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生长调节剂对垂珠花硬枝扦插生根及其氧化酶活性的影响



全 文 :2014年2月 甘 肃 农 业 大 学 学 报 第4 9卷
第1期89~98 JOURNAL OF GANSU AGRICULTURAL UNIVERSITY 双 月 刊
生长调节剂对垂珠花硬枝扦插生根及其
氧化酶活性的影响
许晓岗,丁芳芳,李苏蓉,施圆圆
(南京林业大学森林资源与环境学院植物系,江苏 南京 210037)
摘要:以垂珠花(Styrax dasyanthus)1~2年生枝条为扦插材料,对其枝条上、中、下3部分插穗韧皮部内生根
抑制物水浸提液进行化感活性的测定,并采用三因子正交试验研究了生长调节剂吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸
(IBA)、α-萘乙酸(NAA)和2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)对垂珠花扦插生根及生根过程中吲哚乙酸氧化酶(IAAO)和
多酚氧化酶(PPO)活性的影响.结果表明:垂珠花插穗上、中、下3部分韧皮部内存在某些物质在不同程度上抑制
白菜籽萌发及其生长发育,且不同部位间的抑制程度亦呈现出显著差异.下部插穗中该物质的含量相对较高,故可
能对插穗生根起到抑制作用,故垂珠花扦插繁殖材料宜选用枝条中上部为佳.初步判定,垂珠花插穗生根类型属于
皮部生根型.4种生长调节剂处理组合均能显著提高垂珠花插穗的各生根指标,其中,500mg/L IBA处理30min
对垂珠花硬枝扦插生根率促进作用最为显著,插穗生根率最高,其生根率、生根数和最长根长分别为62.25%、7.53
条和93.29mm;其次是IAA,NAA处理效果较差.经IBA处理后可提高垂珠花插穗PPO活性,降低IAAO活性,
有效缩短垂珠花插穗生根时间,显著提高其生根率.
关键词:垂珠花;硬枝扦插;生根抑制物;生长调节剂;氧化酶活性
中图分类号:S 722    文献标志码:A     文章编号:1003-4315(2014)01-0089-10
第一作者:许晓岗(1968-),男,博士,高级工程师,主要从事植物资源利用的研究.E-mail:1208657126@qq.com
通信作者:丁芳芳,女,在读硕士,主要从事植物资源利用的研究.E-mail:2508675289@qq.com
基金项目:野茉莉属植物、海棠品种系列在六合的引种繁育研究(201109).
收稿日期:2013-07-28;修回日期:2013-08-27
Effects of growth regulators on hardwood cutting and
oxidase activity of Styrax dasyanthus
XU Xiao-gang,DING Fang-fang,LI Su-rong,SHI Yuan-yuan
(Colege of Forest Resources and Environmental Sciences,Nanjing Forestry University,Nanjing 210037,China)
Abstract:By using the water solution from three parts of branches of phloem,the effects of extract
from cuttings of Styrax dasyanthus,and the effects of plant growth regulators on the hardwood-cutting
rooting of S.dasyanthus were studied with the orthogonal design of three factors.The dynamic changes of
activities of indoleacetic acid oxidase(IAAO)and polyphenol oxidase(PPO)during rooting process were
also investigated.The results showed that:Top,middle and basal parts of cutting existed some materials in
the phloem,which inhibited seed germination and growth of Chinese cabbage in different extent,and the in-
hibition among different parts of branches also had obviously differences,the contents of the materials rela-
tively higher in the basal part cutting,and it influenced and inhibited rooting of cuttings,so the cuttings
should be selected from middle to upper of the branch for propagation material.S.dasyanthus is the plant
of the surface root type by preliminary judgment.Four kinds of growth regulators could significantly im-
prove the cuttings rooting index.The most significant effect on hardwood cutting by the treatment of 500
DOI:10.13432/j.cnki.jgsau.2014.01.017
甘 肃 农 业 大 学 学 报 2014年
mg/L IBA 30min,the rooting rate was the highest,and rooting rate,root number and the longest root
length were 62.25%,7.53and 93.29mm,respectively.IAA and NAA treatments showed less effects.The
IBA treatment increased the PPO activity,but reduced the IAAO activity,so it could effectively reduce the
cuttings rooting time and increase the rooting rate.
