全 文 ：第 22 卷　第 2 期　　　　　　　　　　　　　植　　　物　　　研　　　究 2002年　4 月
Vol.22　No.2　　　　　　　　　　　BULLETIN OF BOTANICAL RESEARCH Apr., 　2002
长白落叶松插穗的内源激素水平及其与扦插生根的关系
敖　红1　王　昆2　冯玉龙3
(1.东北林业大学 ,哈尔滨　150040)
(2.东北农业大学 ,哈尔滨　150030)
(3.河北大学 ,保定　071002)
摘　要　长白落叶松(Larix olgensis)扦插繁殖的试验结果表明 ,嫩枝扦插效果好于硬枝扦插 ,并
且母树年龄是影响其扦插生根的重要因子。母树年龄为 2年生时 ,生根率达 95%以上。本文在
此试验的基础上 ,对嫩枝和硬枝插穗中内源植物激素水平进行了测定 。结果发现嫩枝插穗中
IAA 、CTKs的含量要高于硬枝插穗中 IAA 、CTKs 的含量 ,并且随母树年龄的增加而降低;相反 ,
嫩枝插穗中ABA含量要低于硬枝插穗中 ABA的含量 ,并且随着母树年龄的增加而增加 。实验结
果表明:IAA 、ABA 的含量和扦插生根有密切关系 。 IAA 促进生根 ,ABA 抑制生根。 IAA/ABA 比
值可以用来衡量长白落叶松的生根能力 。
关键词　长白落叶松;内源植物激素;生根
ENDOGENOUS HORMONES LEVELS IN CUTTINGS
OF LARIX OLGENSIS AND THEIR RELATIONS TO ROOTING
AO Hong1　WANG Kun2　FENG　Yu-long3
(1.Northeast Forestry University ,Harbin 150040)
(2.Northeast Ag ricultural University , Harbin 150030)
(3.Hebei Univ ersity , Baoding 071002)
Abstract　The experiment results of the cuttage propagation of larix olgensis have show n that shoot
cut ting s root bet ter than hardw ood cuttings , and seed-tree age is an important factor which affect the
rooting .Seed—tree of tw o , the rate of rooting go t more than 95%.On the basis of these experiments
, the paper determined the contents of endogenous plant hormones levels in hardw ood and shoot cut-
tings.It is show n that the contents of IAA 、CTKs in shoot cut tings are higher than that in hardwood
cut ting s , and reduce w ith raising the age of seed-t ree;on the other hand , the content of ABA in
shoot cut ting s is low er than that in hardwood cut tings , and increase with raising the age of seed —
t ree.The results demonst rate that the contents of IAA 、ABA are closely related to roo ting of Larix
olgensis , IAA promo tes rooting and ABA inhibits rooting.The experiments point out that IAA:ABA
ratio maybe taken fo r a standard to express the capability of rooting of larix olgensis.
Key words　Larix olgensis;endogenous plant hormones;rooting
　　80年代以来 ,随着无性系林业的发展 ,林木育 种工作者对落叶松的无性繁殖技术作了大量的研
第一作者简介:敖红(1969-),女 ,讲师 ,主要从事植物生理学研究。
收稿日期:2001-02-16
