全 文 ：植物生理学通讯 第 45 卷 第 3 期，2009 年 3 月 217
不同株龄日本落叶松插穗的内源激素含量与生根的关系
孙晓梅 *, 韩华, 王笑山
中国林业科学研究院林业研究所, 国家林业局林木培育重点实验室, 北京 100091
提要: 研究了日本落叶松母株年龄、插穗内源激素含量与生根之间的关系, 以及外源IBA对插穗内源激素含量的影响及其
对插穗生根的促进作用。结果表明: 不同株龄插穗生根性状及插穗茎和叶中激素含量差异均达极显著水平, 叶中激素含量
对插穗生根力没有直接影响; 插穗茎中生根抑制激素(ABA)含量随株龄增长而增加, 生根促进激素与抑制激素的比值
(IAA+GA+ZR)/ABA却随株龄的增长而递减, 与生根力随株龄的变化趋势一致, 且该比值与生根性状紧密相关, 因此可作
为评价母株(无性系)生根力的指标; 插后 13~32 d是插穗愈伤组织形成和不定根诱导的关键期, 此期生根促进激素消耗量
大, 茎中含量大幅度降低, 进入根伸长生长阶段, 含量上升; 外源IBA促进插穗生根的机制在于通过外源激素的刺激, 在不定
根诱导期, 插穗茎中ABA含量大幅度降低, 从而有利于不定根的发生和发育。
关键词: 日本落叶松; 株龄; 内源激素; IBA; 生根力
The Relation between Endogenous Hormone Contents and Rooting of Larix
kaempferi Cuttings at Different Donor Ages
SUN Xiao-Mei*, HAN Hua, WANG Xiao-Shan
Key Laboratory of Tree Breeding and Cultivation, State Forestry Administration, Research Institute of Forestry, Chinese Academy
of Forestry, Beijing 100091, China
Abstract: The relations among donor ages, endogenous hormone contents and rooting, and the positive effects
of exogenous IBA on hormone contents and rooting of Larix kaempferi cuttings were studied. The results
showed that the differences between rooting indexes and hormone contents in stems and leaves of cuttings at
different donor ages were significant. The effects of hormone contents in leaves were not involved with rooting.
ABA content in stems increased with donor age, (IAA+GA+ZR)/ABA in stems decreased with donor age and the
trend was similar to the change trend of rooting ability, the relationship between (IAA+GA+ZR)/ABA and root-
ing traits was significant, so (IAA+GA+ZR)/ABA could be used as an index of rooting ability. The crucial period
of callus formation and adventitious root induction ranged from 13 d to 32 d, hormones which promoted
cuttings rooting were consumed largely during this period and reduced greatly in stems, then increased at the
stage of root elongation. The mechanism of exogenous IBA promoted cuttings rooting was that, under exog-
enous IBA stimulation, during adventitious root induction period, ABA contents in stems decreased greatly
which was conducive to the occurrence and development of adventitious roots.