Key words:Styrax dasyanthus;hardwood cutting;rooting-inhibitor;growth regulator;oxidase activity
  野茉莉属,又称安息香属(Styrax),分布于热
带和亚热带地区,全属100余种,我国有30余种,主
产于长江流域以南各省区[1],少数种类分布于东北
或西北地区.目前国内关于该属植物的观赏价值及
园林应用研究甚为匮乏,仅有玉铃花、东京野茉莉等
少数种应用于园林,而该属绝大部分植物仍在深闺,
鲜为人知,亟待开发利用[2].垂珠花(S.dasyanthus)树
形优美,花白色成串,清香优雅,形似茉莉花,盛开时
繁花似雪,朵朵下垂,果实成熟时色艳形美,观赏价值
较高;同时垂珠花还是一种很有利用价值的药用、油
料、观花、观果类资源型芳香植物[3],具有较大的综合
开发利用价值及广阔的园林应用前景.
目前,国内外鲜见垂珠花的研究报道,而对其的
繁殖技术研究,特别是无性繁殖技术研究报道尚属
空白.扦插苗比实生苗前期生长快,繁殖系数高,成
本低,同时还能够保持母本的优良性状.在资源有限
的情况下,本试验对垂珠花硬枝扦插技术及其生根
机制进行了初步研究,旨在探索垂珠花无性快繁技
术,为其综合开发应用提供理论依据.
1 材料和方法
垂珠花硬枝扦插于2012年4月中旬在南京市
六合区茉莉花园度假村苗圃中进行,材料采集于江
苏南京金牛山和游子山.将生长健壮、整齐一致、无
病虫害的垂珠花1~2年生枝条,剪成长约10~
15cm的插穗,每个插穗保留3~4个芽,每30根捆
成1捆备用.上切口平剪(距第1个芽约1~2cm),
且封蜡;下切口在节(芽背面)下方0.5~1cm 处
斜剪.
试验采用3因子4水平正交设计,生长调节剂
种类:IAA、IBA、NAA及2,4-D;生长调节剂浓度:
100、500、800、1 000mg/L;生长调节剂处理时间:
3s、15min、30min、60min.每处理30根插穗,3个
重复,扦插后进行常规管理.扦插后每隔1~3d进
行一次生根形态观察,分别记录不定根出现时间;
80d后全面调查各处理插穗的生根率、生根数及最
长根长.
插穗生根抑制物的生物测定取自垂珠花当年萌
发枝的半木质化枝条,分上(第8芽,枝梢)、中(第4
~7芽)、下(第1~3芽)部3段,取各段基部韧皮部
3.00g,加入鲜质量10倍的去离子水,在室温下浸
提48h后过滤备用.于插后每隔10d采集1 000
mg/L的IBA处理的插穗叶片3~5枚,剪碎混合均
匀后用于氧化酶活性的测定,共取样6次.其中,
IAAO活性的测定参照路文静等[4]的方法进行,
PPO活性测定参照李忠光等[5]的方法进行.
试验数据采用 Excel和SPSS 17.0进行统计
分析.
2 结果与分析
2.1 插穗生根抑制物质的测定
由图1可知,3种不同部位的提取液对白菜种
子的发芽率具有不同程度的抑制作用.其中,枝条中
部的韧皮部内的抑制物质含量最少,其浸提液浸泡
小白菜籽后的发芽率达90%,与蒸馏水浸泡小白菜
籽(CK)发芽率(95±0.15)%相比差异不显著(P<
不同小写字母表示差异显著;不同大写字母表示差异极显著.
图1 不同部位浸提液对白菜种子发芽试验的影响
Fig.1 Effect of germination of Chinese cabbage seeds
with extracted liquid at different parts of S.dasyanthus
09
第1期 许晓岗等:生长调节剂对垂珠花硬枝扦插生根及其氧化酶活性的影响
0.05);上部枝条次之,小白菜籽的发芽率为(74±
0.53)%;下部枝条中抑制物质含量最高,其浸提液
浸泡小白菜籽的发芽率最低,仅为(64±0.04)%,相
较CK降低了31%.