究 ,并取得了突破性的进展 。但作为东北地区主要
造林树种的长白落叶松 ,其扦插繁殖技术仍是一个
难关 。为此于 1993年在帽儿山实验林场苗圃再一
次进行长白落叶松的扦插试验 ,以求突破难关 。试
验采用的是“全光雾插法” 。从试验结果来看 ,现已
基本解决了长白落叶松的扦插繁殖问题 ,其中 2 年
生母树插穗的生根率达 95%[ 1] 。但仅停留在解决
扦插繁殖技术上是远远不够的 ,尤其是目前还存在
着无目的地施用生长素等问题 ,因此急需我们对生
根的内在机制进行更进一步地探讨 ,以便更好地解
决实际问题。此项研究从影响长白落叶松扦插生根
的重要内在因素 ———内源激素水平入手 ,力图在生
理生化水平上对其生根机理有更进一步的了解 ,从
而为生产实践提供有力的理论依据 。
1　材料和方法
1.1 材料来源
帽儿山实验林场 , 5月末按不同的母树年龄从
长白落叶松的树冠上部采集扦插用的硬枝插条。6
月末按不同的母树年龄从长白落叶松的树冠上采集
木质化的当年生萌发枝条作为扦插试验用的嫩枝插
条。采集时 ,主要从树冠的中 、上部采集 。插条运回
苗圃后制成插穗 ,24小时内完成扦插 。并按不同的
母树年龄随机取出插穗放入—20°C 的冰箱内速冻 ,
留待以后用于生理生化指标的测定 。
1.2　试验方法
扦插试验 ,采用的是“全光雾插法”。内源植物
激素的测定 ,取插穗叶子 1g ,采用间接酶联免疫法
(ELISA)进行测定[ 2] 。
2　结果与分析
2.1　母树年龄对扦插生根的影响
影响长白落叶松扦插生根的因素有外部因素也
有内部因素 ,生根的过程是内 、外因素共同作用的结
果。在其它因素基本相同的情况下 ,杨书文等人研
究观察了母树年龄对扦插生根的影响。试验结果见
表 1。经试验发现 ,无论是嫩枝扦插还是硬枝扦插 ,
母树年龄与扦插生根率都呈负相关 。若比较生根率
随母树年龄下降的速度 ,可以看出 ,母树年龄对于硬
枝扦插生根的影响似乎更加明显。还有一点值得注
意的是 ,在 3 ～ 6年范围内 ,嫩枝扦插的生根率要明
显高于硬枝扦插 ,也就是说硬枝穗插的生根力普遍
地低于嫩枝插穗的生根力[ 1] 。
　　表 1 硬枝和嫩枝扦插中不同母树年龄插穗的生根率
　　Table 1 Rooting rate in hardwood cuttage and softwood cuttage of different seed-tree age
母树年龄 Seed— t ree age 2 3 4 5 6 7 9
生根率(%)
Rooting rate
硬枝 Hardwood cut tage 96.7 59.1 43.7 37.3 31.0 33.8 3.3
嫩枝 Sof tw ood cuttage 95.8 68.3 68.7 67.6 63.4 33.2 —
　　从扦插试验结果来看 ,年龄是影响长白落叶松
扦插生根的重要因子 。之所以产生这种现象 ,有人
认为主要是因为年幼的母树再生能力强 ,含抑制生
根物少 ,所含营养物质主要用于营养生长 ,所以其插
条的生根力强 ,成活率高;与此相反 ,母树年龄大的 ,
有可能其生根抑制物质增加 ,营养也不如年幼母树
的插条营养丰富 ,因此 ,其生根力就表现得弱[ 3] 。
为进一步阐明长白落叶松扦插生根的内在机制 ,笔
者对长白落叶松插穗中的多种植物激素水平进行了
测定 ,以求发现激素含量多少对扦插生根的影响 。
下面将对各种激素的试验结果加以说明 。
2.2　促进生根的内源植物激素及其与扦插生根的
关系
2.2.1　不同母树年龄插穗中的内源生长素含量水
平及其与扦插生根的关系
根据以往的研究结果 ,生长素影响插条生根的
作用最大。因此 ,首先对不同母树年龄插穗叶子中
的 IA A水平进行了测定 。结果见表 2。
　　表 2 嫩枝插穗及硬枝插穗中 IAA含量
Table 2 Contents of IAA in hardwood cutting s and softwood cuttings
母树年龄 Seed— t ree age 2 3 4 5 6 7 9
IAA μg/g·fw
Contents of IAA
硬枝 Hardwood cut tings 3.82 3.37 3.36 3.12 3.01 3.00 2.99
嫩枝 Sof tw ood cutt ings 4.04 3.84 3.76 3.64 3.71 3.60 3.57
　　从表 2中可以看出 ,在长白落叶松嫩枝插穗中 ,
IAA的含量随着母树年龄的增加而减少 ,而且经方
差分析差异是极显著的(均方比 F =40.25 ,F0.01=
4.46)。母树年龄为 2年生的插穗中 IAA含量是 4.
