全 文 :中国农学通报 2010,26(16):109-112
Chinese Agricultural Science Bulletin
0 引言
仿栗(Sloanea hemsleyana (T. Ito) Rehd. et Wilson)
为杜英科猴欢喜属常绿乔木,主要分布在湘、鄂、川、
滇、黔、桂等地区,其中在湘西北分布最多[1]。仿栗营
养丰富,是猕猴最爱吃的食物之一,故素有“猴欢喜”之
称。树干端直,高达 20余米,常绿,枝叶繁茂,可供观
赏;木材白色,纹理直而细嫩,可供建筑、家俱等用材,
是难得的用材树种[2]。仿栗作为野生木本油料植物,
油色呈雪白,含油率很高且油质好,在中国能源林树种
的选择及开发利用等基础工作中有重要作用。仿栗是
油、材多用树种,还可作为护岸林、风景林。
仿栗一般采用种子繁殖,但由于其种子不耐贮
藏,必须随采随播且结实量较低,出苗率也偏低,造
成种源不足等问题。扦插繁殖变异性较小,能保持母
株的优良性状和特性;幼苗期短,结果早,投产快;繁殖
方法简单,成苗迅速[3]。故可以作为解决仿栗苗源不
足的重要途径之一,但其在自然条件下扦插成活率很
低,需要在外界物理或化学条件刺激下,产生诱导根原
基金项目:科技部“高产能源植物选育及其资源高效利用”(2006DFA63230);中南林业科技大学青年基金会“仿栗离子注入诱变育种研究”
(07007B);湖南省教育厅“仿栗组织培养技术研究”(08C932)。
第一作者简介:李志辉,男,1957年出生,湖南益阳人,教授,博士生导师,主要从事林木培育教学和科研工作。通信地址:410004湖南长沙市韶山南
路498号中南林业科技大学林学院,Tel:0731-85623011,E-mail: lzh1957@126.com。
收稿日期:2010-03-30,修回日期:2010-05-20
K-IBA处理对仿栗秋季扦插生根的影响
李志辉,刘延青,张 斌
(中南林业科技大学林学院,长沙 410004)
摘 要:以仿栗秋季健壮枝条为材料,进行秋季扦插,并研究生根过程中过氧化物酶(POD)酶活性、超氧
化物歧化酶(SOD)酶活性和丙二醛(MDA)含量的动态变化。结果表明: K-IBA-3000 mg/kg处理的生根
率最高为 78%,KNAA-1000 mg/kg处理的生根率最低为 13%,K-IBA处理的 3个浓度生根率排序为:
K-IBA-3000 mg/kg(78%)>K-IBA-1000 mg/kg(63%)>K-IBA-5000 mg/kg(38%)。仿栗秋季扦插生根
过程中,SOD酶活性呈现先上升后下降的趋势,插后20天达最大值,之后逐渐降低;POD酶活性和SOD
酶活性变化情况相似;MDA含量先迅速积累,插后约20天出现峰值,随后一直下降。
关键词:仿栗;秋季扦插;生根率;酶活性
中图分类号:S723.13 文献标志码:A 论文编号:2010-0943
Effects of K-IBA Treatments on Autumn-Cutting Rooting of Sloanea hemsleyana
Li Zhihui,Liu Yanqing,Zhang Bin
(Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004)
Abstract: Cuttings propagation technology of Sloanea hemsleyana autumn robust branches studied with
dynamic changes of peroxidase (POD) activity,superoxide dismutase (SOD) activity and malondialdehyde
(MDA) content during rooting . The results showed that cuttings with K-IBA-3000 mg/kg treatment had the
highest rooting percentage which was 78%,cuttings with KNAA-1000 mg/kg treatment had the lowest rooting
percentage which was 13%,the rank of the K-IBA treatment was: K-IBA-3000 mg/kg(78%)﹥K-IBA-1000
mg/kg(63%)﹥ K-IBA-5000 mg/kg(38%). During rooting of Sloanea hemsleyana autumn cutting,the
superoxide dismutase activity increased first and then declined,and havd a peak on the 20th. The peroxidase
activity changes were similar to the superoxide dismutase activity. The malondialdehyde content accumulated
first rapidly,and then declined all the time, it had a peak on the 20th.