垂珠花枝条不同部位的提取液不仅对白菜籽的
发芽具抑制作用,而且对其生长亦有阻碍作用.其
中,上部和中部的水浸液对小白菜的平均苗高和根
长的抑制性较小,上部和中部苗高和根长分别为
(4.95±0.01)mm、(9.07±0.02)mm 和(4.85±
0.03)mm、(14.16±0.06)mm,相较于CK((5.07±
0.02)mm、(11.03±0.05)mm),苗高仅降低了约
0.57mm和0.19mm,三者间无显著差异,但三者
与下部枝条间均存在极显著差异(P<0.01);而对
于根长指标,上部处理的根长(9.07±0.02)mm较
CK(11.03±0.05)mm有所下降,降低了1.96mm;
中部处理的根长(14.16±0.06)mm较CK长,增加
了3.13mm;对白菜籽生长抑制作用最大的是枝条
的下部,小白菜的平均苗高和根长为(3.80±0.01)
mm、(6.55±0.01)mm,与 CK 相比,分别下降了
1.27mm、4.48mm,且与枝条各部分间差异均极显
著(P<0.01).
经垂珠花枝条不同部位的提取液对小白菜籽
发芽率、平均苗高和平均根长3个指标的方差分
析(表1)可知,其 F 值分别达到了2 302.163、
3 391.948和246.733,均达到极显著差异.垂珠花
枝条不同部位浸提液浸泡白菜籽,CK处理下各指
标要高于其他3个处理,对此3个测定的指标均存
在不同程度的抑制作用,说明垂珠花插穗中存在
某种影响生根的物质,对插穗生根起抑制作用,且
这种生根抑制物质在同一枝条不同部位的含量不
表1 不同部位浸提液对白菜种子发芽试验的方差分析
Tabl.1 Analysis of variance for germination of Chinese cabbage seeds with extracted liquid
at different parts of S.dasyanthus
部位 平方和 自由度 均方 F  Sig.
上部 10 745.792  3  5 372.896  2 302.163** 0.000
中部 15 860.986  3  7 930.493  3 391.948** 0.000
下部 8 060.090  3  4 030.045  246.733** 0.000
  *表示差异显著,**表示差异极显著.
同,可能会导致不同部位插穗的生根率较大差异.
2.2 生长调节剂种类、浓度及处理时间对扦插生根
的影响
2.2.1 插穗生根进程观察 对垂珠花生根过程观
察发现,垂珠花插穗在插后26d大多数没有什么变
化,仅NAA和2,4-D处理的个别插穗下切口向上1
~2cm范围内的皮孔膨大、皮部开裂或伴有透明的
愈伤组织产生.插后37d,一部分处理组,如 NAA
100、500、1 000mg/L及IBA 500、1 000mg/L处理
的插穗不定根形成增多并突破表皮,将韧皮部与木
质部连接起来;而2,4-D处理组下切口仍继续诱导
愈伤组织.至45d后,更多的插穗末端的1~2cm范
围内皮部胀裂,同时,开裂部位或其皮下出现较多的
乳白色细嫩的幼根,并伴有新叶的发生,一些处理组
的插穗生根率已达到23%,如 NAA 800mg/L 60
min、IBA 1 000mg/L 30min等处理组;此时,生长
调节剂浓度较小的处理,插穗下切口皮部产生的不
定根相对较少.扦插80d后,处理组大部分插穗已
完成生根过程.CK组扦插74d后,只有少数不定根
从皮孔伸出,且不定根数量相对稀少,仅4~8根;同
时发现有些插入基质中的插穗皮部出现变黑、腐烂
的现象并伴有粘液.
综合分析生根进程,可将垂珠花插穗不定根的
生成大致划为3个阶段[6],即不定根原基诱导及发
生(皮裂)阶段(扦插0~30d);不定根表达和形成阶
段(扦插30~40d);不定根伸长及发育阶段(扦插
40d以后).
2.2.2 插穗生根特性 从垂珠花的生根部位和生
根时间来看,其根原基发生在插穗的皮孔下部与愈
伤组织无关;个别插穗下切口经2,4-D处理会出现
愈伤组织,但无法诱导生根,因此,初步判定垂珠花
插穗属于皮部生根型.在适宜的生根环境和生长调
节剂的处理下,垂珠花的不定根发生时间相对较长,
少量插穗在第26天时出现皮部胀裂现象,第37天
时已出现生根的插穗,比CK提前37d.垂珠花插穗
生根特点是密集爆发式生根[7](图2).
19
甘 肃 农 业 大 学 学 报 2014年
Ⅰ:皮部胀裂图;Ⅱ:密集爆发式皮部生根图;Ⅲ:不定根伸长.
图2 垂珠花的生根类型及特点
Fig.2 Rooting genre and trait of S.dasyanthus
2.2.3 不同处理组合对生根状况的统计与分析 
扦插80d后,对不同生长调节剂处理组的生根期、
生根率、平均生根数及最长根长进行统计(表2).