04μg/g.fw , 6年生的为 3.71μg/g.fw ,到 9年生时
插穗中 IAA的含量则降至3.57μg/g.fw 。虽然有的
1912 期　　　　　　　　　　　敖红等:长白落叶松插穗的内源激素水平及其与扦插生根的关系
年龄段 IAA含量略有反复 ,但总的来看 ,还是随着
母树年龄的增长 IAA 的含量在逐渐减少 。硬枝插
穗中存在着相类似的情况 ,即插穗中 IAA的含量也
是随着母树年龄的增加而减少 ,差异同样达到极显
著(均方比 F =36.25 , F0.01=3.71)。
从试验结果还可以看出 ,嫩枝插穗 IAA含量普
遍高于硬枝插穗中 IAA含量 ,平均高0.44μg/g .fw 。
这主要是由于嫩枝插穗在采集时 ,正处在旺盛的生
长期 ,因此产生 IAA的主要部位叶子中 IAA 含量比
较高 。
通过试验我们发现 , IAA(吲哚乙酸)含量和长
白落叶松扦插生根之间是有着密切关系的。2年母
树无论是硬枝扦插还是嫩枝扦插 ,它的生根率都明
显地高于其它母树年龄插穗的生根率。而恰恰 2年
生母树插穗中 IAA 含量也是最高的。以后随着
IAA含量的降低 ,长白落叶松的扦插生根率也在下
降。由此可以得出这样一个结论:在长白落叶松的
扦插生根中 ,内源 IAA起着比较重要的作用。当插
条中 IAA含量较高时有利于插条的生根 ,从而使其
具有较高的生根率;而当 IAA 含量低时 ,可能是由
于 IAA 含量的不足 ,使它成了扦插生根的限制因
子 ,造成生根困难 ,导致其生根率低 。虽然影响植物
生根的因子很多 ,生长素不是影响生根的唯一因素 ,
但 IAA 含量的多少影响到了长白落叶松的扦插生
根 ,这点是不容忽视的。
对于生长素促进生根的作用方式 ,我们认为主
要由长白落叶松芽和叶中产生的生长素 IAA 沿着
茎的垂直方向向下移动 ,然后转移到插穗基部的下
切口处 ,使那里的生长素积累较多 ,促进了那里根的
生长。对于茎上没有先生根原基的长白落叶松来
说 ,生长素的作用在于诱导根原始体的形成。而生
长素促进插条生根的进一步作用在于以下两点:(1)
生长素使细胞中的酶系统活跃起来 ,引起呼吸作用
和代谢作用的加强。同时 ,细胞在生长素的作用下
发生分生和分化 ,一方面形成了大量的愈伤组织 ,另
一方面也有助于不定根的形成 。因此可以说长白落
叶松插穗中的 IAA 有促进细胞分裂并通过再分化
长出根的作用 。(2)在合适的生长素浓度下 ,生长素
不仅使插穗内部营养物质重新分配 ,使插穗下切口
处成为营养库 ,而且它又是加速光和作用的因素 ,这
同样也有利于生根。
2.2.2　不同母树年龄插穗中的内源细胞分裂素含
量及其与扦插生根的关系
除了生长素外 ,细胞分裂素在植物的扦插生根
中也起着一定的作用 。它调节控制着细胞的生长分
化。本文测定了长白落叶松插穗内三种天然存在的
细胞分裂素。它们是玉米素核苷(ZR)、二氢玉米素
核苷(DHZR)及异戊烯基腺嘌呤(iPA),以便确定插
穗中三种细胞分裂素含量及它们与生根的关系。其
中ZR的测定结果见表 3 。
　　表 3 嫩枝插穗及硬枝插穗中 ZR含量
Table 3 Contents of ZR in hardwood cuttings and sof tw ood cuttings
母树年龄 Seed— t ree age 2 3 4 5 6 7 9
ZRμg/g·fw
Contents of ZR
硬枝 Hardwood cut tings 1.23 0.98 0.88 0.80 0.73 0.66 0.64
嫩枝 Sof tw ood cutt ings 1.77 1.43 1.19 0.91 0.82 0.84 0.80
　　从表 3中可以看出 ,嫩枝插穗中 ZR的含量随
母树年龄的变化情况与 IAA 的情况基本相同 ,都是
随母树年龄的增加有下降的趋势。母树年龄为 2年
生的嫩枝插条中 ZR 的含量是 1.77μg/g.fw 为最
高 ,6年生时ZR的含量下降到 0.82μg/g.fw ,9年生