Key words: Sloanea hemsleyana (T. Ito) Rehd. et Wilson; autumn cutting; rooting rate; enzymic activity
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基,才能提高插条成活率。K-IBA是常用的生根促进
剂,但有关K-IBA对仿栗扦插影响的研究未见报道。
据此,本研究利用不同浓度的K-IBA处理仿栗插条,
统计分析其对仿栗扦插生根的影响,并从酶活性、丙二
醛含量变化等方面对其影响生根的机理进行了初步探
讨。
1 材料与方法
扦插试验于2009年9月中旬在中南林业科技大学
温室进行,扦插基质为草木炭、珍珠岩及草木灰与珍珠
岩的混合基质(体积比为 1:3),扦插前先用 0.3%多菌
灵溶液消毒。试验用插条为湖南省林科院天际岭实验
林场3年生仿栗幼树枝条。选取生长健壮、整齐一致、
无病虫害的半木质化枝条的中上部剪制插穗,长度为
8~10 cm,上切口平剪,切口距第一芽约 1 cm,下切口
在节(腋芽背面)下方 1 cm处斜剪。保留上部 2~3片
叶,每片叶约保留1/2。
剪好的插穗采用3种不同浓度的K-IBA处理插条
基部,处理浓度分别为 1000 mg/kg、3000 mg/kg、5000
mg/kg,处理时间为 15 s,清水处理为对照。每种处理
120根插条,3次重复。扦插后每5天观察一次形态特
征;插后 0、10、20、30、40、50、60天分别取插穗基部 2
cm范围内的韧皮部用于各项生理生化指标测定,共取
样 7次,试验结束时统计生根率。测定方法和酶活性
单位参见文献[4-6]。试验数据采用SPSS软件进行方差
分析和多重比较[7]。
2 结果与分析
2.1 K-IBA处理对仿栗扦插生根效果的影响
不同处理仿栗插条生根情况如表1所示。由表可
知,与对照相比,K-IBA处理明显缩短了仿栗插条生根
时间,提高了插条生根率,增加了成活苗的生根数和总
根长。所有处理中K-IBA 3000 mg/kg处理插条生根
时间最短,比对照缩短 4天,其生根率也最高,比对照
高47.5%,其平均生根数及平均总根长也是最大。方差
分析结果表明,与对照及其他处理差异极显著(P<
0.01)。对4个处理的平均生根数进行多重比较,在1%
水平上,K-IBA 3000 mg/kg处理与对照差异极显著,与
其他处理差异不显著;在5%水平上,K-IBA 3000 mg/kg
处理与对照、K-IBA 5000 mg/kg处理差异显著。对 4
个处理的平均总根长进行多重比较,在 1%水平上,
K-IBA 3000 mg/kg处理与对照差异极显著,与其他处
理差异不显著;在 5%水平上,K-IBA 3000 mg/kg处理
与对照、K-IBA 5000 mg/kg处理差异显著。说明
K-IBA 3000 mg/kg处理的插条,不仅生根率最高,而且
根的质量也较高,能够充分吸收基质中的各种营养物
质,提高苗期成活率。综合以上情况分析,K-IBA
3000 mg/kg处理插条生根效果最好。
表1 不同浓度K-IBA处理对仿栗生根的影响
处理
T0
T1
T2
T3
浓度/(mg/kg)
CK
1000
3000
5000
不定根发生天/d
32
30
28
30
生根率/%
30.0
62.5
77.5
37.5
平均生根数/根
2.8 bB
3.8 abAB
5.0 aA
3.6 aB
平均总根长/cm
9.2 bB
13.7 aAB
14.1 aA
13.4 aB
注:表中数据后的大小写字母分别表示1%和5%水平显著性差异,相同字母表示差异不显著,不同字母表示差异显著。