CK组的生根率仅为6.67%,而各处理组的生根率
均高于CK组.因此,外施4种生长调节剂处理均能
在不同程度上促使插穗提前生根,并提高垂珠花扦
插的生根率、生根数以及最长根长.生根率最优组合
(A2B2C3)的生根率可达62.25%.
表2 垂珠花硬枝扦插生根情况的正交试验结果
Tab.2 The orthogonal test results of hardwood cutting rooting of S.dasyanthus
序号
因素
生长
调节剂
浓度/
(mg·L-1)
时间
指标
生长期/d 生根度/% 生根数/条
最长根长/
mm
1  2,4-D  100  3s 69  6.75  4.37  41.32
2  2,4-D  500  15min  52  19.25  5.72  52.57
3  2,4-D  800  30min  40  28.75  8.47  50.27
4  2,4-D  1000  60min  42  20.00  8.55  49.82
5 IBA  100  15min  65  21.25  6.67  74.11
6 IBA  500  30min  37  62.25  7.53  93.29
7 IBA  800  60min  37  41.50  7.26  79.00
8 IBA  1000  3s 40  26.25  7.87  71.46
9 NAA  100  30min  37  25.00  3.95  72.75
10 NAA  500  60min  37  27.50  3.79  95.43
11 NAA  800  3s 40  32.50  6.67  70.56
12 NAA  1000  15min  37  28.75  5.69  67.43
13 IAA  100  60min  56  8.75  5.00  44.86
14 IAA  500  3s 70  21.25  3.59  66.88
15 IAA  800  15min  65  51.25  6.00  80.54
16 IAA  1000  30min  63  45.00  6.80  74.54
CK / / 74  6.67  2.13  31.81
K1 50.75  56.75  54.75
K2 44.75  49.00  54.75
生长期/d  K3 37.75  45.50  44.25
K4 63.50  45.50  43.00
R  25.75  11.25  11.75
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第1期 许晓岗等:生长调节剂对垂珠花硬枝扦插生根及其氧化酶活性的影响
续表2
序号
因素
生长
调节剂
浓度/
(mg·L-1)
时间 生长期/d
指标
生根率/% 生根数/条
最长根长/
mm
K1 18.69  15.44  21.69
K2 37.81  32.50  30.13
生长率/% K3 28.44  38.50  40.25
K4 31.56  30.00  24.44
R  19.12  23.06  18.56
K1 6.78  5.00  5.60
K2 7.33  5.51  5.52
生根数/条 K3 5.03  7.10  6.69
K4 5.35  7.23  6.40
R  2.30  2.23  1.17
K1 48.5  58.26  62.56
K2 79.47  77.04  68.66
最长根长/mm  K3 76.54  70.10  72.71
K4 66.71  65.87  67.28
R  30.97  18.81  10.15
  由表2极差分析可见,就仅以生根率为主要考
虑因素,则影响扦插生根的主因子为生长调节剂浓
度(R=23.06),次因子为生长调节剂处理时间(R=
18.56),生长调节剂种类居中(R=19.12);而单独
分析测定的4项指标难以准确判断影响生根的主导
因子,通过3因素的方差分析(表3)可见,生长调节
剂种类、浓度及处理时间,其F值分别达到88.494、
59.647和29.757,均达到极显著水平.故综合考虑
各生根指标,影响垂珠花硬枝扦插生根因素的主导
因子为生长调节剂种类.
表3 垂珠花硬枝扦插生根影响的3因素方差分析
Tab.3 Variance analysis for three factors of hardwood cutting on orthogonal test
变异来源 平方和 自由度 均方 F  Sig.
生长调节剂种类 8 465.682  3  2 821.894  88.494** 0.000
生长调节剂浓度 8 417.749  3  2 805.916  59.647** 0.000
处理时间 8 453.145  3  2817.715  29.757** 0.000
  从垂珠花硬枝扦插正交试验多重比较(表4)可
知,在生长调节剂种类方面,IBA处理的插穗的平均
生根率最高,为37.81%;其次为IAA处理,IBA和
IAA之间无显著差异,但两者与2,4-D、NAA均存
在极显著差异.NAA与2,4-D、IAA间亦呈现极显
著和显著差异,2,4-D处理的插穗生根率最低,为
1 8.69%.生长调节剂浓度方面,以800mg/L为最
表4 垂珠花硬枝扦插正交试验生根的多重比较
Tab.4 Multiple comparisons for rooting rate of
hardwood cutting on orthogonal test
生长调
节剂
种类
均值
生长调
节剂
浓度
均值
处理
时间
均值
1  18.69Cc  2  32.5Aab  3  40.25Aa
2  37.81Aa  3  38.5Aa  4  24.44BCc
3  28.44Bb  4  30ABab  1  21.56Cc
4  31.56ABa  1  15.31Cc  2  30.13Bb
  同列不同大写字母表示差异极显著(P<0.01),同列不同小写
字母表示差异显著(P<0.05);相同字母表示差异不显著.
