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亚精胺调控菊花不定根发生的生理机制



全 文 :植物生理学报 Plant Physiology Journal 2014, 50 (10): 1546~1554  doi: 10.13592/j.cnki.ppj.2014.03431546
收稿 2014-07-28  修定 2014-09-07
资助 国家自然科学基金(31101564)。
* 通讯作者(E-mail: sunxianzhi@126.com; Tel: 0538-
8246139)。
亚精胺调控菊花不定根发生的生理机制
徐东花, 孙霞, 孙宪芝*, 徐璐
山东农业大学园艺科学与工程学院, 作物生物学国家重点实验室, 山东泰安271018
摘要: 以菊花(Dendranthema morifolium)品种‘神马’为试验材料, 研究外源亚精胺(spermidine, Spd)及其抑制剂二环己胺
(dicyclohexyl amine, DCHA)对不定根发生及相关生理生化指标的影响。结果显示, 外源Spd处理可以比对照提前2 d生根,
并且对生根和种苗质量提高有显著效果, 增加了扦插菊花叶片叶绿素、可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白的积累, 并且显著提
高了茎基部IAA的含量以及IAA/ABA和IAA/ZR的比值, 降低了ABA、ZR、JA、GA含量, 同时提高茎基部POD和PPO活性;
DCHA对生根和种苗质量有抑制作用, 并且生理指标均表现出不同程度的抑制作用; DCHA处理完再用Spd处理的插穗可以
缓解DCHA的抑制。结果表明: 一定浓度的Spd通过影响叶绿素、营养物质、内源激素及相关酶活性, 影响菊花不定根的
形成。
关键词: 菊花; 亚精胺; 扦插生根; 营养物质; 内源激素; 氧化酶
Physiological Mechanism of Spermidine Regulation on Formation of Adventitious
Roots in Chrysanthemum
XU Dong-Hua, SUN Xia, SUN Xian-Zhi*, XU Lu
State Key Laboratory of Crop Biology, College of Horticulture Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Tai’an,
Shandong 271018, China
Abstract: Chrysanthemum ‘Jinba’ was used as material to study the influence of exogenous spermidine (Spd)
and its inhibitor dicyclohexyl amine (DCHA) on formation of adventitious roots and relative physiological and
biochemical parameters. Results showed that, rooting was advanced for 2 days with the treatment of exogenous
Spd compared with CK, and Spd significantly promoted rooting and seeding quality. Spd could increase the
accumulation of chlorophyll, soluble sugar, starch and soluble protein and increased the activities of POD and
PPO compared with those of the control. Plant hormones were specially affected by exogenous Spd application.
Compared to the control, the content of IAA and the ratios of IAA/ABA and IAA/ZR in the base of steams were
higher with the Spd treatment. Spd reduced the contents of ABA, ZR, JA and GA. DCHA had the opposite
results. The rooting ability induced by submerged in DCHA, and then submerged in Spd was similar to the
control. The results illustrate that, polyamine may influence the contents of chlorophyll, nutrients, hormones and
related enzyme activities, thereby regulate adventitious rooting of chrysanthemum.
