全 文 ：第 31 卷 第 3 期 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报 Vo l.31 No.3
2011 年 3 月 Journal of Central South University of Forestry & Technology Mar.2011
收稿日期:2011 —02 —10
基金项目:国家科技支撑计划课题“能源型专用植物新品种选育技术研究”(2007BAD41B01)
作者简介:张　斌(1980 —),男 ,山东微山人 ,博士研究生 ,主要从事森林培育教学和科研工作
K —IBA处理对仿栗插穗生理学特征的影响
张　斌a , 刘延青a , 朱　玲b , 李志辉a
(中南林业科技大学　 a.林学院;b.继续教育学院 , 湖南 长沙　410004)
摘　要:仿栗是我国南方重要的乡土树种 , 进行仿栗扦插繁殖中插条内部营养物质及保护酶系统变化特征的研究 ,
对于开展仿栗无性扩繁具有重要的价值。通过连续 60 d 的观测 , 在综合分析了插穗体内可溶性糖 、氮含量 、可溶性
蛋白等营养物质含量以及保护酶系统的变化规律后发现 , 使用 K — IBA 生根激素能不同程度地改善插穗的营养状况 ,
提高抗逆境能力 ,进一步提高生根效果 , 其中以 K —IBA 3 000 mg · L-1综合效果最好。
关键词:仿栗;植物激素;扦插繁殖;生理活性;保护酶
中图分类号:S 723.1+32.1;Q 946.885 文献标志码:A 文章编号:1673 —923X(2011)03 —0118 —05
Effect of K-IBA on physiological activity of Sloanea hemsleyana cutting
ZHANG Bina , L IU Yan-qing a , ZHU L ingb , L I Zhi-huia
(a.School of Fo restry;b.Schoo l o f Continuing Education , Central South Univer sity
of Fore stry and Technolog y , Chang sha 410004 , H unan , China)
Abstract:S loanea hemsleyana is an ever g reen native tree in southe rn China.I n o rder to study the effects of apply ing
K-IBA to the cutting s on the change o f nutrient content and activity o f the pro tective enzymes in the cutting s during
the cutting propaga tion , the contents o f so luble sugar , to tal nit rog en , so luble pr otein , MDA , and the activity of SOD
and POD we re measured fo r 7 times every 10 day s.The results of 60 day s consecutiv e analy sis show tha t K-IBA could
significantly im prove the content o f nut rients and stimulate the activity of pro tective enzymes , and the treatment with
K-IBA 3000 mg · L -1 had the best effect.
Key words:Sloanea hemsleyana;auxin;cutting propagation;phy siolog ical activity;pro tective enzyme
　　仿栗 Sloanea hemsleyana 是杜英科猴欢喜属
常绿大乔木 ,其天然分布范围主要集中在川 、滇 、鄂 、
湘四省区 ,在湖南的分布集中在湘西张家界地区 ,在
衡山也有零星天然分布 ,最适宜生长在水份充足 、环
境湿润的地区[ 1] 。仿栗树形高大 、美观 ,树冠开张 ,
树叶宽大 、浓密 ,是良好的行道树种;木材纹理细腻 ,
可作为家具 、建筑用材;结实率高 ,种子含油丰富 ,既
