全 文 ：书第 51 卷 第 3 期
2 0 1 5 年 3 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 51，No. 3
Mar．，2 0 1 5
doi: 10．11707 / j．1001-7488．20150320
收稿日期:2014 － 06 － 10; 修回日期: 2014 － 08 － 16。
基金项目:“十二五”国家科技支撑计划课题“北方针叶树种高世代育种技术研究与示范”(2012BAD01B01)。
* 王军辉为通讯作者。
欧洲云杉扦插生根进程中内源激素和多酚类物质变化 *
欧阳芳群1，2 付国赞3 王军辉1 马建伟4 安三平4 王美琴4 李 悦2
(1. 中国林业科学研究院林业研究所 林木遗传育种国家重点实验室 国家林业局林业培育重点实验室 国家林木种质资源平台 北京 100091;
2. 北京林业大学 林木花卉遗传育种教育部重点实验室 北京 100083; 3. 河南林业职业学院 洛阳 471002;
4. 甘肃省小陇山林业科学研究所 天水 741002)
摘 要: 【目的】研究欧洲云杉嫩枝扦插生根过程中的生根性状、插穗内的内源激素和多酚类物质含量的变化情
况，探讨插穗内内源激素和多酚类物质对欧洲云杉扦插生根影响，旨在为欧洲云杉扦插繁殖机理研究提供科学理
论依据。【方法】以 5 年生欧洲云杉嫩枝插穗为试验材料，在扦插后 30，40，50，55，60，65，70，75 和 80 天分别取 20
株插穗调查愈伤组织形成和根系发育情况，以及扦插后 0，37，45，67 和 72 天取插穗的针叶和 45，67 和 72 天取插穗
基部或基部愈伤组织分析插穗内源激素和多酚类物质含量。【结果】欧洲云杉扦插 30 天后已有 55%的穗条形成愈
伤组织，50 天愈伤组织全部形成，50 ～ 75 天为愈伤组织分化生根的高峰期，生根率达到 90%，平均生根数为 10. 7。
之后生根数量不变，根系仍然在生长，且扦插后根系效果指数持续增高。扦插后至 37 天，IAA 和 ZT /GA3分别降低
28. 79%和 52. 35% ;GA3，ZT / IAA 和 GA3 / IAA 分别升高 55. 02%，32. 78% 和 67. 97%。扦插后 37 ～ 45 天愈伤组织
形成期，IAA 和 GA3 分别降低 25. 75% 和 40. 91% ; ZT /GA3，ZT / IAA 和 GA3 / IAA 分别升高 39. 32%，23. 75% 和
20. 41%。不定根诱导期(45 ～ 67 天)，IAA 由 61. 7 ng·100 g － 1增加至 79. 8 ng·100 g － 1，ZT /GA3增加 13. 84% ;而
GA3，ZT / IAA，GA3 / IAA 降低，分别降低 16. 27%，24. 86%，35. 26%。扦插后至 67 天，ZT 的含量约为 80 ng·100 g
－ 1，
67 ～ 72 天以 29. 97%速率降低，降低为 55. 6 ng·100 g － 1。对羟基苯甲酸在愈伤组织形成前(37 天前)呈升高的趋
势，由 2. 23 ng·100 g － 1增加至 7. 19 ng·100 g － 1。当进入不定根形成期，对羟基苯甲酸含量呈逐渐减小的趋势，减少
至 4. 16 ng·100 g － 1。儿茶酸和总酚酸含量在欧洲云杉枝插生根过程中均呈降低的趋势。扦插基部韧皮部的内源
激素和多酚类物质的含量及比值的变化趋势基部同针叶内，只是含量及比值远远高于插穗基部韧皮部。植物的内
源激素和多酚类物质多在幼嫩的叶和芽内合成，并向茎基部和其他部位运输。因此欧洲云杉扦插生根进程中，针
叶的内源激素和多酚类物质含量远远高于插穗基部韧皮部内，尤其是 67 天针叶内 IAA 含量(79. 8 ng·100 g － 1 )是
基部韧皮部内(17. 4 ng·100 g － 1 )是 4. 58 ～ 7. 52 倍。【结论】在欧洲云杉扦插生根进程中，内源激素和多酚类物质
的此消彼长共同影响促进愈伤组织分化和不定根的形成。不定根诱导期 IAA 含量升高，而 GA3，ZT 和多酚类物质
降低是促进插穗生根的重要原因。因此 IAA 是促进不定根形成的主要内源激素，GA3和 ZT 以及多酚类物质是不
定根形成的抑制剂。
关键词: 欧洲云杉; 嫩枝扦插; 内源激素; 酚类物质; 生根进程
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1001 － 7488(2015)03 － 0155 － 08
Qualitative Analysis of Endogenesis Hormone and Polyphenol
During Ｒooting of Cuttings in Norway Spruce (Picea abies)
OuYang Fangqun1，2 Fu Guozan3 Wang Junhui1 Ma Jianwei4 An Sanping4 Wang Meiqin4 Li Yue2
(1 ． State Key Laboratory of Tree Genetics and Breeding，Ｒesearch Institute of Forestry，Chinese Academy Forestry Beijing 100091;