Key words: chrysanthemum; spermidine; rooting of softwood cuttings; nutrients; endogenous hormones; oxidases
多胺(polyamines, PAs)是普遍存在于生物体
内的一类具有较高生物活性的含氮碱, 其中, 精胺
(spermine, Spm)、亚精胺(spermidine, Spd)以及腐
胺(putrescine, Put)是最常见的3种多胺。Spd是植
物多胺的生物合成过程中的中心产物, 其抑制剂
DCHA通过抑制氨丙基转移酶活性, 从而抑制亚精
胺生物合成(黄作喜等2009)。Spd与植物生长发育
密切相关(刘强等2009), 外源Spd对根系生长有影
响(Mohan和Hosetti 2006)。外源Spd增加苹果幼苗
新根数量, 促进根系生长, 提高根系的活性(杨洪强
等1995; 杨洪强和黄天栋1996)。李海航和潘瑞炽
(1988)指出, 适量的外源Spd促进绿豆下胚轴切段
生根, 提高每个切段上的根数和根总重。李振唐
等(1990)利用Spm促进文竹插枝的生根和根的生
长。Faivre-Rampant等(2000)在烟草组培苗中发现,
在无生长素培养基中添加多胺能促进不定根发生,
而添加多胺抑制剂则阻碍生根。
徐东花等: 亚精胺调控菊花不定根发生的生理机制 1547
植物扦插生根过程中主要消耗插穗的营养物
质来维持其生命活动, 而且生根早期插穗基部伤
口的愈合和新根的形成需要消耗大量的体内营
养。多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)在植物
的生长、发育中起重要的作用, 这些酶与植物不
定根的发生和发展有着密切的关系(Bassuk等1981;
Kieliszewska-Rokicha 1989)。POD活性高低可作
为判定生根难易的指标之一(原牡丹等2008)。曹
帮华等(2008)研究表明PPO活性的升高有助于生
根。不定根的发生受多种内外因素的影响, 内源
植物激素是诱导不定根发生的主导因子(蒙海涛等
2008)。多胺影响植物组织中生长素、细胞分裂
素、赤霉素、乙烯、脱落酸的水平, 并调节这些
激素的生理作用(曹敏1984; 戴尧仁1988; 徐继忠等
1998; Costa等1986)。营养水平特别是可溶性糖及
可溶性蛋白对于扦插生根也是很重要的, 含量高
有利于生根(敖红等2002)。
‘神马’菊是目前生产上用的主要的白色切花
品种, 繁殖能力强, 生根快, 是研究根系发生机理
的良好材料。本文以‘神马’为材料, 在插穗基部浸
泡外源亚精胺及其抑制剂, 测定扦插生根过程中
叶片营养物质(可溶性蛋白质、可溶性糖、淀粉和
叶绿素)、基部皮层激素(IAA、ABA、GA 、ZR、
JA)和氧化酶类(POD、PPO)等生理生化指标的变
化。旨在探讨亚精胺对扦插过程中插穗叶片碳氮
营养协调以及内源激素和POD、PPO活性变化以
及生根的影响, 初步提出亚精胺调控植物根发生
的理论基础。
材料与方法
1 材料培养与处理
试验在山东农业大学科技创新园进行。2014
年3月25日在生长健壮的菊花[Dendranthema mori-
folium (Ramat.) Tzvel.]品种‘神马’ (‘Jinba’)母株上
采取粗细均匀的新梢作插穗。摘去下部叶片, 留
取上部未展开叶和2~3片完全展开叶, 用利刀斜切
为长约8 cm的插穗, 插入消毒过的沙床内, 并且外
罩聚乙烯薄膜来保持空气湿度。温室内温度为
18~22 ℃, 相对湿度为85%左右。扦插后所有处理
均每隔3 h喷雾一次, 夜间停止喷雾, 直到试验结
束。根据前期实验, 试验共设4个处理: (1)蒸馏水
基部2 cm浸泡1 min (以下简称CK); (2) 0.05
mmol·L-1 Spd基部2 cm浸泡1 min; (3) 1 mmol·L-1
DCHA基部2 cm浸泡1 min; (4)先用1 mmol·L-1
DCHA基部2 cm浸泡1 min, 表面溶液干后再放入