佳浓度,500、800、1 000mg/L处理的3者之间差异
均不显著,100mg/L处理的生根效果最差,与500、
800、1 000mg/L相比差异极显著.在处理时间上,
30min为最佳时间,其与3s、15min及60min均差
异极显著;15min与60min处理间呈显著差异;3s
和60min处理之间无显著差异.同一种生长调节剂
处理时,高浓度短时间与低浓度长时间之间大体具
有等效效应,如 NAA 1 000mg/L处理15min与
500mg/L处理60min、IBA 1 000mg/L处理3s
与100mg/L处理15min等处理组合的生根率大
体一致.根据多重比较结果,组合A2B2C3,A2B3C3,
A4B3C3,A4B2C2 等可选择作为垂珠花硬枝扦插的
较佳组合,均可获得较佳的结果.
2.2.4 不同芽位对扦插生根的影响 由表5可知,
除生根期指标差异显著外,不同芽位对垂珠花硬枝
扦插其他3个生根指标方面差异均呈极显著水平.
39
甘 肃 农 业 大 学 学 报 2014年
表5 不同芽位垂珠花硬枝扦插生根指标方差分析
Tab.5 Variance analysis for rooting index with different branches of part on hardwood cutting
变异来源 平方和 自由度 均方 F值 P值
生根率 1 816.764  3  908.382  99.929** 0.000
生根数 18.839  3  9.419  13.546** 0.006
最长根长 370.722  3  185.361  12.713** 0.007
生根期 194.000  3  97.000  8.559* 0.017
表6 不同部位垂珠花硬枝扦插生根指标的多重比较
Tab.6 Multiple comparison for rooting index with different branches of part on hardwood cutting
部位 生根率/% 生根数/条 最长根长/mm 生根期/d
上部(第8芽-枝梢部) 46.17Ab  7.28Aa  88.24Aa  43Aa
中部(第4-7芽) 54.75Aa  5.56ABb  76.78ABb  40Bb
下部(第1-3芽) 21.25Bc  3.73Bc  73.19Bb  46Aa
  由表6多重比较结果可见,经相同生长调节剂
组合(500mg/L IBA 30min)处理后,不同芽位的茎
段生根率亦不同,生根率由高到低依次为:中部、上
部和下部,中部(第4~7芽)的插穗生根率最高,达
54.75%,显著高于其他两部分;下部生根率最低,为
21.25%.上部插穗生根数最多(7.28根),下部插穗
的生根数低于中、上部,仅为3.73根,与上部之间呈
极显著差异,上、中部和中、下部之间差异显著.中部
和下部插穗最长根长间无显著差异,上部插穗的最
长根长达88.24mm,与中部插穗之间存在显著差
异.在不定根出现时间上,下部插穗耗时最大,平均
生根期达到46d,与上部插穗间无显著差异,但与中
部插穗之间差异极显著.因此,垂珠花扦插宜选用中
上部(4芽以上)半木质化的枝条作扦穗.
2.3 IBA处理插穗生根过程中氧化酶活性变化
2.3.1 IAAO活性变化与生根的关系 吲哚乙酸
氧化酶(IAAO)也是一种起氧化酶作用的过氧化物
酶,IAAO活性对应于植物组织的发育年龄,即从幼
细胞到老细胞顺次增强.植物体内IAAO活力的大
小,对调节体内IAA水平起着重要的作用,IAA在
IAAO的作用下,被氧化破坏失去活性[8-9],而IAA
重要的生理功能就是促进不定根的形成,任何影响
插穗内IAA含量的变化势必影响不定根的发生,因
而,IAAO活性与不定根发生紧密相关[10-11].
