柱使用前先用 1mL 重蒸水和 1mL 的 40%色谱甲醇活化），用 2mL
40%色谱甲醇洗脱 C18小柱 2 次。 过柱后的液体经过 0.45μm 水相滤膜过滤，滤液收集到小瓶中，冷冻待测定。
采用高效液相色谱法（HPLC）测定 IAA、GA、ABA和 ZT的含量。
扦插 10d后，每隔 3d进行 1次生根形态观测，分别记录愈伤组织出现期、不定根出现期和发生的部位以及
根系的生长过程，扦插 50d后统计生根率（已生根的插穗数量占总插穗数量的比例）。用 GM软件进行生根过程
中不同时期各激素含量及比值与生根率的灰色关联度分析。
2 结果与分析
2.1 北美香柏插穗生根的形态变化过程
生根过程观察发现，经植物生长调节剂处理的插穗扦插后，愈伤组织等一系列生根形态变化出现的时间要
早于对照。 GGR6和 ABT2处理的插穗扦插后 0~12d切口没有出现愈伤组织；13d后插穗切口处出现乳白色愈伤
组织，随后愈伤组织面积逐步扩大，形成愈伤组织的插穗数量迅速增加；30d后插穗切口及以上 3~5cm区段表皮
有瘤状突起并出现不定根。 对照插穗在扦插后 18d出现愈伤组织，40d后不定根伸出表皮生长。 50d后进行生根
全面调查，ABT2 处理的插穗生根率为 84.1%，GGR6 处理的插穗生根率为 64.3%， 而对照的插穗生根率仅为
46.7%。 北美香柏不定根的形成可划分为 3个阶段，即不定根的诱导阶段（0~13d）、表达阶段（13~35d）和伸长阶段
（35~52d）。 从生根部位来看，插穗以皮部生根为主，也有愈伤组织生根的，所以北美香柏扦插生根为皮部生根型。
2.2 北美香柏插穗生根过程中内源激素含量及比值的变化
2.2.1 IAA含量的变化 由图 1可知，经 ABT2和 GGR6处理的插穗中 IAA含量呈现先上升、后下降、再升高的
变化趋势，而 CK的变化较平缓。 ABT2和 GGR6处理在扦插后 13d（不定根的诱导期），IAA含量出现峰值，在表
达期下降，随着根原基逐渐伸出插穗，IAA 含量又逐渐升高。 同一时期各处理 IAA 含量比较，差异较大的时期
出现在扦插后 13d和 52d，ABT2处理﹥GGR6处理﹥CK。 扦插后 13d 时 ABT2和 GGR6处理的插穗 IAA 含量比
对照分别提高 58.75%和 24.94%，扦插后 52d时分别提高 123.81%和 61.11%。
2.2.2 ABA含量的变化 由图 2 可知， 总体上看插穗生根过程中 ABA含量呈下降趋势，ABT2处理﹤GGR6处
理﹤CK。 在扦插后 0~13d，ABT2处理和 GGR6处理的插穗 ABA含量显著降低，然后变化趋势较平缓。 而 CK在
扦插后 0~13d内 ABA含量下降， 而后在不定根的表达期上升，26d 时出现峰值， 在不定根的伸长期呈下降趋
势。 扦插后 13d时 ABT2处理和 GGR6处理的插穗 ABA含量比对照分别降低 29.05%和 26.32%。
2.2.3 ZT含量的变化 由图 3可知，ZT 含量总体上 ABT2处理﹤GGR6处理﹤CK。 ABT2处理和 GGR6处理的
插穗在不定根的诱导期和表达期 ZT含量上升，但是在不定根的伸长期开始下降，而 CK 呈不断上升趋势，后期
趋于平缓。 在扦插后 52d，各处理间的差异最大，ABT2和 GGR6处理的插穗 ZT含量比对照分别降低 32.12%。
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第 5期
图 2 北美香柏扦插生根过程中 ABA含量的变化
Figure 2 Change of ABA content in cuttings of
Thuja occidentalis in the period of adventitious root
formation
图 1 北美香柏扦插生根过程中 IAA含量的变化
Figure 1 Change of IAA content in cuttings of Thuja