时 ,则下降至 0.80μg/g .fw 了 。经方差分析 ,它们
之间的差异已经达到极为显著的水平(均方比 F =
134.88 ,F0.01=4.46)。硬枝插穗中存在着相类似
的情况(均方比 F =66.36 , F0.01=3.71)。可见母
树年龄的不同造成了插条内 ZR的差异。
iPA 也是细胞分裂素的一种。它的测定结果见
表 4。
　　表 4 嫩枝插穗及硬枝插穗中 iPA 含量
Table 4 Contents o f iPA in hardwood cutting s and softw ood cuttings
母树年龄 Seed— t ree age 2 3 4 5 6 7 9
iPA μg/g·fw
Contents of iPA
硬枝 Hardwood cut tings 0.51 0.41 0.44 0.40 0.43 0.39 0.40
嫩枝 Sof tw ood cutt ings 0.57 0.55 0.52 0.49 0.50 0.48 0.44
　　由表 4可知 , iPA的含量情况和 ZR的不同。第
一 ,它在长白落叶松中的含量比较低 ,这可能是因为
iPA是中间过渡形式 ,它向着ZR方向转变;第二 ,由
于母树年龄造成 iPA含量的差异经方差检验没有达
到显著水平 。嫩枝插穗中 iPA 的含量由 2年生到 9
年生只降了 0.13μg/g.fw ;硬枝插穗中也只下降了
192 　　　　　　植　　物　　研　　究　　　　　　　　　　　　　　　　　　22 卷
0.11μg/g.fw 。另外 ,硬枝插穗和嫩枝插穗中 iPA
的含量也相差不多 ,平均只相差 0.08μg/g.fw 。
细胞分裂素中的另一种 DHZR的测定结果见
表5 。测定结果表明:DHZR的含量处于 ZR与 iPA
之间。嫩枝插穗中 DHZR 的含量在母树年龄为 2
年生时最高 ,达到 0.76μg/g.fw , 9 年生时 ,下降至
0.42μg/g .fw 。方差分析表明差异是极显著的(均
方比 F=18.64 ,F0.01=4.46)。硬枝插穗中存在着
相似的情况(均方比 F =11.70 ,F0.01=3.71)。而
且从表中可以看出 ,嫩枝插穗中 DHZR的含量要略
高于硬枝插穗中 DHZR的含量 ,平均高出 0.09μg/
g.fw 。
　　表 5 嫩枝插穗及硬枝插穗中 DHZR含量
Table 5 Contents o f DHZR in hardwood cutting s and softwood cuttings
母树年龄 Seed— t ree age 2 3 4 5 6 7 9
DHZRμg/ g·fw
Contents of DHZR
硬枝 Hardwood cut tings 0.60 0.54 0.48 0.44 0.45 0.39 0.38
嫩枝 Sof tw ood cutt ings 0.76 0.63 0.60 0.55 0.51 0.44 0.42
　　总的来说 ,在长白落叶松的插穗中三种细胞分
裂素的含量大致遵循着这样的规律:ZR的含量最
高 , iPA 的含量最低;同种激素 ,母树年龄小的插穗
比母树年龄大的插穗中含量要高 ,嫩枝插穗比硬枝
插穗要高 。这一点并不难理解 。年幼的母树生命力
较强 ,因此细胞分裂素含量高一些 ,这有利于植物体
内的细胞分裂 ,并促进植物的生长 。而母树年龄高
时 ,由于其生命力减弱 ,所以促进细胞分裂的分裂素
含量也就比较低 。同样 ,嫩枝插穗在采集时 ,因正是
其生长 、发育的旺盛时期 ,所以细胞分裂素含量较硬
枝插穗中要高些 。
细胞分裂素可促进细胞的分裂 、生长 ,它直接作
用在酶上 ,并且控制酶的活性 ,与细胞的分裂有密切
关系 。所以设想或许细胞分裂素对植物的扦插生根
有促进作用。但细胞分裂素对根的孕育影响要分不
同时期及不同浓度而定。有证据表明细胞分裂素在
低浓度时似乎可以促进根的形成 ,但高浓度细胞分
裂素在根的发端初期却有抑制作用 ,这种抑制作用
可能是高浓度的细胞分裂素阻碍了生长素活动的缘