可食用 ,也可作为生物质油料开发利用 ,可以说仿栗
是难得的多用途乡土树种[ 2] 。目前对仿栗的研究较
少 ,已有的研究主要针对仿栗苗期生理特征 、扦插繁
殖技术 、种子油脂含量及成分分析等方面[ 2-6] ,本研
究针对仿栗扦插繁殖过程中插条内部营养物质变化
规律开展研究 ,旨在为开展仿栗无性快繁技术研究
提供技术上的支持 。
1　材料与方法
1.1　实验材料及处理
仿栗插条为 1年生 ,母树树龄为 7年生 ,采穗时
间为 7月中旬 。枝条采回后 ,截成 10 cm 长的插穗 ,
DOI :10.14067/j.cnki.1673-923x.2011.03.031
第 3 期 　张　斌 ,等:K-IBA 处理对仿栗插穗生理学特征的影响　
再分别用 K — IBA 1 000 mg/L(T1)、3 000 mg/ L
(T2)、5 000 mg/L(T3)溶液速蘸 15 s进行诱导生
根处理 ,插穗扦插于由珍珠岩和草木灰组成的混合
基质(体积比为 3∶1),以清水处理为对照(CT)。插
后每 10 d 观察 1次形态特征 ,并取插穗基部 2 cm
范围内的皮层用于各种生理生化指标测定 ,所有试
验材料用冰桶迅速带回实验室 ,并保存在-83 ℃超
低温冰箱中 ,作为测定各项指标的样品 。
1.2　测定方法
试验指标选取与生根效果密切相关的营养物质
含量和相关酶的活性 ,具体指标及测定方法[ 7] 为:
可溶性糖含量(蒽酮比色法)、总氮含量(凯式定氮
法)、可溶性蛋白质含量(考马斯亮兰法)、超氧化物
岐化酶(SOD)活性(NBT 光还原法)、过氧化物酶
(POD)活性(用愈创木酚法)、丙二醛 (MDA)含量
(TBA 比色法)。
1.3　数据处理方法
数据处理采用 SPSS 16.0软件 ,图表制作采用
Excle2003软件完成 。
2　结果与分析
2.1　可溶性糖含量变化规律
4个处理的插穗可溶性糖含量在生根过程中呈
现先下降后上升再下降的趋势 。结合前期仿栗扦插
生根规律的研究 ,在不定根诱导期(0 ～ 25 d),由于
产生大量愈伤组织 、嫩枝插穗活细胞的呼吸和脱分
化等 ,插穗进行细胞分裂 ,呼吸强度增大 ,代谢旺盛 ,
消耗大量的营养物质 ,可溶性糖含量不断下降;不定
根表达期(25 ～ 40 d),随着插穗叶片不断合成光合
产物及体内淀粉的降解 ,供给生根营养物质 ,可溶性
糖含量呈现上升趋势;不定根伸长期(40 ～ 60 d),由
于不定根迅速伸长促进呼吸作用的增强 ,加快体内
可溶性糖的转化和利用 ,消耗大量营养物质 ,可溶性
糖含量呈持续下降趋势 。当不定根完全形成后 ,体
内的可溶性糖含量均出现不同程度的上升。
从图 1可以发现 ,在没有经过生根剂处理的条
件下 ,仿栗插穗体内的可溶性糖含量变化迅速 ,只有
在不定根形成末期及根伸长时期才出现略微的上
升 ,但上升趋势不明显。在愈伤组织诱导和不定根
表达完成时期 ,不同质量浓度激素处理条件下 ,其体
内可溶性糖含量变化差异显著 ,在不定根表达的初
期(40 ～ 50 d),可溶性糖含量在不同处理下均表现
出相同的下降趋势 ,降幅均达到极显著水平 ,但在相
同的时刻 ,可溶性糖含量在各处理间没有差异。
图 1　不同激素处理下可溶性糖含量变化曲线
Fig.1　Curves of soluble sugar contents under dif ferent
K-IBA treatments
2.2　总氮含量变化规律
从图 2不难看出 ,随着扦插时间的增加 ,插穗内
部总氮含量呈现先迅速增加 ,然后快速减少 ,再快速
增加 ,在一个小的波动后 , 再次出现快速减少的现
象。对照处理下插穗内部总氮含量变化波动出现较
晚。不同时期各激素质量浓度处理下的数据经分析
发现 ,同一激素质量浓度处理下 ,不同时间段各总氮
浓度含量变化均呈现显著差异 ,说明氮素在生根过
程中代谢旺盛 。在愈伤组织诱导时期(0 ～ 25 d),经
K-IBA处理后 ,插穗内总氮含量较对照处理多 1.89
～ 7.83 倍 ,差异显著;在不定根表达初期(30 ～
50 d),氮素含量出现不同程度的波动 ,但高浓度
(5 000 mg ·L-1)条件下氮素的含量比低浓度处理
高出 29.41%～ 125.58%,差异达极显著水平。当
不定根完全形成后 ,插穗体内的总氮含量出现急剧
下降趋势 ,降幅达 49.81%～ 90.93%,其中对照降
幅最大 ,在激素处理条件下 ,浓度越高 ,降幅越大 ,在
相同时期 ,各激素水平下的氮素含量差异极显著 。
2.3　碳氮比变化规律
碳氮比值是反映植物合成营养物质的重要指