0.05 mmol·L-1 Spd基部2 cm浸泡1 min。扦插后每
天观察记录初始生根的天数。扦插后0、5、10、
15、20和25 d, 取其茎基部2 cm皮层和自生长点向
下第1~2片完全展开叶, 取样后放入冰盒带回实验
室, 用液氮速冻后, 存储到–70 ℃冰箱中保存待
测。每个处理用100个插穗, 3次重复。
2 测量方法
形态指标测定时幼苗均随机取样, 每次抽取10
株。扦插第25天种苗的株高、根长用直尺测量, 株
高从茎基部量起, 到生长点为止。用游标卡尺测量
露土点茎粗; 插穗鲜样质量用万分之一天平称量;
插穗干重测定: 先在烘箱中105 ℃杀青15 min, 然后
放在60 ℃烘干24 h后称其干重。根系指数=(平均
根长+3×总根条数)/4。菊花生根数(根长>0.5 cm)。
壮苗指数=(茎粗/株高)×干重。
叶绿素含量用80%丙酮提取测定, 可溶性总
糖和淀粉含量采用蒽酮比色法测定, 可溶性蛋白
含量采用考马斯亮蓝G-250法测定(李合生2000)。
POD活性采用愈创木酚比色法测定(李玲2009);
PPO活性的测定参照宋丽红和曹帮华(2005)的方
法。采用酶联免疫吸附试验(ELISA)测定5种植物
激素IAA、ABA、ZR、GA和JA含量。该试剂盒
由中国农业大学提供, 每个处理重复3次(Huang等
2007)。
3 数据处理及分析
试验数据用Microsoft Excel绘图, 并用SPSS
Statistics 17.0软件对数据差异进行显著性分析
(Duncan法)。
实验结果
1 外源亚精胺及其抑制剂对菊花插穗生根情况的
影响
由表1和图1可以看出, Spd处理的菊花根长、
总根数、根系体积与对照相比均显著增加
(P<0.05), DCHA处理的显著减少(P<0.05)。根系
指数和壮苗指数Spd处理菊花最大, DCHA处理的
最小。Spd处理的插穗始根时间与对照相比提前
植物生理学报1548
了2 d, 而DCHA处理的插穗始根时间推迟了2 d。
Spd处理下的最大根长、平均根长、总根数、根系
体积、根系指数、壮苗指数分别高于对照22.7%、
14.8%、27.3%、64.0%、27.1%、18.6%。DCHA
处理的平均根长、总根数、根系体积、根系指
数、壮苗指数分别低于对照29.5%、18.5%、
36.4%、40.0%、36.1%、25.2%。DCHA处理完再
用Spd处理的插穗和对照差异不显著(P>0.05)。
2 外源亚精胺及其抑制剂对菊花扦插生根过程中
叶片叶绿素、淀粉、可溶性糖及可溶性蛋白含量
的影响
2.1 对叶绿素含量的影响
插穗光合作用的主要部位是叶片, 光合作用
产生营养物质, 是生根的能量来源。从图2-A可以
看出, Spd处理的插穗在整个扦插过程中叶绿素的
含量最高, 显著高于对照(P<0.05), DCHA处理的最
表1 外源亚精胺及其抑制剂对菊花插穗生根情况的影响
Table 1 Effects of exogenous spermidine and its inhibitor on rooting of chrysanthemum cuttings
处理 始根时间/d 最大根长/cm 平均根长/cm 总根数/条 根系体积/cm3 根系指数 壮苗指数
CK 14±0.20b 4.4±0.08b 2.7±0.08b 55±0.27b 0.25±0.04b 41.925±0.28b 1.67±0.02b
Spd 12±0.19c 5.4±0.12a 3.1±0.11a 70±0.36a 0.41±0.02a 53.275±0.19a 1.98±0.05a
DCHA 16±0.16a 3.1±0.06c 2.2±0.04c 35±0.18c 0.15±0.02c 26.800±0.24c 1.25±0.04c
DCHA+Spd 14±0.33b 4.6±0.07b 2.6±0.15b 53±0.14b 0.26±0.03b 40.400±0.31b 1.57±0.03b
以上为扦插第25天测定的数据。同列数字旁不同小写字母表示处理间存在P<0.05显著性差异。
图1 外源亚精胺及其抑制剂对菊花插穗生根的影响
