全 文 ：3种配方处理吉贝插穗生根过氧化物酶（POD）
活性变化的研究
高 柱1,2，伍建榕1，严 毅1，郑 元1，马焕成1 *
（ 1.西南林业大学国家林业局西南地区生物多样性保育重点实验室，昆明 650224；2.江西省科学院生物资源研究所，南昌 330029）
摘 要：为揭示POD与吉贝插穗生根过程的关联性及其机理，取吉贝2年生采穗圃母树上当年生枝条制穗，
比较3种配方处理插穗后，生根过程中POD活性变化规律。结果表明，吉贝插穗生根过程可分为愈伤组织形成期
（0~7 d）、不定根形成期（7~14 d）及不定根伸长期（14 d以后）3个阶段；3种配方处理插穗生根过程中，在0~21 d时
POD活性均呈现“升高-下降-升高”趋势，峰值出现在不定根形成期，且第14天时POD活性与生根率呈显著正相
关；方差分析显示，不同配方对吉贝生根有相似作用；每种配方处理生根的不同阶段POD活性差异达显著水平。
POD活性变化与吉贝插穗生根密切相关，且不定根形成期维持较高POD活性利于生根。
关键词：吉贝；山地棉；专用配方处理；插穗生根；POD活性
中图分类号：S572 文献标志码：A 文章编号：1005-9369（2012）10-0151-05
Compare of POD activities response in Ceiba pentandra cuttings
rooting with three kinds of proprietary formula/GAO Zhu1, 2, WU Jianrong1, YAN
Yi1, ZHENG Yuan1, MA Huancheng1(1. Key Laboratory of Biodiversity Conservation in Southwest
China, State Forestry Adminsration, Southwest Forestry University, Kunming 650224, China; 2.
Institute of Biological Resources, Jiangxi Academy of Sciences, Nanchang 330029, China)
Abstract: Shoots which were taken from two years mother trees were used as cuttings, compared with the
variation of POD activities in the process of rooting with three kinds of proprietary formula, which revealed the
rooting mechanism of Ceiba pentandra. The results showed that Ceiba pentandra rooting cutting could be divided
into callus formation(0-7 d), adventitious root formation(7-14 d) and new root elongation after 14 d at three stages.
During the rooting processes of three kinds of proprietary formula treatments, at 0-21 d, POD activities showed
the increasing, down and increasing trend, and the peak was appeared in adventitious root formation, and the
first 14 d of POD activities were significantly correlated with tooting rate. Analysis of variance showed that
different proprietary formula existed similar effects, and each formula processing at different stages of rooting
POD activity exists significant differences at different time. The change of POD activity was closely related with
the Ceiba pentandra rooting cutting, especially in the adventitious root formation should be conductive to the