故。由于细胞分裂素一般是和生长素共同作用来促
进细胞分裂的 ,单独使用对生根影响不大。而且有
资料表明控制 IAA 与 ZR可以控制根 、茎 、芽的形
成[ 4] 。所以本文试图从二者之间的关系入手 ,看看
内源 IAA与ZR的比例关系是怎样的 。IAA/ ZR的
计算结果见表 6。
　　表 6 嫩枝插穗及硬枝插穗中的 IAA/ ZR值
Table 6 The ra tio between IAA and ZR in hardwood cuttings and softwood cutting s
母树年龄 Seed— t ree age 2 3 4 5 6 7 9
IAA/ZR 硬枝 Hardwood cut tings 3.11 3.44 3.82 3.90 4.12 4.55 4.67嫩枝 Sof tw ood cutt ings 2.28 2.68 3.16 4.00 4.52 4.29 4.46
　　从表 6中可以看出 , IAA/ ZR的值大致是逐渐
升高的 ,嫩枝中母树年龄为 2年生时 ,二者的比值为
2.28 ,9年生时增至 4.46 。硬枝 2年生母树的 IAA/
ZR的值是 3.11 , 9年生时增至 4.67 。但这种比值
的增加并不是由于插条中 IAA的含量升高造成的 ,
而是由于随着母树年龄的增加 ,ZR的含量下降得较
快造成的。对于长白落叶松来说 ,细胞分裂素在其
生根中起的作用究竟有多大 ,它和生长素的比例关
系是否对生根有所影响 ,进一步说怎样的比例关系
有利于生根 ,这些都还是未知数 ,有待于今后进一步
研究 。
2.3　内源抑制生根植物激素脱落酸及其与生根的
关系
在扦插生根的研究过程中 ,有些学者认为一些
难生根的植物之所以不易生根是因为它们自身存在
着生根抑制物质。关于插穗自身含有防碍生根的物
质 ,目前还研究的不多 ,对于这类物质的种类及作用
机理 ,很多还处于推论阶段。但是如果要保持或者
增强插穗的生根能力 ,不仅要了解插穗中促进生根
的生长素的作用 ,而且还要了解阻碍生根物质的作
用。
脱落酸作为植物体内天然的抑制性植物激素 ,
对植物的扦插生根起着抑制作用 ,这一点在研究北
京杨的扦插生根的能力中已发现 ,它是抑制北京杨
生根的主要物质[ 5] 。那么设想在长白落叶松的不
同母树年龄的插穗中 ABA的含量也存在着差异 ,从
而影响到了其生根力 。为了证实这一点 ,对不同母
树年龄的嫩枝和硬枝插穗中 ABA含量进行定量测
定。测定结果见下表 7。
结果表明 ,在嫩枝插穗中 ABA 的含量由于母树
1932 期　　　　　　　　　　　敖红等:长白落叶松插穗的内源激素水平及其与扦插生根的关系
年龄的增加而有所增加 ,但这一趋势不是很明显 ,即
母树年龄是 2年生和 9年生时 ,嫩枝插穗中 ABA 水
平相差不是很大 。硬枝的测定结果就不同了 。硬枝
插穗中 ,随着母树年龄的增加 , ABA 含量逐渐增加
的趋势比较明显 。方差分析表明它们之间的差异达
到了极显著的水平(均方比 F=120 ,F0.01=3.71)。
这说明在硬枝插穗中 ABA 含量受亲本的影响要比
嫩枝插穗受亲本的影响大 。并且由表 7可以看出 ,
硬枝中 ABA含量要高于嫩枝中 ABA 含量 ,平均高
出 0.45μg/g.fw 。
　　表 7 嫩枝插穗及硬枝插穗中 ABA含量
Table 7 Contents of ABA in hardwood cutting s and softwood cuttings
母树年龄 Seed— t ree age 2 3 4 5 6 7 9
ABA μg/ g.fw
Contents of ABA
硬枝 Hardwood cut tings 4.00 4.22 4.31 4.44 4.48 4.42 4.91
嫩枝 Sof tw ood cutt ings 3.91 3.95 3.98 4.00 4.00 4.03 4.06
　　通过测定结果发现一个问题:在长白落叶松的
嫩枝插穗中 ABA含量随着母树年龄变化而变化的