Fig.1 Effects of exogenous spermidine and its inhibitor on
rooting of chrysanthemum cuttings
A: 扦插20 d不同处理的插穗; B: 扦插25 d不同处理的插穗;
A、B中的4个插穗从左向右依次是CK、Spd处理、DCHA处理、
DCHA+Spd处理。C: 扦插25 d CK的插穗生根情况; D: 扦插25 d
Spd处理的插穗生根情况; E: 扦插25 d DCHA处理的插穗生根情况;
F: 扦插25 d DCHA处理后再Spd处理的插穗生根情况。
低, 并且从10 d起显著低于对照(P<0.05)。所有的
处理整体变化趋势相似。扦插0~5 d, 所有处理的
插穗叶片叶绿素含量都有所下降, Spd处理的插穗
下降幅度最小, 并在5~10 d迅速增加到高值, 可能
是Spd处理后, 加快了光合作用。扦插15~20 d, 4种
处理的叶绿素含量都上升。
2.2 对淀粉含量的影响
从图2-B中可以看出 , 4种处理的淀粉含量
0~10 d极显著下降(P<0.01), 10 d后有所回升, 15 d
后又显著下降(P<0.05), 20 d后4种插穗的淀粉含量
显著上升(P<0.05)。扦插15 d后, Spd处理的菊花淀
粉含量显著高于对照(P<0.05)。整个生根过程中,
Spd处理的淀粉含量最高, DCHA含量最低, DCHA
处理完再用Spd处理的插穗和对照变化趋势一致,
差异不显著(P>0.05)。从中我们可以得出, Spd处
理插穗可以增加光合产物淀粉的含量, 增加能量
来源, DCHA处理插穗可以减少光合产物淀粉的含
量, 外源Spd可以解除DCHA对光合作用的抑制。
2.3 对可溶性糖含量的影响
从图2-C中可以看出, 扦插生根过程中所有处
理的插穗叶片可溶性糖含量在扦插0~5 d均有所下
降, 扦插10~15 d, 可溶性糖含量除DCHA处理的菊
花外, 其他3种处理含量变化极显著上升(P<0.01),
徐东花等: 亚精胺调控菊花不定根发生的生理机制 1549
图2 外源亚精胺及其抑制剂对叶片叶绿素、淀粉、可溶性糖及可溶性蛋白含量的影响
Fig.2 Effects of exogenous spermidine and its inhibitor on the contents of chlorophyll, starch, soluble sugar and soluble protein in leaves
达到峰顶。15 d后, DCHA处理的菊花仍保持上升
趋势, 其余处理呈下降趋势。整个生根过程中, 始
终是Spd处理的可溶性糖含量最高, DCHA处理的
最低, DCHA处理完再用Spd处理的插穗和对照变
化趋势一致, 并且差异不显著(P>0.05)。
2.4 对可溶性蛋白质含量的影响
从图2-D可以看出, 扦插过程中所有处理插穗
叶片可溶性蛋白质含量在扦插0~5 d均出现下降趋
势, Spd处理减小了下降的幅度。扦插10~15 d, 4种
处理的叶片可溶性蛋白质含量都极显著增加
(P<0.01), 到第20天后都呈下降趋势。扦插生根过
程中, Spd处理的可溶性蛋白的含量显著高于对照
(P<0.05) , DCHA处理的最低 , 显著低于对照
(P<0.05), DCHA处理完再用Spd处理的插穗和对照
变化趋势一致, 并且差异不显著(P>0.05)。
3 外源亚精胺及其抑制剂对菊花扦插生根过程中
插条茎基部皮层内源激素含量的影响
3.1 对IAA含量的影响
从图3-A可以看出, 扦插0~5 d, 4种处理的基部
皮层IAA含量都极显著下降(P<0.01)。扦插10 d,
Spd处理的菊花IAA含量较高; 扦插15 d, 对照处理
的菊花IAA含量较高; 扦插20 d, DCHA处理的菊花
IAA含量较高。扦插20~25 d, 4种处理的菊花IAA
含量都显著下降(P<0.05)。外源Spd显著促进了基
部皮层IAA含量(P<0.05), 整个扦插生根过程中,
DCHA处理完再用Spd处理的插穗基部皮层IAA含