标 ,经激素处理后 ,随着愈伤组织及不定根的形成 ,
插穗碳氮比值呈下降 —上升 —下降的趋势;对照处
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　 　中 南 林 业 科 技 大 学 学 报 第 31卷
图 2　不同激素处理下总氮含量变化曲线
Fig.2　Curves of total nitrogen contents under different
K-IBA treatments
理受总氮含量的影响 ,碳氮比值波动较其他处理出
现时间晚 ,但波动幅度较激素处理时显著增加 。经
激素处理后 ,碳氮比值都在 10 d 左右下降到低点 ,
然后在 20 d左右出现峰值 ,之后比值又开始下降 ,
高质量浓度(5 000 mg · L-1)和低质量浓度(1 000
mg · L-1)处理的变化幅度均显著 , 3 000 mg · L-1
时变化幅度较小 ,从 30 d左右即不定根表达期开始
保持稳定水平。
图 3　不同激素处理下碳氮比变化曲线
Fig.3　Curves of C/ N values under different K-IBA
treatments
2.4　可溶性蛋白含量变化规律
蛋白质是决定生物属性的基本物质 ,在生命活
动中起着重大的作用 。如图 4所示 ,仿栗插条生根
过程中可溶性蛋白质含量的变化基本呈现先下降后
小幅波动上升的趋势 。在愈伤组织形成过程中(0 ～
30 d),可溶性蛋白含量均出现显著性下降 ,降幅达
60.83%～ 80.73%,随着不定根的形成 ,穗条从外界
吸收营养 ,可溶性蛋白含量增加 ,但由于叶片的光合
作用的增强 ,导致可溶性蛋白含量小幅下降 ,当根系
发育完善时 ,根系吸收营养的能力增强 ,蛋白含量再
次增加。通过对相同时期可溶性蛋白含量的比较发
现 ,是否施用激素及激素质量浓度的大小对结果影
响不显著 。
图 4　不同激素处理下可溶性蛋白含量变化曲线
Fig.4　Curves of soluble protein content under different
K-IBA treatments
2.5　超氧化物歧化酶活性变化规律
生根过程中 ,仿栗插穗基部组织中 SOD活性在
不同时期呈现规律性变化 ,大致呈先上升后下降的
趋势(见图 5)。在不定根的形成过程中 ,激素处理
SOD活性的影响表现明显 ,SOD的活性在愈伤组织
膨大末期(20 d)达到最大值 ,激素处理条件下 SOD
活性比对照处理增加 16.02%～ 23.20%,差异显
著。此后低质量浓度水平(1 000 mg · L-1)条件下
的 SOD 活性较高质量浓度水平(3 000 ～ 5 000
mg ·L-1)下降迅速且差异达极显著水平 。
图 5　不同激素处理下 SOD活性变化曲线
Fig.5　Curves of SOD activity under different
K-IBA treatments
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第 3 期 　张　斌 ,等:K-IBA 处理对仿栗插穗生理学特征的影响　
　　扦插初期 ,离体插条失去原来正常而稳定的供
水来源 ,处于逆境状态时 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。同一时期 ,激素处理和对照之间的
差异极显著 ,同一生长素不同质量浓度之间 SOD活
性的差异也极显著 。试验结果表明 , K-IBA 生长素
处理的插条 ,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
3 000 mg/kg 的处理效果最为显著 。
2.6　过氧化物酶活性变化规律
如图 6所示 ,仿栗插穗皮层中 POD活性也呈现
规律性的变化 ,有先升高后降低的趋势 ,在愈伤组织
膨大末期和不定根分化初期POD活性达到最大值 ,
跟SOD活性变化情况相似。在插后头 20 d内 , K-
IBA 处理插条内的 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。
随着不定根的形成 ,插穗内部的POD活性开始
下降 ,不同质量浓度水平下的下降幅度相似 ,但不显
著。对比不同质量浓度下的 POD 值不难发现 ,中 、
高质量浓度(3 000 ～ 5 000 mg ·L -1)条件下插穗具
有较高的 POD活性。
图 6　不同激素处理下 POD 变化曲线