图3-Ⅰ显示,扦插前期,IAAO活性相对较低,
有利于内源IAA的积累,这对不定根原基的发生有
利[12];CK组插穗内IAAO活性先略有上升,而后持
续下降,于插后30d时降到最低值,其后IAAO活
性不断提高,50d时达最高.IBA处理组于根源基
诱导期内IAAO活性都维持在较高水平;IBA处理
后插穗内的IAAO活性在插后10d时降到谷底,
20d后达到峰值,此时正值根源基诱导期.不定根伸
长和发育期间,插穗内的IAAO活性呈下降趋势.
2.3.2 PPO活性变化与生根的关系 多酚氧化酶
(PPO)普遍存在于高等植物中,是植物体内呼吸作
用的氧化酶.PPO不仅对不定根的发生和发展起着
重要的作用[13],而且对器官形态建成也具有非常重
要的作用[14],因此,PPO是插穗生根的一个重要生
理指标[15].
从图3-Ⅱ可以看出,硬枝插穗生根过程中PPO
活性变化呈上升-下降-上升的趋势,IBA处理组插
穗生根期间PPO活性变化幅度较CK组大.在不定
根原基诱导初期,IBA处理组插穗内的PPO活性升
高并高于对照,且2条曲线的峰值出现的时间相同,
均于插后10d出现.由此可见,外源生长调节剂具
有提高插穗保持较高的生理活性的能力,从而有助
于提高生根率.插后20~30d,根原基诱导不定根产
生,插穗内PPO活性持续降低,直至降至谷底,随后
为促进不定根的表达和伸长,PPO活性随之持续升
高,PPO活性增大并维持较高水平,有助于催化酚
类物质和IAA形成“IAA-酚酸复合物”,从而促进
不定根的形成.至40d后,IBA 处理组插穗内的
PPO活性高于CK组,而此期间插穗不定根不断形
成并突出表皮,不断发育伸长.
3 讨论与结论
扦插成活的关键在于生根,而插穗生根是一个
49
第1期 许晓岗等:生长调节剂对垂珠花硬枝扦插生根及其氧化酶活性的影响
图3 IBA处理插穗生根过程中IAAO(Ⅰ)、PPO(Ⅱ)活性的变化
Fig.3 The changes of IAAO and PPO activity during cutting adventitious root formation with IBA treatments
非常复杂的过程,植物生根除与插穗本身遗传特性
和外界环境因子有关外,还与处理插穗的生长调节
剂种类、浓度、浸泡时间及其生根过程中氧化酶活性
等有密切关系[16-20].
3.1 插穗内含抑制物质与扦插生根关系
通常情况下,不同的树种表现出的生根能力亦
不相同,即便是同一种植物不同的枝条部位、年龄或
季节的插穗生根能力也会呈现出很大的差异,在众
多可能的原因中,植物体内合成分泌的生根抑制物
质成分及含量可能与此密切关联.
目前,国内学者已对植物扦插生根抑制物的生
物测定及化学成分的鉴定开展了深入的研究[21-25],
发现生根抑制物质主要是酚类、单宁类、鞣质类及其
他一些物化结构和性质相近或有关的物质.从已有
的众多研究报道看来,酚类物质是主要抑制成分.据
报道[21-23],利用GC-MS对紫杉、邓恩桉插穗浸提液
中抑制物质的化学成分进行研究分析,发现其插穗
中的生根抑制物主要是酚类,酸类物质的抑制作用
不显著[21-23].
然而与此相反,另一些研究者却得出酚类物质
具有促进不定根发生的结论,如姚瑞玲、Pythoud
等[22,26]的研究发现一元酚能提高IAAO活性,起到
抑制插条生根的作用;而二元酚则被认为具有抑制
IAAO活性的功能,使得内源IAA水平得到提高,
促进插穗不定根的发生,从而使这一“矛盾的悖论”
现象得到了很好的诠释.
本试验中,不同部位的垂珠花插穗生根抑制物
的化感作用测定显示,插穗内的生根抑制物含量越
高,其水浸液对小白菜籽发芽率影响也就越大,发芽
率越低.垂珠花插穗各部位的水浸液中存在的某种
物质可在不同程度上抑制小白菜籽萌发及其生长发
育,且不同部位间的抑制程度亦呈现出显著差异,下
部插穗中的抑制物含量相对较高,上部插穗含量明
显较低.可见,这一抑制作用与插穗的生根率存在着
一定的正相关性,因此,说明垂珠花插穗内确实存在
某种生根抑制物质,并且其在同一根枝条上分布不
均.至于插穗内生根抑制物质精确的定性、定量分析
以及不同季节的变化规律还有待更进一步的深入
研究.