2 ． The Key Laboratory for Genetics and Breeding in Forest Tree and Ornamental Plants，Beijing Foresty University Beijing 100083;
3. Henan Forestry Vocation College Luoyang 471002; 4. Hiadongshan Mountain Ｒesearch Institute of Forestry Tianshui 741020)
Abstract: 【Objective】The high rooting efficiency of Norway spruce cuttings has important significance on promoting its
superior clones breeding． The change of rooting characters，endogenous hormones and phenolics content in the rooting
process of Norway spruce cuttings were studied in order to explore the effect of different endogenous hormone and
polyphenols in cuttings on rooting and provide scientific theory basis for mechanism research of Norway spruce cutting
propagation． 【Method】In the present study，Norway spruce shoot cuttings from mixed clones of 5 － year － old trees were
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taken as the experimental material，whose callus formation and root development were investigated after cutting for 30，40，
50，55，60，65，70，75，and 70 d; as well as cuttings needles ( after 0，37，45，67，and 72 d) and cuttings base or
basal callus ( after cutting for 45，67，and 72 d ) were analysised endogenous hormones and polyphenols content．
【Ｒesult】The results showed that 55% shoot cuttings had formed callus in 30 d，which had finished in 50 d after planting．
The period of 50 ～ 75 d after planting was fastigium of callus differentiation and adventitious root information，the rooting
percentage was 90%，the average number of root was 10. 7． After which，the number of root remain the same，but the root
was kept growing and the index of root effect was continue rising． The content of indoleacetic acid ( IAA)，zeatin /
gibberellin ( ZT /GA3 ) reduced at 37 d after planting，28. 79% and 52. 35% respectively. whereas， the value of
gibberellin (GA3 )，ZT / IAA，GA3 / IAA increased，55. 02%，32. 78% and 67. 97% respectively． During the period of
callus formation (37 ～ 45 d)，IAA and GA3 reduced 25. 75% and 40. 91% respectively; ZT /GA3，ZT / IAA and GA3 / IAA
increased，39. 32%，23. 75% and 20. 41% respectively． In the rooting induced period (45 ～ 67 d)，the value of IAA，
ZT /GA3 increased，IAA increased from 61. 7 to 79. 8 ng·100 g
－ 1 ． while，the value of GA3，ZT / IAA and GA3 / IAA
reduced 16. 27%，24. 86% and 35. 26% respectively． The level of ZT was about 80 ng·100 g － 1 until 67 d after planting，