Fig.6　Curves of POD activity under different K-IBA
treatments
2.7　丙二醛含量变化规律
MDA 是仿栗插穗在逆境胁迫下的产物 ,其含
量的多少反映了其受胁迫程度的大小。从图 7可以
看出 ,经 K-IBA处理后 ,MDA 含量明显低于对照处
理 ,其中以中等质量浓度(3 000 mg · L-1)处理效
果最好。MDA 含量整体变化趋势同 SOD 和 POD
活性相同 ,均为先升后降的过程。
对照含有较高的 MDA ,而且在不定根产生之
前 ,随着愈伤组织的膨大 ,处理和对照间的 MDA 含
量差异越来越大 ,在 20 d时 ,对照处理中 MDA 含
量增加 50.00%,而经 K-IBA 处理后 , MDA 含量分
别增加 18.52%～ 44.83%,说明 K-IBA 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。当扦插后 60 d时 ,插穗
内 MDA 含量分别比初期(0 d)下降了 50.00%
(1000 mg · L-1)、55.56%(3 000 mg · L-1)、
34.48%(5 000 mg ·L -1)、23.33%(CT),比高峰期
(20 d)下降了 62.16%(1 000 mg · L-1)、62.5%
(3 000 mg · L-1 )、 54.76%(5 000 mg · L-1)、
48.89%(CT),降幅均达到显著水平 ,但以中低质量
浓度 K-IBA 处理表现最好 。
图 7　不同激素处理下MDA含量变化曲线
Fig.7　Curves of MDA contents under different K-IBA
treatments
3　讨　论
插穗在生根之前不断消耗其体内贮存的营养物
质 ,可溶性糖为细胞的分裂提供了能量 ,而氮是形成
核酸和蛋白质的重要元素 ,在愈伤组织膨大过程中 ,
需要大量的营养物质 ,K-IBA 能增强插穗体内某些
酶的活性 ,加速淀粉和蛋白质的分解 ,增加细胞渗透
性能 ,从而有利于根原始体的诱导和形成[ 8] ,进而促
进生根 ,提高生根率 。全氮含量先上升后下降再上
升 ,可能是为了形成愈伤组织造成的总氮含量积累
的现象;之后急剧下降 ,在 20 d左右降至最低 ,可能
是根原基的发生和发育需要氮元素合成核酸和蛋白
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质 ,而插穗体内不能自身产生更多的氮素造成 ,在不
定根形成过程中 ,根原基吸收外界氮素在插条基部
的积累 ,并且在一定范围内全氮含量高以为细胞生
长提供了能量。
插穗体内的糖为细胞的生长提供了 C 源 , C 和
N共同为细胞的分裂 、分化和生长提供了物质和能
量基础 ,碳氮比值的高低从另外方面来衡量细胞分
化效率 , K-IBA 处理加强了淀粉和脂肪的水解 ,促
进可溶性化合物向插条基部运输 ,提高了碳氮比值 ,
将碳氮比值同相同处理下的生根率数据比较后发
现 ,碳氮比值高有利于不定根的形成 ,进一步验证了
前人的研究结论[ 9-10] ,这一结论也为今后开展难生
根树种的扦插繁殖技术研究提供了理论依据 。
激素 K-IBA 的使用 ,在一定程度上促进了仿栗
插穗体内物质的代谢 ,为细胞的分裂和生长提供了
营养 ,同时协调了插穗内部碳氮比环境 ,加速不定根
的分化和生长 ,从而达到缩短生根时间 、提高生根率
的目的。
仿栗穗条离开母树后就处于生长的逆境条件 ,
促进体内产生氧自由基或超氧负离子 ,对细胞的生
长产生伤害 ,同时细胞膜透性增加 ,MDA 含量也进
一步增加。氧化物的增加 ,刺激插穗体内 SOD 、
POD和 CAT 酶的活性 ,保护正常的细胞分裂和生
长 ,当不定根形成后 ,穗条从外界吸收养分 ,提供给
叶片进行光合作用 ,穗条内部的营养物质得到不断
的积累 ,各保护酶的活性呈现下降趋势 。在 K-IBA
的作用下 ,仿栗体内的保护膜系统活性被激活 ,可能
是由于 K-IBA 促进了细胞的代谢过程 ,也可能是保
护酶自身在参与生长素代谢活动的同时 ,影响到了
仿栗插穗细胞的生长 、分化及形态建成过程 ,从而有
利于生根[ 11-14] ,其中 K-IBA 3 000 mg · L-1的处理
效果最为显著。
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[本文编校:谢荣秀]
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