量和对照的含量相似, 差异不显著(P>0.05)。
3.2 对ABA含量的影响
从图3-B可以看出, 扦插0~5 d, 4种处理基部皮
层ABA含量都有所下降。扦插5~10 d, Spd处理的
ABA含量最高, DCHA处理的最低, DCHA处理完
再用Spd处理含量和对照的含量相似。扦插15~20
d, DCHA处理的ABA含量显著高于对照(P<0.05)。
扦插15 d, DCHA处理的ABA含量达到顶峰, 为
126.09 ng·g-1 (FW)。扦插20~25 d, 除DCHA处理的
菊花外, 其他3种处理基部皮层ABA含量都显著上
升(P<0.05)。
3.3 对ZR含量的影响
从图3-C可以看出, 扦插0~5 d, 4种处理基部皮
层ZR含量都显著下降(P<0.05)。扦插10 d, 除
DCHA处理的菊花外, 其他3种处理基部皮层ZR含
量都较高, 其中Spd处理的菊花基部皮层ZR含量最
植物生理学报1550
高, 为7.96 ng·g-1 (FW)。扦插20~25 d, DCHA处理的
菊花基部皮层ZR含量显著高于对照和其他两种处
理(P<0.05)。
3.4 对GA含量的影响
从图3-D可以看出, 扦插0~5 d, 4种处理基部皮
层GA含量都显著下降(P<0.05), 其中, DCHA处理的
图3 外源亚精胺及其抑制剂对茎基部皮层内源激素含量的影响
Fig.3 Effects of exogenous spermidine and its inhibitor on the contents of endogenous hormones in the cortex of basal stems
徐东花等: 亚精胺调控菊花不定根发生的生理机制 1551
菊花基部皮层GA含量最低, 为5.19 ng·g-1 (FW)。扦
插10~20 d, 4种处理基部皮层GA含量都处于较低水
平 , Spd处理的基部皮层GA含量显著低于对照
(P<0.05), DCHA处理的菊花基部皮层GA含量高于
对照。扦插10~15 d, 不定根开始形成, 4种处理基部
皮层GA含量都呈下降趋势, 由此我们可以看出内
源GA活性的暂时降低有利于不定根原基的诱导。
3.5 对JA含量的影响
从图3-E可以看出, 扦插0~5 d, 4种处理基部皮
层JA含量都显著下降(P<0.05), 其中, DCHA处理
的菊花基部皮层JA含量最低, 为19.03 ng·g-1 (FW),
其他3种处理JA含量在扦插10 d下降到最低值。扦
插10~15 d, 4种处理的菊花基部皮层JA含量比较稳
定, 变化趋势不明显(P>0.05)。扦插15~20 d, 不定
根伸长, 4种处理的菊花基部皮层JA含量都显著上
升(P<0.05)。
3.6 对IAA/ABA的影响
从图3-F可以看出, 扦插0~10 d, 4种处理的菊
花扦基部皮层 I A A / A B A的值极显著下降
(P<0.01)。扦插10~15 d, DCHA处理的菊花IAA/
ABA的值继续减小, 达到最小值, 为0.31。扦插
15~20 d, IAA/ABA的值开始上升。扦插10~20 d,
Spd处理和对照处理的IAA/ABA的值呈上升趋
势。扦插20~25 d, 不定根逐渐伸长, 4种处理的菊
花基部皮层IAA/ABA的值显著下降(P<0.05)。扦
插过程中, Spd处理的菊花基部皮层IAA/ABA的值
最高, DCHA处理的最低, DCHA处理完再用Spd处
理的含量和对照相似。
3.7 对IAA/ZR的影响
从图3-G可以看出, 扦插0~5 d, Spd处理的菊
花基部皮层IAA/ZR的值呈上升趋势, 其他3种处理
呈下降趋势。扦插10~15 d, DCHA处理的菊花基
部皮层IAA/ZR的值显著下降(P<0.05), 其他3种处
理呈上升趋势。扦插20~25 d, 不定根逐渐伸长, 4
种处理的菊花基部皮层IAA/ZR的值都呈下降趋
势。扦插过程中, Spd处理的菊花基部皮层IAA/ZR
的值显著高于对照(P<0.05)。
4 外源亚精胺及其抑制剂对菊花扦插生根过程中
插条茎基部皮层POD和PPO活性的影响