which was decreased to 55. 6 ng·100 g － 1 at 72 d. p-hydroxybenzoic acid ( PHBA) level showed elevatory trend before
37 d，increased from 2. 23 to 7. 19 ng·100 g － 1，which showed decrease trend after callus formation and reduced to
4. 16 ng·100 g － 1 ． Catechin ( CA ) and total phenolic acid ( TPA ) level both showed decrease trend in the rooting
process． The change trend of endogenous hormones and polyphenol compounds in needles were the same as those in cutting
base phloem． Endogenous hormones and polyphenols produced in young leaves and buds and transported to stem base and
other parts． Therefore the content of endogenous hormones and polyphenol compounds in needles were much higher than
that in cutting base phloem． Especailly for the level of IAA at 67 d，IAA level of needles (79． 8 ng·100 g － 1 ) was 4. 58 ～
7. 52 times higher than that of stem base (17． 4 ng·100 g － 1 ) ． 【Conclusion】In rooting process of shoot cuttings in Norway
spruce，endogenous hormones and polyphenol jointly promoted callus differentiation and adventitious roots formation． The
IAA level increased and GA3，ZT，and polyphenols decreased during the adventitious root formation period． Endogenous
IAA was the main endogenous hormone for promoting adventitious root formation，endogenous GA3，ZT and polyphenol
inhibited of adventitious root formation．
Key words: Norway spruce; softwood cuttage; radication course; endogenesis hormone; polyphenol
欧洲云杉(Picea abies)又名挪威云杉，速生且
适应性强，木材品质好，可做纸浆材和建筑材，是重
要的工业用材树种 (傅紫芰，1998; 裴会明等，
1998)。世界各地广为引种栽培，在美国东北部、加
拿大东部和日本北海道引种的欧洲云杉生长速度比
当地云杉快 1 倍。我国熊岳树木园引进栽培欧洲云
杉已有 80 多年历史，青岛、内蒙古、黄山、庐山、北
京、宜昌、天水等地均有引种栽培，其生长速度明
显优于各种乡土云杉，开花结实正常且抗寒抗病
虫害，表现出较强的适应性(傅紫芰等，1998 )。
云杉属树种早期生长缓慢，实生种子园和无性系
种子园良种进程缓慢，严重影响经济效益和遗传
改良进程(季孔庶等，1996)。随着无性繁殖技术
的快速发展，转而推行无性系选择和利用的遗传
改良方向。同样基因起源的云杉扦插苗比实生苗
表现优良(Gemmel et al．，1991 )，无性系林增益比
实生苗林高(Ｒoulund et al．，1985)，且采用扦插苗
缩短育种周期 25 ～ 30 年。
欧洲云杉属愈伤组织生根型树种，母株生理条
件、采穗部位、穗条类型、穗条长度和外界环境等都
是影响扦插成活率的因子。随着母株年龄增加穗条
扦插生根能力下降，母株年龄 23 年生根率为 0，而 5
年生穗条生根率高达 89. 6% (靳景春等，2009);
不同类型插穗的生根能力不同 (胡勐鸿等，2014;
靳景春等，2009; 马建伟等，2011); 外施激素 IBA
和 ABT － 1 能提高 9 年生欧洲云杉扦插生根率(董
健等，2001)。但对欧洲云杉扦插生根过程中，插穗
内源激素和多酚类物质对插穗生根影响的研究未见
报道。前人研究结果表明，内源激素物质对多个树
种扦插生根有明显促进效应，多酚类物质是多个树
种插穗生根的抑制物质 (黄卓烈等，1994; 王军辉
等，2006)，本文通过分析 5 年生欧洲云杉嫩枝扦插
后不同时间点插穗生根性状，以及插穗内源激素、多
酚类物质含量的动态变化，探讨插穗内不同内源激