3.2 生长调节剂对扦插生根的影响
不同树种其不定根发生的部位亦不完全相同,
插穗的不定根常发生在叶节上,易生根树种不仅会
发生于叶节上,还可能发生在节间上;而难生根树种
则常发生在插穗的下切口或插穗下部靠近切口的部
位,主要是在有芽或叶的一侧[27].本试验中,从垂珠
花硬枝扦插的生根部位和生根时间看,不定根多从
插穗下切口上部0.1~3cm区域发出,偶有高位生
根,其根原基发生在皮孔下部,与愈伤组织无关,生
根方式大多都是不经过形成愈伤组织而直接从皮层
产生不定根[7,28].除某些插穗下切口经2,4-D处理
后会出现愈伤组织,但无法诱导生根,其原因尚有待
研究,故初步判断垂珠花是皮部生根型植物.而对垂
珠花扦插生根类型和根原基类型及发生部位的确定
均需从解剖学研究入手,经解剖观察才能予以证实.
外施生长调节剂促进插穗生根是植物扦插中提
高生根率,促进成活的重要措施.本试验结果显示,
生长调节剂种类对垂珠花硬枝扦插生根的影响要大
于生长调节剂浓度和处理时间;且扦插生根效果较
佳的组合较多,组合 A2B2C3,A2B3C3,A4B3C3,
A4B2C2 等均可选,且在同一生长调节剂条件下大体
59
甘 肃 农 业 大 学 学 报 2014年
具有等效效应.结合生长调节剂浓度、处理时间上所
耗的成本及生根率,建议生产上宜选择组合A2B2C2
和A2B2C3.4种生长调节剂中,IBA处理对垂珠花
硬枝扦插生根率促进作用最为显著,其次是IAA,
NAA处理效果较差.有研究认为,IBA 是一种由
IAA转变而来的内源生长素,它能刺激IAA向插穗
基部转运,外施IBA能将其转运至插穗的基部组
织,再将其进一步转变为IAA;且IBA 较IAA 稳
定,是比IAA生根作用更强的一类生长调节剂,且
IAA易受IAAO氧化,而IBA并不受该酶的氧化,
这可能就是IBA 促进生根效果较IAA 显著的原
因[29].正如青海云杉[30]、大果沙棘[31]以及蔷薇[32]
插穗经IBA处理后发现其生根效果均好于其他植
物生长调节剂处理.但也有很多研究显示,经 NAA
处理的插穗其生根效果要好于IBA处理[33-34].
3.3 不同芽位对扦插生根的影响
在所采的同一枝条上的不同取芽部位,其扦插
生根率也有显著不同[35],且插穗的生根性状与其在
穗条上的部位有一定的相关性.垂珠花枝条不同芽
位扦插试验也表明,垂珠花上部(第8芽,枝梢部)枝
条生根率较中部(第4~7芽)枝条稍低,而又较下部
枝条生根率高.这可能与其枝条未充分发育,木质化
程度较低,细弱,幼嫩,插后一段时间开始展叶,其枝
梢和叶片处于生理活动较旺盛的状态,仍具有产生
生长素的能力,生长素源源不断地向基部运输,在插
穗基部附近聚集,同时生长活动中心向插穗基部转
移,由于生命活动旺盛,对病原微生物的抵抗能力增
强,同时旺盛的细胞分裂又使切口迅速愈合,因此不
易出现基部腐烂的现象,同时生长素的存在又刺激
根源基的分化,促使生根[36];然而枝条下部(第1~3
芽)多已完全木质化,其生根率均较中部和上部低,
最难生根,这也可能与其所含有的生根抑制物含量
较上部和中部都要高有关.本试验结果大致与同一
质量的枝条上剪取的插穗,其生根成活率由基部向
稍部逐渐减低的趋势相吻合.
近年来,很多学者的研究结果与本文的试验结
论大致相似.武晓东[34]将欧美山杨当年生枝条分为
上、中、下3段探索不同茎段对其扦插生根的影响,
结果显示中段和上段的生根率较下段均高.白木香
枝条不同部位(下部、中部、上部和顶稍)对插穗生根
的影响研究亦得出了相似结论.在杂交鹅掌楸[36]扦
插试验的研究中也发现了类似的结果,其上部插穗
的生根性状均优于下部插穗,穗条下部插穗的生根
率最低.在对垂丝海棠和楸子的同一枝条不同芽位
插穗的扦插生根能力研究结果也表明,这两种海棠
最佳的扦插芽位在第3~7芽位[35].
