全 文 ：植物生理学通讯 第 40卷 第 6期，2004年 12月 1
绿豆插条生根过程中内源激素含量变化
王金祥1,2,* 潘瑞炽2
1 华南农业大学资源与环境学院，广州 510642; 2 华南师范大学生命科学学院， 广州 510631
提要 绿豆插条离体后其 IAA 含量出现一个峰值，乙烯利处理的 IAA 峰值出现在第 6 小时，未经乙烯利处理的出现在第
12 小时，与插条生根峰出现时间相符。乙烯利处理与否的插条生根过程中，内源 GA3 含量在 0～30 h 内呈下降趋势，随
后略微上升；内源 ABA 含量先升后降；细胞分裂素 ZT 和 ZR 含量在总体上是下降的。
关键词 绿豆插条; 不定根; 激素
Changes in Endogenous Hormone Contents of Mung Bean During Adventi-
tious Root Formation of Cuttings
WANG Jin-Xiang1,2,* , PAN Rui-Chi2
1College of Resources and Environment, South China Agricultural University, Guangzhou 510642; 2College of Life Science, South
China Normal University, Guangzhou 510631
Abstract Results demonstrated that IAA content peaks of cuttings treated with ethephon and the control of
mung bean were occurred after treatment for 6 and 12 h respectively and consistent with the peaking of
adventitious rooting. GA3 content of treated cuttings and the control decreased during 0-30 h, then increased
slightly, ABA level went up firstly and then down, and ZT and ZR contents of ethephon-treated cuttings and the
control decreased all along.
Key words mung bean cutting; adventitious root; hormone
收稿 2004-03-11 修定 　 2004-09-13
　* E-mail:jinxwang@scau.edu.cn,Tel:020-85280156
在插条不定根形成过程中内源激素含量变化
是人们关心的问题。Berthon和 Maldiney[1]报道，
在不定根形成的早期无 IAA 峰出现，IAA 含量缓
慢下降[1]; 内源GA3和ABA在生根过程中变化的报
道还不多，有些报道表明生根过程中 ABA 含量先
上升，后下降[2]; 薄层培养的莴苣不定根形成过程
中玉米素(ZT)+ 玉米素核苷(ZR)含量一直缓慢下
降[3]。Pan 等[4]报道绿豆插条生根过程中乙烯释放
量分别在第6、24和 48小时出现3个峰，峰值依
次递减，但他们对于绿豆插条生根过程其它植物
激素含量的变化未作测定。总之，插条不定根形
成过程中的激素含量是有变化的。我们在前文中
曾报道乙烯利促进绿豆插条生根，最适浓度为
5×10-5 mol·L-1；此种作用随绿豆插条生根的时间进
程而异[4]。为了探究其中的生理基础，本文测定
了5×10-5 mol·L-1 乙烯利处理与否的绿豆下胚轴插
条生根过程中的内源生长素 I A A、G A 3、A B A、
Z T 和 Z R 含量变化。
材料与方法
实验材料为绿豆(Phaseolus radiatus)。 标准
IAA、GA 3、ABA、ZR 和 ZT 均为 Sigma 公司产
品，色谱洗脱液为 H P L C 级，其它为国产分析
纯 。
绿豆培养方法见文献 4。绿豆插条用 5×10-5
mol·L-1 的乙烯利处理24 h后，改用蒸馏水处理5 d，
每天更换蒸馏水；以蒸馏水处理 6 d 的为对照。
插条离体后每隔 6 h 取材制样。
参照文献 5 ~ 7 的方法提取植物激素，除用
Sep-Pak C18 小柱纯化样品外，其它步骤与之相
同。制得的样品测定前用孔径为0.45 mm 滤膜过滤。
测定 IAA、GA3 和 ABA 的仪器为 BECKMAN
S Y S T E M G O L D 液相色谱仪。洗脱液为水∶乙
醇∶乙酸 =60∶35∶5，流速为 0.5 mL·min-1；
检测波长为 254 nm。用外标法定性，峰面积法
定量，测定重复 3 次。测定 ZT 和 ZR 时的洗脱液
为甲醇和双蒸水，色谱柱为 ODS C18 反相柱，规
格为5 mm×4.6 mm×250 mm。梯度洗脱，0~4 min
时双蒸水为 100%；4~6 min 时，甲醇变为 40%；
10~13 min 时，甲醇升为 60%；20~25 min 时，
植物生理学通讯 第 40卷 第 6期，2004年 12月2
甲醇变为 80%；30~35 min 时甲醇变为 100%。
流速为1.0 mL·min-1。检测波长为254 nm。用外
标法定性，峰面积法定量，测定重复 3 次。
结果与讨论
1 内源IAA含量的变化