occidentalis in the period of adventitious root
formation
图 4 北美香柏扦插生根过程中 GA含量的变化
Figure 4 Change of GA content in cuttings of Thuja
occidentalis in the period of adventitious root
formation
图 3 北美香柏扦插生根过程中 ZT含量的变化
Figure 3 Change of ZT content in cuttings of Thuja
occidentalis in the period of adventitious root
formation
刘明国等：北美香柏插穗生根过程中内源激素的变化
2.2.4 GA含量的变化 由图 4可知，GA含量总体上 ABT2处理﹤GGR6处理﹤CK。 经 ABT2处理和GGR6处理
的插穗中 GA含量呈下降趋势，尤其是在不定根的诱导期降低明显，而 CK的 GA含量变化较平缓，在不定根的
诱导期有上升趋势。扦插后 13d时 ABT2处理和 GGR6处理的插穗 GA含量比对照分别降低 37.10%和 26.34%。
2.2.5 IAA/ABA 的变化 由图 5 可知，IAA/ABA 值在整个插穗生根过程中，ABT2 处理﹥GGR6 处理﹥CK。
ABT2处理和 GGR6处理的 IAA/ABA 值表现出明显的先上升、后下降、再升高的变化趋势，而 CK 的变化较平
缓。在扦插后 13d和 52d各处理的 IAA/ABA值的差异最大，扦插后 13d时 ABT2处理和 GGR6处理的插穗 IAA/
ABA值比对照分别高 123.92%和 69.66%，扦插后 52d时分别高 181.71%和 80.93%。
2.2.6 IAA/ZT 的变化 由图 6 可知，ABT2处理和 GGR6处理的 IAA/ZT 值在插穗生根过程中表现出明显的先
上升、后下降、再升高的变化趋势，而 CK的 IAA/ZT值变化较平缓，呈下降趋势。在扦插后 13d和 52d各处理的
IAA/ZT值差异最大，且 ABT2处理﹥GGR6﹥处理，扦插后 13d时 ABT2处理和 GGR6处理的插穗 IAA/ZT 值比对
照分别高 82.41%和 33.59%，扦插后 52d时分别高 228.52%和 136.44%。
2.3 内源激素含量及比值与生根的关联分析
选取不同处理插穗在不同时期的激素含量及比值与不同处理插穗生根率组成关联分析的评价指标体系，
以生根率为参考序列，以不同取样时间内源激素含量为比较序列，进行灰色关联度分析。由图 7可知，扦插过程
中 IAA 含量和 IAA/ABA 值与生根率的灰色关联度较高， 在根的诱导期和伸长期关联度最高， 对生根影响最
大。ABA含量、ZT含量和 GA含量与生根率的灰色关联度较低，变化趋势平缓。 IAA/ZT值与生根率的灰色关联
度变化较大，在扦插后 39d出现最大值，在扦插后 13d出现最小值，可见不同时期的 IAA/ZT值对生根的影响程
度存在差异。
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图 6 北美香柏扦插生根过程中 IAA/ZT值的变化
Figure 6 Change of IAA/ZT in cuttings of Thuja
occidentalis in the period of adventitious root
formation
图 5 北美香柏扦插生根过程中 IAA/ABA值变化
Figure 5 Change of IAA/ABA in cuttings of Thuja
occidentalis in the period of adventitious root
formation
图 7 生根过程中激素含量及比值与生根率关联分析
Figure 7 Grey incidence analysis between