趋势并不是很明显 ,而不同母树年龄的插穗的生根
能力却相差得比较多 。这固然可以用生长素含量的
多少来解释 ,但由于插穗的生根是在各种因素的共
同作用下发生 ,当然也包括各种内源激素的相互影
响 ,共同作用 ,如 IAA 的促进作用和 ABA的抑制作
用。因此用 IAA/ABA的比值来研究长白落叶松的
生根力似乎更说明问题。由此对长白落叶松的嫩枝
和硬枝插穗中 IAA/ABA 值进行计算 ,结果见下表
8。
表 8 嫩枝插穗及硬枝插穗中的 IAA/ABA 值
Table 8 The ratio between IAA and ABA in hardwood cuttings and softwood cuttings
母树年龄 Seed— t ree age 2 3 4 5 6 7 9
IAA/ABA 硬枝 Hardwood cut tings 0.96 0.80 0.78 0.70 0.67 0.68 0.61嫩枝 Sof tw ood cutt ings 1.03 0.97 0.94 0.91 0.93 0.89 0.88
　　从表 8可以看出 ,无论是嫩枝插穗还是硬枝插
穗中 ,其 IAA/ABA 的比值都是随着母树年龄的增
加而下降。从这一结果可以推测 ,长白落叶松扦插
时插穗的生根力用 IAA/ABA 的比值来表示是有一
定道理的 。当 IAA/ABA 值低时 ,插穗的生根力较
弱 ,ABA抑制生根的作用表现得较强 ,这一结果在
硬枝和嫩枝插穗中的表现是一致的 。而且可以发现
硬枝插穗中 IAA/ABA 的比值下降得较快 ,这说明
ABA有可能是长白落叶松扦插生根的比较主要的
抑制物质之一。
3　结论及建议
根据以上各项测定结果及分析 ,对于长白落叶
松的扦插生根问题 ,笔者得出以下结论及建议:
3.1　不同母树年龄的插条中内源 IAA 的含量存在
着差异 。随着采条母树年龄的增加 , IAA 含量呈现
出逐渐下降的趋势。
3.2　嫩枝中 IAA含量高于硬枝中 IAA 含量 。一般
来说 ,内源 IAA 的含量高的插穗生根率也较高。由
此可以看出 ,内源 IAA对长白落叶松的扦插生根有
一定的促进作用 。
3.3　不同母树年龄的插穗中 CTKs水平存在着差
异。总的规律是随着母树年龄的增加 CTKs的含量
下降 ,且嫩枝插穗中的含量要高于硬枝插穗中的含
量 ,但 CTKs对于长白落叶松扦插生根的作用 ,有待
于进一步研究 。
3.4　天然抑制物ABA的含量在不同的母树年龄的
插条中出现显著差异。2 年生母树的插穗中 ABA
含量最少。随着母树年龄的增加 ,ABA 含量逐渐增
加。其中硬枝插穗 ABA含量增加得更快 、且高。由
此推测ABA是抑制扦插生根的主要物质之一 。
3.5　用 IAA/ABA 的比值大致可以表示长白落叶
松插穗的生根力。比值高的 ,生根率较高 ,反之生根
率较低。
3.6　建议生产单位在进行长白落叶松扦插时 ,不要
盲目地用外源生长素进行处理 。特别是对于内源
IAA水平较高的低龄母树插穗可不必用外源生长素
处理 ,因为这样做 ,不但不一定能达到预期的效果 ,
而且有时会适得其反;而对于母树年龄较高的插穗 ,
适当的药剂处理可以促进生根 ,提高其生根率 ,在生
产上是可行的 。
参　考　文　献
1.杨书文 ,等.长白落叶松扦插繁殖技术的研究.东北林业
大学学报育种专刊 , 1991 , 19
2.何钟佩主编.农作物化学控制实验指导.北京:北京农业
大学出版社 , 1993
194 　　　　　　植　　物　　研　　究　　　　　　　　　　　　　　　　　　22 卷
3.森下义郎 ,大山浪雄著.植物扦插理论与技术.李云森译
.北京:中国林业出版社 , 1985
4.张克荣.在紫参愈伤组织的生长分化中内源 IAA 和玉米
素的变化及其作用.西北植物学报 , 1991 ,(1):14～ 17
5.裴宝华 , 郑均宝.提高毛白杨插条成活率的研究.林业
科技通讯 , 1980(40):4 ～ 7
1952 期　　　　　　　　　　　敖红等:长白落叶松插穗的内源激素水平及其与扦插生根的关系