maintenance of high activity to take root.
Key words: Ceiba pentandra; mountain cotton; proprietary formula treatment; cutting rooting; pero-
xidase activity
收稿日期：2011-11-16
基金项目：国家林业局林业公益性行业科研专项（2011104034）；国家自然科学基金（31260175）；国家林业局林业科学技术推广项目
（[2011]35号）；云南省高校科技创新团队建设项目
作者简介：高柱（1981-），男，助理研究员，硕士，研究方向为森林营造及森林经营管理。E-mail: jxaugz2008@126. com
*通讯作者：马焕成，教授，博士生导师，研究方向为困难地段造林和植被恢复。E-mail: mahuancheng@yahoo. com. cn
Journal of Northeast Agricultural University
东 北 农 业 大 学 学 报第43卷 第10期 43(10): 151~155
2012年10月 Oct. 2012
山地棉是指在山地上种植具有较好适应性，
以生产纺织纤维原料为主，具有较高经济效益的
新型天然纤维原料类植物的总称，包括木棉
科（Bombacaceae）部分植物、牛角瓜（Calotropis
gigantean L.）、长生棉（Gossypium peruriaxum）等。
山地棉植物的纤维具有中空度高、纺纱强度高、
抗菌、光洁等优良特性。棉花是重要的战略储备
物资，我国近 20年来种植面积下降 0.1%，山地棉
种植开发能够有效缓解棉粮争地矛盾。木棉纤维
中空度高达86%以上，是人工纤维的2倍，具有光
洁、抗菌、轻柔、保暖等优点，吉贝 [Ceiba
pentandra（Linn.）Gaertn.]是山地棉木棉科植物中纤
维开发价值较高的树种之一[1-2]。
扦插育苗具有繁殖系数高、可工厂化育苗等
优点，是众多树种无性繁殖育苗的首选[3]。林秀香
采用沙壤土􀏑谷壳灰=4􀏑1基质扦插 1年生吉贝半木
质化枝条，以初夏梅雨季节成活率最高[4]；本实验
前期研究发现，以纯净河沙扦插吉贝，生根率依
次为配方1#>配方3#>配方2#（1~3#配方主要成分依
次为生根粉、吲哚乙酸和萘乙酸），且均达到70%以
上，但有关吉贝扦插过程中生理生化指标变化规律
的研究尚未见报道。过氧化物酶（Peroxidase，POD）
普遍存在于植物体内，参与多种生理生化过程，
与植物不定根的发生和生长有密切关系，在植物
细胞生长、分化调节及发育进程中起着重要作
用[5-6]，Garspar等认为POD活性可作为插穗生根的
标志之一[7]。本试验比较了不同专用配方处理对吉
贝插穗生根过程中 POD活性变化响应规律，为揭
示吉贝扦插生根机理提供科学依据。
1 试验地概况
试验在西南林业大学林学院教学试验温室大
棚进行。该地位于云南省昆明市盘龙区，地处
102°45′ 16.7″ E，25°03′ 53.9″ N，海拔1 959 m。年
均温度 15 ℃，积温 4 522.6 ℃，最热月平均气温
19 ℃，最冷月平均气温8 ℃；昼夜温差大，春、冬
两季温差可达12~20 ℃，紫外线强，光照充足，年
均日照时数 2 054 h。干、湿季节分明，5~10月为
雨季，降雨量占全年 85%。试验棚内最低温
18 ℃，最高温48 ℃，平均气温28 ℃，最高相对湿
度为85%，最低相对湿度为45%，平均相对湿度为
80%。
2 材料与方法
2.1 插穗选取及制备
试验于 2010年 3月 7日进行，选取采穗圃地
2年生母树的当年生枝条制穗。将剪取的枝条去除
叶片，上切口离芽1.0 cm平切、下切口离节0.5 cm
处斜切，插穗长20 cm。用石蜡涂抹上切口，剪好
的插穗每 20根为一捆，用 800倍多菌灵溶液浸泡
20 min，晾干后备用。
2.2 插床建立及实验设计
采用配有全光照自动间歇喷雾装置的温室育苗
池育苗，插床长 6 m，宽 1.0 m，深 40 cm，双面砌
墙水泥面，床底铺 1层 10 cm厚的大鹅卵石，上层
铺30 cm纯净河沙。用50%多菌灵可湿性粉剂1 000
倍液消毒后，用薄膜覆盖，1周后扦插。分别采用
专用配方 1#、2#、3#处理插穗 1 h。完全随机区组
设计，每个处理80根插穗，3次重复，清水处理为
对照。扦插深度为穗长 2/3，密度 50 根·m-2。保持
河沙湿润，每周消毒1次（800倍多菌灵和甲基托布
津交替使用）。及时清除枯穗，新叶完全展开后每
隔 15 d喷 1次 2‰尿素。扦插后第 0、7、14、21、