hormones content, ratio and rooting rate in the
period of adventitious root formation
3 结论与讨论
北美香柏扦插生根的类型属于皮部生根型，不定根的
形成可划分为 3 个阶段，即不定根的诱导阶段（0~13d）、表
达阶段（13~35d）和伸长阶段（35~52d）。ABT2处理、GGR6处
理和对照的插穗生根率分别为 84.1%、64.3%和 46.7%。 植
物生长调节剂处理通过影响插穗生根过程中内源激素含
量的变化而促进生根。生长调节剂处理的插穗 IAA含量在
不定根的诱导期和伸长期出现峰值， 扦插后 13d 时 ABT2
处理和 GGR6 处理的插穗 IAA 含量比对照分别提高
58.75%和 24.94% ， 扦插后 52d 时分别提高 123.81%和
61.11%。 ABA 含量和 GA 含量在生根过程中呈下降趋势，
尤其是在不定根的诱导期下降明显， 而 ZT 含量在不定根
的诱导期和表达期呈上升趋势，但是在不定根的伸长期开始下降。 生根率高的处理 ABA、ZT和 GA含量低。 同
IAA类似，IAA/ABA值、IAA/ZT值在插穗生根过程中表现出明显的先上升、后下降、再升高的变化趋势，在不定
根的诱导期和伸长期出现峰值， 扦插后 13d 时 ABT2 处理和 GGR6 处理的插穗 IAA/ABA 值比对照分别高
123.92%和 69.66%，扦插后 52d时分别高 181.71%和 80.93%。 不同处理各种内源激素差异较大的时期有两个，
不定根的诱导期和伸长期。关联度分析表明，IAA含量和 IAA/ABA值是调控插穗生根的主要因子，在不定根的
诱导期和伸长期作用明显。
近年来研究表明，在插穂生根过程中内源激素的动态变化比特定发育时期的含量更为重要，插穗内源激素
的动态平衡调控着不定根发生过程[8-9]。 吕梅等[10]对红桤木的研究表明，IAA在扦插过程中呈现先升高、后降低、
再升高的变化趋势。詹亚光等[8]的白桦大树伐根萌条扦插试验和秦新民等[11]的白花泡桐茎切段组培试验都说明
IAA含量的高峰与根原基出现的高峰相一致。 本试验的研究结果与上述观点一致， 即在不定根的诱导期 IAA
含量提高是促进北美香柏插穗生根的重要要原因。但迟彦等[12]对芽变毛白杨扦插试验和张晓平等[9]对杂交鹅掌
楸研究表明，在不定根的诱导期及表达期，插条基部和叶内的 IAA含量一直都呈现上升趋势。 对于脱落酸的研
究，詹亚光等和张晓平等认为，ABA在不定根的诱导期含量下降，表达期上升，伸长期再下降[8-9]。 但也有报道表
明，ABA含量在整个生根期持续下降[11，13]。 本试验表明，生长调节剂处理的插穗中 ABA含量在生根过程中呈下
降趋势，尤其是在不定根的诱导期下降明显，而且生根效果好的处理 ABA 含量低，与上述研究结果基本吻合，
所以认为 ABA对北美香柏不定根的形成起抑制作用。赤霉素和细胞分裂素类物质在多种植物上对不定根的产
生具有抑制作用，齐永顺等[14]研究表明，四倍体玫瑰香葡萄插穗皮层内在根原基诱导期 GA、ZT、ZR 含量明显高
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第 5期
于二倍体，可能是导致其生根能力下降的原因。 本研究结果与上述观点一致。 但也有研究表明，ZT对插穗不定
根的形成作用效果不明显[15]。 有关激素比例问题，很多学者认为生长素与脱落酸、生长素与细胞分裂素比值高
有利于根原基的形成，促进插穗生根[12，16-18]。 本试验研究表明，IAA/ABA值、IAA/ZT值在不定根的诱导期出现峰
值，生根率高的处理 IAA/ABA值和 IAA/ZT值高于生根低的处理，证实了上述观点。
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[责任编辑 马迎杰]
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