Key words: Larix kaempferi; donor age; endogenous hormones; IBA; rooting ability
收稿 2008-08-18 修定 2009-01-15
资助 国家 “ 十一五 ” 科技支撑课题(2006BAD01A14)和国家
“973” 计划项目(2009CB119100)。
致谢 激素测定由中国农业大学作物化学控制研究中心完成。
本所马常耕先生曾审阅本文。
* E-mail: xmsun@forestry.ac.cn; Tel: 010-62889685
扦插繁殖可以有效地固定和保持人工选择的
优良基因型, 而年龄效应是影响扦插育苗的主要因
素之一。年龄效应与植物本身的遗传性、植物体
内的激素水平和营养状况等有密切关系(王秋玉等
1995)。日本落叶松具有适应性强、早期速生、
产量高、材质好、用途广等优点, 是我国引种最
为成功的树种之一(马常耕和孙晓梅 2008)。上世
纪80年代起我国相继开展了落叶松及其杂种扦插
育苗技术的研究, 发现母株年龄、整形修剪方法、
基因型和激素处理等对插穗生根有显著影响(王笑
山等 1993, 1995, 2003; Farmer 等 1992; 孙晓梅等
2006)。插穗内的激素水平影响植物不定根的发生
和发育(祁德富等 2007; 师晨娟等 2006)。因此, 本
文以不同株龄日本落叶松当年生半木质化插穗为试
研究报告 Original Papers
植物生理学通讯 第 45 卷 第 3 期，2009 年 3 月218
验材料, 研究不同株龄插穗内源激素含量变化规律
及其对插穗生根的影响, 以及外源IBA对插穗内源
激素含量的影响及其对插穗生根的促进作用, 从激
素角度探讨日本落叶松扦插生根的生理机制, 以期
为落叶松高效无性利用提供参考。
材料与方法
扦插试验在辽宁省清原县大孤家林场进行。
该场位于北纬 42° 2’48”, 东经 124° 47’48”, 海拔高
度 225~394 m, 年平均气温 5.6 ℃, 10 ℃以上积温
2771.9 ℃, 无霜期 129 d, 年降水量 600~800 mm。
扦插期间 6、7、8 月平均最高温度和最低温度分
别为 32.14 ℃和14.18 ℃, 30.54 ℃和16.73 ℃, 29.53
℃和 16.96 ℃。
选取 4 个株龄(1.5、4.5、8.5 和 12.5 年生)的
日本落叶松[Larix kaempferi (Lamb.) Carr.]为采穗
母株, 从中上部采当年生半木质化新梢, 分年龄充
分混合后剪成 15 cm 长的插穗扦插。各株龄插穗
又分为清水和200 mg·L-1 IBA (王建华等2006)两个
处理, 完全随机区组设计, 4 次重复。扦插生根采
用全光雾插技术, 2006 年 7 月 1 日扦插, 基质为纯
净河沙, 扦插深度 3 cm,行株距 5 cm×3 cm。
7月1日采穗同时随机选取8根不同株龄的插
穗(长 15 cm), 取茎(基部 5 cm)和叶存放于液氮中
速冻保存, 以分析不同株龄茎、叶中激素含量变
化。扦插后于 7 月 13 日、8 月 1 日、8 月 15 日、
9 月 1 日、9 月 27 日和 10 月 23 日, 从每个重复各
小区内随机挖取插穗 3根调查生根情况, 调查指标
包括形成愈伤组织插穗的数量、每穗生根量和根
系总长, 并将调查插穗的茎(基部 5 cm)存放于液氮
中速冻保存, 用于分析生根过程中内源激素变化。
内源激素含量测定包括生长素( I A A )、赤霉素
(GA)、细胞分裂素(玉米素, ZR)和脱落酸(ABA), 采
用酶联免疫吸附分析法(ELISA)测定。
用SAS/STAT 6.12软件中PROC ANOVA过程
对生根性状进行方差分析和LSD多重比较; 并用该
软件中的PEARSON过程对生根性状和激素相关性
进行简单相关分析。
实验结果
1 不同株龄插穗的激素含量及其对生根的影响
从表1可见, 不同株龄插穗生根性状差异显著,
生根率、生根量和最长根长均随株龄增长而下
降。1.5年生母株插穗各生根性状明显优于其他各
株龄; 4.5年生母株插穗的生根率和最长根长极显著
高于 8.5 年生母株插穗; 而 8.5 年生和 12.5 年生母
株插穗生根性状没有显著差异。IAA 的变化幅度
在 24.1~53 ng.g-1 (FW), 其含量随株龄表现出不规