从图 1 可知，在绿豆插条不定根形成过程
中，生根区的 IAA 含量出现一高峰，未经乙烯利
处理的IAA高峰出现在第12小时，经乙烯利处理
的在第6小时出现; IAA高峰出现时间与插条生根
高峰时间恰好一致[4]; 随后IAA含量下降而维持在
较低水平，甚至低于起始水平。在诱导期0~12 h
内 IAA 含量急剧上升，显示这段时间内生根区中
IAA 含量高有利于启动不定根原基细胞分裂，导
致根原基膨大, 至于乙烯利处理的IAA峰值比不作
乙烯利处理的高，是否是乙烯影响了 IAA 的合成
与代谢, 还有待进一步研究。
Blakesley等[8]的研究表明山茱萸(Cornus)插条
内源 IAA 水平在生根的早期有一个峰值，而后含
量下降，认为这一峰值与根原基启动有关，插条
生根区早期内源IAA含量升高主要是因为顶端IAA
的极性运输以及插条基部过氧化物酶(peroxidase,
POD)活性降低；酸性 POD 的活性在生根过程中
24 h 后一直升高[8]。IAA 氧化酶(IAA oxidase,
IA Ao x)在生根过程中的变化趋势与 POD 的相
似[8~11]。IAAox活性在12 h即开始迅速上升[11]。本
文结果是未经乙烯利处理的插条中 IAA 的含量在
12 h 出现峰值，随后迅速下降，这应该是 IAAox
和 POD 活性在 12 h 后上升的结果。乙烯利处理
的插条中 IAA 峰出现早，可能是因为外源乙烯影
响了 IAA 合成的有关酶活性。
2 内源GA3含量的变化
经乙烯利处理的绿豆插条中内源 GA3 含量在
0~24 h 内下降，下降速度也大；随后开始呈缓
慢上升态势，第60小时接近处理前的水平(图2)。
从绿豆下胚轴插条生根来看，生根期间低水平
GA3 有利于不定根的生长。在第24 小时后 GA3 含
量略微上升，可能与不定根原基形成后生长而突
出表皮有关。生根早期植物生长延缓剂促进绿豆
插条生根[12]，而它们是抑制内源 GA3 合成的，这
从另一方面证明生根早期低水平GA3有利于绿豆插
条生根。
3 ABA含量的变化
无论乙烯利处理与否的绿豆插条中，内源
ABA含量在插条离体后0~60 h内有一个先升后降
的变化过程，下降速度较快；在第 6 小时有一个
小峰，在 54~60 h 略微上升(图 3)。
A B A 与 G A 3 合成有共同的前体——甲羟戊
酸，内源 GA3 含量减少，ABA 合成的前体就有保
障。因此，ABA 含量在 0~6 h 内上升可能是 GA3
含量下降的结果。另外，ABA 合成受伤害诱导，
可能是插条切离母体后短时间内促进 ABA 合成之
果。Maldiney等也认为后期低水平的ABA有利于生
根[2]。
4 内源ZT含量的变化
在绿豆插条切离母体后的0~18 h内，内源ZT
含量下降，下降速度是乙烯利处理的大些；第24
图1 绿豆插条中内源IAA 含量变化
Fig.1 Change in endogenous IAA content in mung bean cuttings
图2 绿豆插条中内源GA3 含量变化
Fig.2 Change in endogenous GA3 content in mung bean cuttings
图3 绿豆插条中内源ABA 含量变化
Fig.3 Change in endogenous ABA content in mung bean cuttings
植物生理学通讯 第 40卷 第 6期，2004年 12月 3
小时含量略微上升，随后下降至很低水平(图 4)。
乙烯利处理的插条ZT下降速度快可能是因为释放
的乙烯能促进ZT 转化为 O-糖苷形式[13]。未经乙
烯利处理的和处理的插条中ZT含量在0~18 h内都
下降，有利于维持高 IAA/CTK 比值，利于不定
根的形成[3]。插条离体后的 18~24 h 内，一般是
根原基细胞开始分裂时期，ZT 含量高，因而细
胞分裂得以顺利进行。同样，插条生根组织中细
胞分裂素氧化酶的活动也可能会影响ZT水平，但
外源乙烯是否会影响绿豆插条中ZT的氧化分解值
得研究。
5 内源ZR含量的变化
内源 ZR 含量在生根过程中基本上呈下降趋
势，乙烯利处理的下降速度大些。有报道认为，
乙烯可加快结合型的细胞分裂素降解[14]，还能催
化ZR 转化为腺嘌呤[13]。ZR 是玉米素核苷结合形
式，因此，乙烯处理的绿豆插条内源 ZR 含量下
降速度大于未经乙烯处理的。在18~24 h内 ZR含
量上升，可能与 Z R 促进细胞分裂有关。
Bollmark等[15]发现，豌豆插条内源iPA的含
量在生根早期上升，到最后比 ZR 含量还高，说
明 iPA 可能参与不定根的形成过程。牡丹插条离
体后15 d根原基已形成, iP含量达到最大值；而
9RiP[N6-(D2-isopentenyl)adenosine]含量在根形成的
诱导期，第3 天达到峰值[16]。这些说明，插条生
根过程中各种细胞分裂素水平的变化规律是不同的。
总之, 根据本文结果推论，5×10-5 mol·L-1乙
烯利影响绿豆插条生根区内源激素的含量变化可能
是其促进生根的原因之一。
参考文献
1 Berthon JY，Maldiney R. Endogenous levels of plant hor-
mones during the course of adventitious rooting in cuttings
of Sequoiadendron giganteum in vitro. Biochem Physiol Pfl,