4.1 对POD活性的影响
由图4-A可以看出, 在扦插生根过程中, POD
活性经历了先升高后降低的过程。扦插0~15 d, 4
种处理的POD活性都极显著升高(P<0.01), Spd处理
的菊花POD活性上升幅度最大, DCHA处理的菊花
POD活性上升幅度最小。扦插15~20 d, 菊花插穗
生成的不定根逐渐伸长, 此时POD活性下降。整个
生根过程中, DCHA处理完再用Spd处理的插穗和
对照变化趋势一致, 并且差异不显著(P>0.05)。
4.2 对PPO活性的影响
由图4-B可知, 4种处理的PPO活性在整个扦插
阶段均呈现出先上升后下降的趋势。扦插15 d, 4
种处理的菊花PPO活性都达到顶峰, 之后都急剧下
降。此时, Spd处理的插穗PPO活性显著高于对照
(P<0.05), DCHA处理的插穗PPO活性显著低于对
照(P<0.05), DCHA处理完再用Spd处理的插穗PPO
活性和对照差异不显著(P>0.05)。由此可见, 不定
图4 外源亚精胺及其抑制剂对茎基部皮层POD和PPO活性的影响
Fig.4 Effects of exogenous spermidine and its inhibitor on the activities of POD and PPO in the cortex of basal stems
植物生理学报1552
根形成需要较高的PPO活性, 不定根伸长需要较低
的PPO活性。
讨  论
插穗扦插生根过程中生根速度以及生根数量
和质量决定插穗的成活率。生根速度快, 就可以
保证插穗短时间内恢复正常的生命活动; 生根数
多且质量好, 移栽后可以促进根系对矿物质和水
分的吸收。
Cristofori等(2010)及孙娜等(2010)研究表明外
源多胺可促进根的生长。Sharma等(1997)研究表
明Spd促进植物根的生长。沈惠娟(1990)研究表明
DCHA抑制幼苗根的伸长。本实验中, 外源Spd对
插穗生根和种苗质量提高有显著效果 , 抑制剂
DCHA抑制生根和种苗质量的提高, DCHA处理完
再用Spd处理的插穗和对照差不多。
1 外源亚精胺及其抑制剂在营养水平上与扦插的
关系
植物扦插生根过程中主要消耗种苗的营养物
质来维持其生命活动, 而且生根早期种苗基部伤口
的愈合和新根的形成需要消耗大量的体内营养。
研究中, 外源Spd促进了生根过程中营养物质的合
成与积累, DCHA抑制了营养物质的合成与积累。
生根初期(扦插10~15 d)可溶性糖、可溶性蛋白和淀
粉含量增加, 随后下降, 可见根形成可能对营养物
质有一个需求高峰。在菊花扦插(0~5 d)早期, 插穗
叶绿素、淀粉、可溶性糖和可溶性蛋白质均出现
下降趋势, 这是由于插穗基部正处于生根阶段, 叶
片的光合速率下降, 光合产物合成受阻所导致的,
因此引起了叶片可溶性糖和可溶性蛋白质含量下
降(马原松等2005), 之后各项指标均出现了上升趋
势, 这与贾挺进等(2010)、杨雪萌等(2010)和郑成淑
等(2007)的研究结果相吻合。外源Spd使菊花种苗
叶片叶绿素含量增加, 这为扦插种苗有足够的光合
色素进行光合作用提供了保障, 也增加了植物生长
所需的营养物质, 并使蛋白质的合成增多(王关林等
2006), 抑制剂DCHA起到相反的结果, 抑制剂DCHA
处理后, 再用Spd处理, 缓解了DCHA的抑制效果。
2 外源亚精胺及其抑制剂在内源激素水平上与扦
插的关系
实验过程中, 扦插0~5 d, 插穗茎基部皮层IAA
含量下降, 扦插10 d (不定根生成前)穗茎基部皮层
IAA含量较高, 这和Heloir等(1996)的试验结果一
致。Spd处理提高了插穗体内IAA含量, 提前了生
根时间, 说明Spd影响了IAA含量, 影响着不定根的
形成。DCHA处理抑制了扦插过程中IAA含量。
ABA一般被认为抑制生根, 但是实验中菊花
扦插过程中ABA含量出现上升的趋势, 所有处理
ABA含量在不定根形成前期都出现一个较高值,
生根期内源ABA含量下降。生根后(扦插20~25 d),
ABA含量开始回升, 这和蒙海涛等(2008)实验结果