2.2 生根过程中插条保护酶活性与丙二醛含量的动态
变化
植物体内保护酶的变化与生根密切相关。植物插
条的过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性关系到其愈伤
组织形成能力的大小,被视为植物插条生根的标志之
一,同时对植物的形态建成、生长及分化等也有一定的
作用[8]。“生长素-酚”的缩合物(生根素)是在POD以及
一些其他酶的作用下形成的。蓝桉和尾叶桉研究表明
POD与插条不定根的诱导及表达密切相关[9-11]。超氧
化物歧化酶活性(Superoxide dismutase,SOD)和丙二醛
(Malondialdehyde,MDA)含量也是衡量生根的重要指
标。SOD是氧自由基清除酶促防御系统中的重要成
员,与植物抗氧化能力直接相关 [12-13],扦插过程中的
SOD活性变化与扦插生根关系很密切,其在生根过程
中变化规律明显[14-15]。MDA是膜脂被氧化的产物,是
衡量体内抗氧化能力强弱的重要指标。可见,不定根
的起源和生长与这2种保护酶活性和丙二醛含量的动
态变化有着密切关系,对其进行的研究有助于揭示仿
栗扦插生根的机理。
2.2.1 K-IBA不同浓度处理对插条生根期内SOD酶活
性动态变化的影响 扦插生根过程中,仿栗韧皮部
SOD活性在插条生根不同时期呈现规律性变化,大致
呈先上升后下降的趋势(图1)。整个扦插阶段,处理和
对照间存在明显差异,SOD的活性在插后20天达到最
·· 110
李志辉等:K-IBA处理对仿栗秋季扦插生根的影响
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 10 20 30 40 50 60
处理时间/d
T0 T1 T2 T3
大值,之后逐渐降低。扦插初期,离体插条失去原来正
常而稳定的供水来源,处于逆境状态SOD活性升高,
以后随着不定根的长出和伸长,逐渐改善了不利状态,
SOD活性逐渐降低。经生长素(K-IBA)处理后插条的
SOD活性均高于对照,处理和对照之间的差异极显著
(P<0.001),同一生长素不同浓度梯度(K-IBA1000
mg/kg、K-IBA 3000 mg/kg、K-IBA 5000 mg/kg)的处理
之间SOD活性的差异也极显著(P<0.001)。试验结果
表明,K-IBA生长素处理的插条的 SOD活性升高,膜
脂过氧化程度低,从而延缓了衰老,促进不定根的形
成。其中,K-IBA 3000 mg/kg的处理效果最为显著。
2.2.2 K-IBA不同浓度处理对插条生根期内POD酶活
性的动态变化的影响 实验中,仿栗皮部的POD酶活
性也呈现出规律性的变化,有先升高后降低的趋势(图
2),和SOD酶活性变化情况相似。K-IBA处理和对照
均在插后 20天其 POD酶活性升至最高值,之后逐渐
降低。在插后20天内,K-IBA处理插条皮部的POD活
性增高幅度均高于对照。表明生长素处理能提高其
POD活性,这种活跃的生理状态对生根有利。许多研
究认为,POD作用的某些产物可能是不定根发生和生
长的辅助因子,有利于不定根的形成。并发现POD活
性在扦插过程中会有 2个高峰出现[16],而仿栗仅一个
峰,说明POD对于插穗生根影响的复杂性。由此可以
看出,POD活性对插条生根起着重要的作用。K-IBA
0
100
200
300
400
500
600
700
0 10 20 30 40 50 60
处理时间/d
SOD
活
性
/(u/g
)
T0 T1 T2 T3
图1 不同处理插条生根期内SOD酶活性动态变化 图2 不同处理插条生根期内POD酶活性动态变化
生长素处理可以提高插条 POD活性,从而有利于生