律的波动, 而ABA含量大体上表现出随株龄增加而
增加的趋势, GA 含量大体上表现出随株龄增加而
下降的趋势。1.5年生插穗茎中 4类激素含量依次
为IAA>ABA>GA>ZR, 而其他各株龄插穗茎中激素
含量排序为ABA>IAA>GA>ZR, 说明1.5年生插穗
中有利生长的激素(IAA、GA、ZR)含量明显高于
其他株龄, 而抑制生长的激素(ABA)含量显著低于
其他株龄。叶中各类激素含量远高于茎基部, 这可
能与生长素等激素的合成部位主要是叶原基和嫩叶
有关(段留生和田晓莉 2005)。
由于单一激素含量绝对值随母株年龄表现出
的消长规律并不明显, 因此采用促进植物生长激素
和抑制激素的相对值 IAA/ABA、GA/ABA、ZR/
表 1 不同株龄插穗的生根性状和内源激素含量
Table 1 Rooting traits and endogenous hormone contents of cuttings at different donor ages

株龄 / 年
生根性状 　 内源激素含量 / ng·g-1 (FW)
　
生根率 /% 生根量 / 条 最长根长 /mm ABA IAA GA ZR
1.5 88.2A 6.2A 14.8A 31.2C/179.5A 45.6A/112.8B 28.7A/54.1B 16.6A/27.6B
4.5 48.0B 4.1AB 7.9B 25.3D/180.4A 24.1B/142.1A 18.3B/69.5A 8.8C/40.0A
8.5 5.9C 1.6B 1.6C 66.3A/87.4B 53.0A/104.8B 15.7C/65.1A 14.6B/22.6C
12.5　 5.3C 2.2B 3.1C 54.4B/171.9A 33.4B/137.3A 17.2B/68.7A 6.2D/41.6A
　　同列数字旁不同大写字母表示差异极显著, 不同小写字母表示差异显著; 以下相同。生根性状为 10 月 23 日调查数据; 内源激素
含量测定样品为 7 月 1 日取的插穗茎和叶。“/” 前值为茎中激素含量, “ / ” 后值为叶中激素含量。
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ABA和(IAA+GA+ZR)/ABA进行植物生长素与生长
抑制物质消长规律分析, 结果如图 1 所示。从图 1
看出, 插穗茎中 4个激素比值均表现出随株龄增加
而下降的趋势, 与插穗生根能力随株龄变化的趋势
一致。而叶中的 4 个激素比值则刚好与茎部趋势
相反, 表现出随母株年龄增长而上升的趋势, 至8.5
图 1 激素比值随株龄的变化
Fig.1 The changes of hormone ratios with different donor ages
表 2 生根性状与激素含量的相关性
Table 2 Correlation between rooting traits and hormone contents

生根性状
相关系数
　　　　 ABA IAA GA ZR IAA/ABA GA/ABA ZR/ABA (IAA+GA+ZR)/ABA
生根率 /% 茎 -0.8210 -0.0566 0.9229 0.5225 0.9601* 0.9788* 0.9721* 0.9952**
叶 0.5780 -0.0907 -0.7465 -0.1331 -0.7354 -0.6800 -0.9612* -0.7502
生根量 / 条 茎 -0.8360 -0.1121 0.9350 0.4507 0.9353 0.9816* 0.9411 0.9791*
叶 0.6541 -0.0214 -0.7304 -0.0502 -0.8041 -0.7529 -0.9754* -0.8168
最长根长 /mm 茎 -0.8041 -0.0664 0.9541* 0.4778 0.9440 0.9688* 0.9399 0.9777*
叶 0.6366 -0.0608 -0.7655 -0.0814 -0.7997 -0.7441 0.9863* -0.8120
　　** 表示相关性极显著; * 表示相关性显著。
2 不同株龄插穗生根过程中外观形态变化　
从整个生根进程来看, 不同株龄间存在很大差
异。母株年龄越小, 插穗的愈伤组织形成和幼根