一致。
扦插10 d, 插穗内的ZR含量处于较高水平, 其
中Spd处理的菊花含量最高, 可能是ZR促进了生根
前期的细胞分裂和分化(郭英超等2012)。不定根
产生期间, ZR含量较低, Spd处理的菊花含量最低,
较低的ZR水平有利于不定根的产生。
四种处理生根初期(扦插10~15 d) GA含量均
呈下降趋势, Spd处理降低了插穗体内GA含量, 这
与低水平GA有利于不定根形成的观点相符(蒙海
涛等2008)。但张玉臣(2010)在白木香(Aquilaria
sinensis)研究中得出了相反的结论, 认为GA促进插
条生根, 这可能由于品种差异引起的。
JA对不定根的的形成有抑制作用(Gutierrez等
2012)。扦插生根期间, 插穗内的JA含量保持较低
水平, 不定根产生后, JA含量开始上升, 说明JA不
利于不定根的产生。扦插10 d后, Spd处理的插穗
内JA含量低于对照处理, DCHA处理的插穗最高,
这都与Spd促进不定根的产生相符合。
IAA/ABA常用来评价扦插生根能力(郑均宝
等1991)。在一定范围内, 较高的IAA/ABA比值有
利于生根(张芹等2007; 张玉臣2010)。本实验中,
Spd处理提高了IAA/ABA比值, DCHA处理降低了
IAA/ABA比值, 抑制剂DCHA处理后, 再用Spd处
理, IAA/ABA比值和对照相似, 这和Spd促进了生
根, DCHA抑制了生根相符合。
本实验中, Spd处理显著提高了IAA/ZR的比
值, 促进了不定根的形成, DCHA降低了IAA/ZR的
比值, 抑制了不定根的形成。很多学者认为生长
素与细胞分裂素的比值越高, 对不定根形成的促
进作用就越明显(麻文俊等2013), 这与本试验中研
究结果一致。IAA/ZR的比值在不定根形成时期含
徐东花等: 亚精胺调控菊花不定根发生的生理机制 1553
量最高, 说明较高的IAA/ZR的比值有利于不定根
的形成。
实验研究表明, 外源多胺和多胺生物合成抑
制剂也可影响植物内源激素的含量变化, 这与桂
仁意等(2003)的结果一致, 并且本实验结果显示,
外源Spd可以解除DCHA对不定根的抑制作用。
3 外源亚精胺及其抑制剂在生根相关酶水平上与
扦插的关系
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。POD是普遍存在于植物体内的含铁卟啉辅
基的酶 , 它参与植物体内的多种生理生化过程
(Kieliszewska-Rokicha 1989)。扦插0~15 d, 插穗中
的POD活性上升 , 说明不定根诱导需要较高的
POD活性。扦插15~20 d, POD活性显著下降, 说明
生根期间, 较低的POD活性才能促进不定根的形
成, 其中Spd处理的插穗的POD活性最高, 这与王
新建等(2009)的结论一致。PPO的一个重要功能
就是催化酚类物质与IAA形成一种“IAA-酚酸复合
物”, 这是一种生根的辅助因子, 促进不定根形成
(Bassuk等1981)。本实验中, 4种处理的PPO活性生
根期间不断升高到顶峰, 其中Spd处理最大, DCHA
处理最小。在PPO活性与不定根的发生研究中发
现, 高浓度的酚类物质在插穗内积累, 在PPO的作
用下形成促根物质, 促进不定根的形成(扈红军等
2008)。黄卓烈等(2002)在桉树(Eucalyptus)扦插试
验中发现, 不定根发生以及发展过程中PPO活性大
幅度提高。Molnar和LaCroix (1972)研究发现, 八
仙花(Hydrangen macrophylla)的插穗产生不定根
时, 体内的PPO活性剧烈上升。王小玲等(2011)研
究中, PPO活性下降, 促进不定根伸长, 这都与本研
究结果一致。
因此, 外源Spd影响内源激素、营养物质的含
量以及POD和PPO活性, 并且相互影响, 相互作用,
共同调节植物的生长发育。有关其内在的相互作
用机理则需要进一步研究。
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