根。其中,K-IBA 3000 mg/kg的处理效果最为显著。
2.2.3 K-IBA不同浓度处理对插条生根期内MDA含量
的动态变化的影响 MDA含量在插条生根的不同时期
呈现规律性的变化,MDA含量在皮部先迅速积累,扦
插后20天左右,4个处理的变化曲线均出现峰值,随后
MDA含量一直下降(图3)。K-IBA生长素处理明显降
低了MDA的含量。图3表明,对照含有较高的MDA,
而且随着生根的进程发展,处理和对照间的MDA含
量差异越来越大,说明用K-IBA生长素处理可以明显
降低MDA的积累速度,统计分析表明处理和对照的
差异达到极显著水平(P<0.001)。MDA对细胞有毒害
作用,它能与膜结构上的蛋白质和酶结合、交联而失去
活性,从而破坏膜结构。在正常生长的植物体内量很
少,逆境条件下含量升高,所以MDA含量是植物受伤
害程度的指标,同时也是植物发生衰老的指标之一。
K-IBA生长素处理比对照能有效降低MDA的含量,从
而有效延缓插条衰老,促进插条生根。其中,K-IBA
3000 mg/kg的处理效果最显著。
3 结论与讨论
(1)仿栗在自然条件下扦插成活率较低,需要在外
界物理或化学条件刺激下,产生诱导根原基,才能提高
插条成活率。K-IBA是常用的生根促进剂,用其不同
浓度梯度处理插条结果表明,K-IBA 3000 mg/kg处理
的插条,不仅生根率最高,而且根的质量也较高,能够
充分吸收基质中的各种营养物质,提高扦插成活率。
05
1015
2025
3035
4045
50
0 10 20 30 40 50 60
处理时间/d
丙
二
醛
含
量
变
化
/(nm
oL/g
) T0 T1 T2 T3
图3 不同处理插条生根期内MDA含量动态变化
P
O
D
活
性
/[
u/
(g
·m
in
)]
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(2)保护酶系统与扦插生根过程密切相关。几种
保护酶活性的动态变化与插条的生根过程密切相关,
随着时间的推迟,插条的几种保护酶总是呈现有规律
的变化,在插条的生根时期几种酶活性都相对达到最
高,而丙二醛含量则在扦插前期几种酶活性较低时,一
直上升,直到保护酶活性达到一定水平后才下降。扦
插生根过程中,SOD酶活性呈现先上升后下降的趋
势,插后 20天达最大值,之后逐渐降低,仿栗皮部的
SOD酶活性在扦插后就开始起到保护作用,到生根是
作用最大;POD酶活性和SOD酶活性变化情况相似,
在实验进行到20天时这两种酶的活性升高,起到了破
坏分解某些生根抑制物质的作用,或者利用抑制物质
合成转化促进生根的复合物,从而极大提高了扦插生
根率;MDA含量先迅速积累,插后约 20天出现峰值,
随后一直下降,MDA对细胞有毒害作用,它能与膜结
构上的蛋白质和酶结合交联而失去活性,从而破坏膜
结构,MDA含量是植物发生衰老的指标之一,生根剂
处理比对照能有效降低MDA含量,促进生根。
(3)在仿栗秋季扦插生根过程中,相关保护酶活性
和丙二醛含量都呈现规律性的变化,与不定根的发生
与发展关系非常密切,它们在生根过程中的作用是既
独立又有联系的,通过相互作用来影响生根的效果。
K-IBA生根剂处理可能改变了生根过程中插条保护酶
活性及其之间的关系,从而影响了插穗生根率,表现出
不同的扦插效果。仿栗插条用K-IBA生根剂处理后,
其保护酶的活性水平有较大的提高,生根率提高明
显。处理的SOD、POD活性和MDA含量均与各自的
对照间差异显著。K-IBA生根剂处理比对照能有效降
低MDA的含量,从而有效延缓插条衰老,促进插条生
根。
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