出现的时间越早, 生根率越高, 根系后期发育也越
好。7 月 13 日(扦插第 13 天), 部分 1.5 年生插穗
有愈伤组织形成, 其他株龄插穗没有愈伤组织; 8
月 1 日(扦插第 32 天), 全部 1.5 年生插穗形成愈伤
组织, 少数插穗出现幼根, 其他株龄部分插穗形成
愈伤组织, 但没有生根; 8 月 15 日(扦插第 46 天),
多数 1.5 年生插穗生根, 少数 4.5 年生插穗出现幼
根, 其他2个株龄没有生根; 9月1日(扦插第63天),
1.5 年生插穗生根率达 100%, 4.5 年生生根率达
66%, 其他 2个株龄只有少数插穗生根。此后新根
的孕育过程大体结束, 根系的发育主要集中于根长
生长。
3 不同株龄插穗生根过程中内源激素含量变化
测定 1.5年生和 4.5年生插穗生根过程中茎基
部 4类激素含量的结果(图 2)表明, 2个株龄插穗茎
年生时达最高峰值, 随后有所下降。
进一步分析生根性状与插穗茎中激素含量及
激素比值之间的相关性(表2)表明, 茎中单一激素含
量与插穗各生根性状间相关不紧密, 其中 ABA 和
GA的相关系数较高, 而激素比值与多数生根性状
的相关性均达到显著水平, 其中与(IAA+GA+ZR)/
ABA 的相关性最高。相比于茎部, 叶中激素含量
与生根性状之间呈反向相关。
植物生理学通讯 第 45 卷 第 3 期，2009 年 3 月220
中GA和ZR变化趋势大体相同, 生根临界期(8月15
日)之前含量下降, 之后上升, 1.5 年生插穗茎中激
素含量一直高于 4.5 年生(图 2-a、b); 生根过程中
IAA的变化与上述 2 类激素略有不同, 1.5 年和 4.5
年生激素含量的最低点分别出现在8月1日和8月
15 日(图 2-c), 与幼根出现的时间相同; 2 个株龄
ABA 的变化趋势基本一致, 均在 9 月 27 日达最大
值, 随后下降(图 2-d)。值得注意的是 1.5 年生
插穗茎中 ABA 含量在 8 月 1 日大幅度下降, 且
(IAA+GA+ZR)/ABA比值有明显升高(图2-e), 此时
正值插穗生根前期。因此, 插后 13~30 d 是插穗
生根的重要时期, 形成愈伤组织, 完成根原始体的
图 2 不同株龄插穗生根过程中激素含量及比值的变化
Fig.2 The changes of hormone contents and ratios during rooting period of cuttings at different donor ages
分化孕育, 少数插穗出现新根, 此期对 IAA、GA
和ZR消耗量大, 茎中激素含量大幅下降, 插穗生根
后(8 月 15 日)根进入伸长生长阶段, 根尖开始合成
激素, 含量上升。
4 外源 IBA 对不同株龄插穗生根和内源激素含量
的影响
从表3可以看出, 外源 IBA对促进插穗生根有
一定影响, 尤其对高株龄(8.5年和12.5年生)插穗作
用显著。IBA 处理后, 1.5 年、4.5 年、8.5 年和
12.5 年插穗的生根率分别提高了 2.63%、13.32%、
19.72% 和 9.8%。
比较 8月 1日和 8月 15日 2个生根关键期 4.5
植物生理学通讯 第 45 卷 第 3 期，2009 年 3 月 221
表 3 IBA处理的插穗生根性状
Table 3 Rooting traits of cuttings with IBA treatment
株龄 处理 生根率 /%　生根量 / 条 最长根总长 /mm
/ 年
1.5 清水 88.15a 6.23a 14.78a
200 mg·L-1IBA 90.78a 8.78a 14.80a
4.5 清水 48.03a 4.05a 7.86a
200 mg·L-1IBA 61.35a 3.73a 7.43a
8.5 清水 5.93b 1.63b 1.64b
200 mg·L-1IBA 25.65a 3.35a 4.38a
12.5 清水 5.30b 2.15a 3.13a
　 200 mg·L-1IBA 15.10a 2.04a 4.17a
表 4 IBA对不同株龄插穗茎中内源激素的含量和比值的影响
Table 4 The effects of IBA on endogenous hormone contents and ratios in stems of cuttings at different donor ages