1989,184: 405~411
2 Maldiney R, Pelese F, Pilate B et al. Endogenous levels of
abscisic acid, indole-3-acid, zeatin and zeatin-riboside during
course of adventitious root formation in cuttings of
Craigella. Physiol Plant, 1986, 68: 426~430
3 李颖章, 韩碧文.薄层培养的菊苣不定根分化中内源IAA和
细胞分裂素的动态变化.植物生理学通讯，1995, 31(2): 97~99
4 Pan RC, Wang JX, Tian XS. Influence of ethylene on adven-
titious root formation in mung bean hypocotyls cuttings.
Plant Growth Regul, 2002, 36:135~139
5 丁静, 沈镇德, 方亦雄等. 植物内源激素的提取分离和生物
鉴定.植物生理学通讯, 1979，(2): 27~39
6 谈锋. 植物激素的高效液相色谱. 植物生理学通讯, 1986，
(5): 15~23
7 王金祥, 傅建华, 陈良碧. 三种禾本科植物花粉中激素，维
生素含量比较研究. 湖南师范大学学报(自然科学版),1999,
22(2): 81~84
8 Blakesley D, Weston GD, Elliott MC. Endogeneous levels of
indole-3-acetic acid and abscisic acid during the rooting of
Cornus coggygria cuttings taken at different times of the
year. Plant Growth Regul, 1991, 10:1~12
9 Mato MC, Vieitez AN. Changes in auxin protectors and IAA
oxidases during the rooting of chestnut shoots in vitro. Physiol
Plant, 1986, 66: 491~494
10 Ben Efraim J, Gad AE, Cohen P et al. The effect of 4-
chlorosorcinol on the endogeneous levels of IAA, ABA and
oxidative enzymes in cuttings. Plant Growth Regul, 1990, 9:
97~106
11 Pan RC, Tian XS.Comparative effect of IBA,BSAA and 5,6-
Cl2-IAA-Me on the rooting of hypocotyls in mung bean.Plant
Growth Regul, 1999, 27:91~98
12 Pan RC, Zhao ZJ. Synergistic effects of plant growth retar-
dant and IBA on the formation of adventitious roots in
hypocotyl cuttings of mung bean. Plant Growth Regul 1994,
14: 15~19
13 Taverner E, Letham DS, Wang J et al. Influnece of ethylene
on cytokinin metabolism in relation to Petunia corolla
senescence. Phytochem, 1999, 51:341~347
14 Bollmark M, Eliasson L. Ethylene accelerates the break-
down of cytokines and thereby stimulates rooting in Norway
spruce hypocotyl cuttings. Physiol Plant, 1990, 80: 534~540
15 Bollmark M, Kubat B, Eliasson E. Variation in endogeneous
cytokinin content during adventitious root formation in pea
cuttings. J Plant Physiol, 1988, 132: 262~265
16 Bouza L, Sotta JB, Miginiac E. Relationship between auxin and
cytokinin contents and in vitro rooting of tree peony (Paeonia
suffruticosa Andr.). Plant Growth Regul, 1994, 15: 69~73
图4 绿豆插条中内源ZT含量变化
Fig.4 Change in endogenous ZT content in mung bean cuttings
图 5 绿豆插条中内源ZR含量变化
Fig.5 Change in endogenous ZR content in mung bean cuttings