28、35天取样，每区随机抽取 5根插穗，洗净后，
观察插穗形态变化，并迅速剥取插穗基部 2 cm内
韧皮部，超低温冰箱保存，备用。
2.3 POD活性测定方法
称取样品 0.1 g，加少许石英砂和液氮研磨，
研细后加入 2 mL磷酸缓冲液研磨成匀浆，转入离
心管，再用 2 mL磷酸缓冲液分 2次冲洗研钵，并
入离心管。10 000 r·min-1冷冻离心15 min，上清液
即为酶粗提取液。POD活性测定采用愈创木酚染
色法，470 nm波长测定OD值，每分钟读数 1次，
活性以ΔOD·g-1·min-1表示[8]。
2.4 数据分析
试验数据采用 SPSS 16.0进行双变量相关性和
单因素方差分析，制图采用Excel 2007软件进行。
3 结果与分析
3.1 插穗生根过程外部形态观察
3种配方处理吉贝插穗生根外部形态观测结果
表明，扦插第0~7天，下切口皮层、韧皮部、木质
部开始松动，并在木质部外围形成一圈间隙，愈伤
组织就在插穗切口形成的间隙处沿韧皮部形成，为
东 北 农 业 大 学 学 报·152· 第43卷
乳白色半透明状（见图1-A），有些愈伤组织则在髓
芯产生（见图 1-B）；第 7~14天，愈伤组织继续增
多，形成白色突起（见图1-B），此时认为已有根原
基分化[3]，随着扦插时间的延长，不定根形成；第
14天以后，大量乳白色不定根突破愈伤组织，不
定根数量逐渐稳定（见图 1-C）；不定根继续伸长，
乳白色不定根逐渐木质化，形成灰褐色成熟根系
（见图 1-D）。因此，吉贝插穗生根可分为 3个阶
段：0~7 d为愈伤组织形成期，7~14 d为不定根形
成期，14 d以后为不定根伸长期。
3.2 三种配方处理插穗POD活性变化规律
由图2-A、B、C可知，3种配方处理吉贝插穗
生根过程中，0~21 d时 POD活性均呈现“升高-下
降-升高”趋势，与CK趋势较相似，其中峰值出现
在第 14天，大小依次为专用配方 3#（55.39 ΔOD·
g-1·min-1）、配方1#（52.29 ΔOD·g-1·min-1）、配方2#
（44.992 ΔOD·g-1·min-1）、 CK（23.96 ΔOD·g-1·
min-1），此时经历愈伤诱导期和不定根形成期，至
不定根生长期，POD活性开始下降。第 21~28天，
配方 1#的 POD活性先降后升；配方 2#持续降低，
而配方 3#则保持上升趋势。配方处理吉贝插穗
后，能够显著提高生根过程中 7~21 d时插穗的
POD活性，并促进生根。
图1 吉贝插穗生根过程中的形态变化
Fig. 1 Morphological changes of Ceiba pentandra
cuttings during rooting process
A B
C D
A-愈伤组织；B-不定根尖；C-不定根；D-扦插苗
A-Callus; B-Tip of adventitious root;
C-Adventitous root; D-Cuttings
将3种配方处理吉贝插穗生根率与生根过程中
POD活性进行相关性分析（见图2-D）可知，生根率
与不定根形成期（第 14天或峰值）的POD活性呈显
著正相关（P=0.038），相关系数 r=0.962，而与其他
时期 POD活性差异不显著。说明 POD活性越大，
对不定根的形成越有利，并最终提高生根率。
3.3 三种配方处理插穗生根期间POD活性变化比较
将图 2-A、B、C数据进行方差分析表明，三
图2 吉贝插穗生根过程中POD活性变化及相关性分析
Fig. 2 Changes of POD activity and correlation analysis in Ceiba pentandra cuttings during rooting process
POD
活
性（
ΔO
D·g
-1 ·m
in-1 ）
POD
acti
vity
60
50
40
30
20
10
0 0 7 14 21 28 35
◆ ◆
天数（d）Days
◆ CK1#▲
▲
▲
▲
▲
◆
◆
▲◆▲◆
A
POD
活
性（
ΔO
D·g
-1 ·m
in-1 ）
POD
acti
vity
706050403020100 0 7 14 21 28 35
◆ ◆
天数（d）Days
◆ CK3#▲
▲
▲
▲
▲
◆
◆
▲◆▲◆
C
相
关
系
数
Cor
rela
tion
coef
fien
t 1.21.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0 7 14 21 28 35
生根天数（d）Days of rooting
D
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*
POD
活