采样日期 / 株龄 / 年 处理
　 内源激素含量 /ng·g-1 (FW) 　
(IAA+GA+ZR)/ABA 月 - 日 　
ABA IAA GA ZR 　
08-01 4.5 清水 58.44A 12.15A 8.03B 5.58A 0.44B
200 mg·L-1IBA 14.52B 10.69A 18.62A 4.90A 2.36A
8.5 清水 57.40A 16.23A 5.83B 3.84A 0.45B
200 mg·L-1IBA 22.72B 13.33A 8.68A 3.10B 1.11A
08-15 4.5 清水 10.39B 37.22A 12.31A 4.62A 5.21A
200 mg·L-1IBA 15.52A 22.72B 7.75B 3.69A 2.20B
8.5 清水 61.68A 35.95A 12.42A 2.91A 0.83A
　 　 200 mg·L-1IBA 48.61B 15.37B 6.29B 3.21A 　 0.51B
年生和8.5年生插穗茎的内源激素含量及比值的结
果(表 4)表明, 8 月 1 日, 与不经 IBA 处理的相比, 2
个株龄200 mg·L-1 IBA处理后插穗中ABA含量极显
著下降, GA 含量显著升高, 而 IAA 含量虽有所下
降, 但差异不显著, 激素之间比值显著高于不经IBA
处理的比值; 8 月 15 日, 与不经 IBA处理的相比, 2
个株龄 IBA处理后插穗中 IAA和GA含量均极显
著下降, 说明 IBA 促进生根, 生根过程中大量消
耗 IAA和GA, 2 个株龄插穗中的 ABA含量虽有
波动, 但其激素之间的比值显著低于不经IBA处
理组。
讨　　论
母株年龄, 即母株的个体发育阶段对日本落叶
松插穗生根有极大影响。随着株龄的增长, 生根促
进物质减少, 生根抑制物质增加可能是导致插穗生
根能力下降的主要原因( 森下义郎和大山浪雄
1998)。本研究结果表明, 不同株龄插穗茎和叶中
4 类激素含量的差异均达极显著水平, 并且叶中激
素含量远高于茎, 随着株龄的增加, 叶片产生有效
激素的比值增加, 但叶中高激素含量并没有有效地
运输到茎中, 而是用于自身的生长, 由此认定插穗
茎基部的激素比值对插穗生根能力有直接影响。
茎中 IAA 含量随着株龄的增加表现出不规律的波
动, ABA含量大体上表现出随着株龄的增加而增加
的趋势, GA 含量则表现出随着株龄的增加而下降
的趋势, (IAA+GA+ZR)/ABA的值随着株龄增长而递
减, 与生根能力随株龄增大的变化趋势相符, 且与
生根性状紧密相关, 认为激素之间的比值可作为评
价母株(无性系)生根能力的指标。许晓岗等(2007)
和姚永宏等(2005)也曾提出用IAA/ABA作为垂丝海
棠和茶树母株生根难易的判定指标。
不同株龄插穗不仅在生根能力上存在很大差
异, 同时生根进程中也存在很大差异。株龄越小,
插穗愈伤组织形成和幼根出现的时间越早, 生根率
越高, 根系后期发育也越好。不定根原基诱导期是
不定根形成的关键期(潘瑞炽和李玲 1998; 王金祥
等 2005)。扦插后 13~32 d是日本落叶松插穗生根
的重要时期, 愈伤组织形成、不定根原基诱导和幼
根孕育都在这一阶段, 此期对 IAA、GA 和 ZR 消
耗量大, 茎中激素含量大幅度下降, 插穗生根后(插
后 46 d)根进入伸长生长阶段, 根尖开始合成激素,
含量上升。在不定根诱导期, 插穗茎基部 ABA 含
量越低越有利于形成不定根。Label 等(1989)和刘
关君等(2000)分别对欧州甜樱桃(Prunus avium)外
植体根原基诱导期 IAA 含量下降和长白落叶松插
穗幼根出现后激素含量上升有类似报道。
植物生理学通讯 第 45 卷 第 3 期，2009 年 3 月222
外源IBA能有效促进插穗生根与发育, 明显提
高生根率, 尤其对株龄较高的插穗, 提高幅度更大。
IBA促进插穗生根的机制在于通过外源激素的刺激
在不定根孕育时期重新调整插穗内源激素的含量,
大幅度降低插穗茎中ABA含量, 减少其对生根的抑
制作用, 显著提高 GA 含量, 因而有利于诱导不定
根的发生和幼根生长。
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