3.4 氧化酶活性对扦插生根的影响
插穗不定根的发生和形成过程与其体内很多酶
的活性有联系,包含了许多复杂的变化,如细胞的分
化、器官的形态建成等,不定根发育过程中插穗生根
阶段与形态学变化关系与其内部的生理生化变化密
切相关,其中,IAAO、PPO等生理指标都是极为重
要的的生物化学标志,与植物不定根的发生和发育
密切相关[6].
3.4.1 IAAO 活性与生根关系 IAAO 是氧化
IAA的专一性酶.插穗内的IAAO酶,能起到调节
插穗内源生长素水平的目的;而IAA生理功能中尤
为重要的功能就是促进插穗不定根的形成.
扦插过程中,IBA处理的插穗在其根源基诱导
和发生期间,IAAO活性升至峰值并维持较高水平,
促使内源IAA水平降低,符合较低水平IAA有利
于诱导生根的观点[37-38],并且 CK 组的插穗内
IAAO活性峰值出现延后与其不定根出现较晚相吻
合,进一步说明IAAO活性与不定根发生的关系密
切.王小玲等[39]认为四倍体刺槐硬枝插穗生根过程
中,高活性IAAO降低内源IAA水平是生根诱导期
的特点之一.但也有研究认为IAAO活性的降低有
利于内源IAA的积累,这对不定根原基的发生有
利[40].扦插后期,IBA处理的插穗已有多数不定根
突出表皮,IAAO活性下降,内源IAA水平增强,利
于根系生长发育,这一结论基本与前人的研究结论
相一致[6].CK组插穗的IAAO活性也将会在达到
峰值后缓慢下降.由此可见,IAAO活性与不定根的
发生和发育有着密切的联系.
3.4.2 PPO活性与生根关系 PPO是一种含铜的
酶,能催化生长素的代谢,在促进不定根的起源和发
育[10,41]的同时,还能催化酚类物质的氧化;而在插
穗生根过程中,酚类物质对不定根的发生、发育起着
极其重要的作用[42],常被认为是植物体内与生根关
系最为密切的活性酶之一.
69
第1期 许晓岗等:生长调节剂对垂珠花硬枝扦插生根及其氧化酶活性的影响
不同生根阶段PPO活性研究结果可见,IBA
处理组插穗在其不定根原基诱导期间PPO活性均
升高并高于CK组,而PPO活性能影响垂珠花不定
根原基的诱导和启动.可能是由于PPO位于植物插
穗不定根的起始部位,而外施生长调节剂催化了生
长素的代谢,PPO表现活性且含量迅速升高,其活
性增大也利于催化酚类物质与IAA 缩合形成
“IAA-酚酸复合物”,促进不定根原基的诱导和形
成.李明等[43-44]在桉树插穗生根过程中亦发现,插穗
生根率与其体内的PPO活性高低有关;难生根的
MLA插穗内PPO活性较低,而 U6和 W5插穗内
的PPO活性较高.在其不定根表达阶段,PPO活性
显著下降,可能是因大量的酚类物质在PPO的作用
下发生了转变,致使插穗内的酚类物质含量下降,这
与扈红军等[45]的研究结果基本一致.而至不定根伸
长期间,PPO活性不断增强,进一步催化酚类物质
生成IAA-酚类复合物,促进不定根的伸长和发育.
可见,在不定根表达期间插穗内需要较低的PPO活
性,而在不定根诱导及伸长过程中PPO活性需要维
持较高水平.总之,外施生长调节剂可提高PPO活
性,对生根有促进作用,这也很好的解释了处理组生
根率高于对照组的现象.
垂珠花硬枝插穗内氧化酶活性的大小与其生根
关系较大,插穗生根率常与PPO活性之间大致呈正
相关,而与IAAO活性呈负相关.外施IBA可促进
基因的表达,使插穗内蛋白质含量升高,使得插穗内
PPO活性得以提高,降低IAAO的活性,并在诱导
不定根原基发生的关键期,PPO活性均维持在较高
水平,对插穗生根有利,这与前人的研究结论相一
致[10,46];而在不定根表达期,PPO活性降低,IAAO
活性升高,不定根伸出表皮后,IAAO活性降低[39],
而PPO活性持续升高.故外施生长调节剂具有提高
插穗保持较高的生理活性的能力,从而有助于提高
生根率.
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(责任编辑 胡文忠)
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