性（
ΔO
D·g
-1 ·m
in-1 ）
POD
acti
vity
50
40
30
20
10
0 0 7 14 21 28 35
◆ ◆
天数（d）Days
◆ CK2#▲
▲
▲
▲
▲
◆
◆ ▲
◆
▲
◆
B
A-配方1#处理；B-配方2#处理；C-配方3#处理；D-生根率与POD活性的相关性
A-Treatment of proprietary formula 1#; B- Treatment of proprietary formula 2#;
C-Treatment of proprietary formula 3#; D- Rooting rate associated with POD activity
高 柱等：3种配方处理吉贝插穗生根过氧化物酶（POD ）活性变化的研究第10期 ·153·
种配方处理后在不同天数间 POD活性变化差异达
显著水平（见表1），说明POD活性与吉贝生根密切
相关。3种配方处理都极大影响POD活性，但同一
天数时不同配方间差异不显著，说明在吉贝插穗
生根过程中，3种配方影响POD活性进而促进生根
有近似的生理作用。
表1 3种配方对POD活性作用的方差分析
Table 1 Variance analysis of the effect of three kinds of proprietary formula on POD activity
4 讨论与结论
4.1 配方处理对吉贝扦插生根阶段的划分
按照不定根在插穗上着生部位不同，可将插
穗生根分为皮部生根、愈伤组织生根和混合生根3
种类型。吉贝插穗生根先形成愈伤后有不定根，
因此，属于愈伤组织生根型。李明等认为易生根
的桉树生根过程可分为愈伤组织诱导期、不定根
形成期、新根伸长期[9]；难生根的四倍体刺槐硬枝
扦插生根分为愈伤诱导期、根原基诱导期和不定
根表达与生长期[3]；草本芍药不定根形成包括诱导
期、表达期和伸长期[10-11]。本试验 3种配方处理吉
贝插穗扦插生根可分为愈伤组织形成期（0~7 d）、
不定根形成期（7~14 d）、不定根伸长期（14 d以后）
3个阶段，与前人的研究结果类似。
4.2 吉贝生根与POD酶活性变化的关系
POD是一类含铁卟啉辅基的氧化酶，普遍存
在于植物体内，其同工酶在植物体内具有发育阶
段特异性和组织特异性，是一种重要的生长调节
酶和生根关联酶[12-13]，在植物生长发育过程中有重
要作用，对植物器官形态建成有特殊作用[14]。在生
根过程中，POD多种同工酶中除具有清除活性氧
外，也能行使吲哚乙酸氧化酶（IAAO）活性的作用
氧化 IAA，从而降低插穗体内 IAA浓度，促进根原
基的诱导[15-16]。宋金耀等研究认为毛白杨嵌合体扦
插生根POD活性有2个峰[17]，扈红军等发现榛子插
条生根过程POD活性仅1个峰[18]，而难生根树种四
倍体刺槐硬枝扦插生根过程中，POD活性持续呈
上升趋势[3]，可见POD活性变化的复杂性及关联度
的差异性。本研究发现，POD活性在吉贝扦插过
程中表现出相似的变化响应，在生根前两个阶
段，3种配方处理插穗 POD活性均呈现“升高-下
降”趋势，活性增加幅度依次为配方 3#、配方 1#、
配方 2#，愈伤组织及不定根形成期 POD活性上
升，能够抑制伤呼吸和降低自由基的损伤，保护
细胞膜系统，并抑制插穗变褐腐烂[16]，POD活性增
加是插穗逆境反应酶之一。通过相关性分析还发
现，POD活性最高时与吉贝生根率呈显著正相
关，POD活性大小与吉贝生根关系紧密。进一步
方差分析显示，在扦插进程中 POD活性差异显
著，而不同处理间差异不显著，说明POD活性与
吉贝插穗生根密切相关，且配方处理间存在相似
的作用，该结果与黄卓烈等研究结论相似 [19]。此
外，过氧化物酶（POD）为吉贝生根重要关联酶，且
在愈伤诱导期和不定根形成期需维持较高活性。
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变异来源Varition origin
天数间 Between groups
配方间Within groups
误差 Error
总变异 Total variance
自由度
df
4
3
12
19
平方和Sum of squares
313.0699
52.89302
279.0815
645.0444
均方Mean square
78.26747
17.63101
23.25679
F 值
F value
3.37*
0.76
F0.05
3.26
3.49
F0.01
5.41
5.95
东 北 农 业 大 学 学 报·154· 第43卷
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