素和多酚类物质对欧洲云杉嫩枝扦插生根影响，旨
在为欧洲云杉扦插繁殖机理等方面的研究提供科学
理论依据。
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第 3 期 欧阳芳群等: 欧洲云杉扦插生根进程中内源激素和多酚类物质变化
1 材料和方法
1. 1 插穗来源及插穗处理 试验所用插穗由“国
家林木种质资源平台———云杉种质资源保存库”提
供，具体位置是甘肃省小陇山林业科学研究所欧洲
云杉采穗圃 ( 105° 54 37″ E、34° 28 50″ N )，海拔
1 160 m，年 降 雨 量 600 ～ 800 mm，年 均 气 温
10. 7 ℃ ; 采穗母株生长的土壤氮 62. 546 mg·kg － 1，
磷 32. 322 mg·kg － 1，钾 186. 89 mg·kg － 1，土壤有机
质 0. 64%，pH 值为 7. 96。采穗母株为 5 年生，单株
一级侧枝平均 36. 2 条。从母株中部剪取一级侧枝
1 年生半木质化嫩枝。用利刃刀将基部削成锲形，
用 100 mg·kg － 1的 IBA 中浸泡 1 h，共处理 500 株，扦
插深度 3. 5 cm 左右，插后轻按，随插随淋水，使插穗
与插壤紧密结合。
1. 2 扦插网袋容器的制作及激素来源 该试验所
用的网袋基质是泥炭和炭化稻壳按体积比 1 ∶ 1搅拌
混匀后，再倒入灌装机中生产成直径 40 ～ 50 mm 的
基质肠。然后用 3‰的高锰酸钾溶液喷湿消毒，再
用全自动切割机将其切成约 10长的短肠段，摆放
到 58 cm × 23 cm 的育苗托盘中放置于苗床待用。
外施激素是商用吲哚丁酸 IBA。
1. 3 插床及生根条件 扦插工作于 2009 年 6 月
下旬，在甘肃省天水市小陇山林业科学研究所一露
地进行。用钢丝网做成的钢架苗床，将苗床摆放成
直径 15 m，高 60 cm 的近圆形架空插床。插床上放
置已摆放好短肠段的育苗托盘。摆放整齐后全面喷
洒 500 倍 多 菌 灵 药 液 进 行 灭 菌，用 量 为
1 000 mL·m － 2。采用悬臂转动式自动喷雾装置保
持湿度。根外施肥用 0. 2% 尿素和 0. 3% 磷酸二氢
钾混合液，用量 0. 5 kg·m － 2，在傍晚停止喷雾后
进行。
1. 4 生根性状与调查统计分析 扦插后 30，40，
50，55，60，65，70，75 和 80 天分别取观测区 20 株插
穗调查愈伤组织形成和根系发育情况，包括生根率、
生根数量和单根长度，共调查 9 次。评价生根性状
采用根系效果指数，根系效果指数 = 平均根长 ×
根系数量 /扦插穗条总数(朱湘渝等，1991)。
0，37，45，67 和 72 天取插穗的针叶和 45，67 和
72 天插穗基部或基部愈伤组织液氮速冻后 － 80 ℃
冰箱保存，用于分析内源激素含量和多酚类物质含
量。每个时间点采插条 9 株，每 3 株混样作为 1 重
复，合计 3 个重复。
植物内源激素分析方法:精密称取新鲜植物样
品 1. 0 g，剪细，加入少量石英砂于研钵中迅速研细
后用 20 mL 冰甲醇(40 ℃ )将样品传至具塞三角瓶
中，摇匀后放在超声波中振荡 1 h(不断加冰块，保
持超声波水温不超过 40 ℃，取出后放入 40 ℃冰箱
过夜过滤，残渣中再加 10 mL 冰甲醇，超声 0. 5 h
后，过滤，合并滤液，减压、浓缩至 1 ml 后待机分析。
色谱条件:选用 Waters 244 型 HPLC; 色谱柱为
Diamosil C18(0. 4 cm × 25 cm)。ZT 的流动相是
15% CH3 和 85% H2O(用 H3PO4 调 pH 至 3. 5)，流
速为 0. 8 mL·min － 1，UV 254 nm 检测，外标法定量;
而 GA3 和 IAA 流动相是 30% CH3OH，15% CH3OH
和 55% H2O (用 H3PO4 调 pH 至 3. 5 )，流速为
0. 8mL·min － 1，UV 254 nm 检测，外标法定量。
多酚类物质分析方法:样品处理:精密称取植物
样品 2 g(精确至 0. 001 g)，剪细，加入石英砂少许放
入研钵中研细，转移至 50 mL 三角瓶中，加 25 mL
80% CH3OH 后加塞摇匀，水浴上回流 2 h 后过滤，
滤液经 0. 45 um 滤膜过滤，清液待分析。色谱条件:
选用 Waters 244 型 HPLC，色谱柱为 Diamosil C18
(0. 4 cm × 25 cm )，流动相为 40% CH3OH，5%
CH3CN 和 55% H2O(用 H3PO4 调 pH 至 3. 5)，流速
为 0. 8 mL·min － 1，检测器为 UV 254 nm，外标法
定量。
采用 Sigmaplot 10. 0 软件作图。
2 结果与分析
2. 1 欧洲云杉嫩枝扦插生根特点及生根进程 欧
洲云杉嫩枝插穗生根类型有 3 种(图 1):愈伤组织
生根，占 95%以上; 皮部生根; 愈伤组织和皮部双
向生根。
欧洲云杉嫩枝插穗经 100 mg·kg － 1的 IBA 浸泡
1 h 处理后插入网袋基质中，30 天后已有一半以上
(55% )的穗条形成愈伤组织; 40 天后，有 85%的扦
插苗形成愈伤组织; 经过 50 天，愈伤组织全部形成
(100% )，并且有 10%的插穗已经生根。50 天前是
愈伤组织形成阶段，40 天以后开始有部分分化生
根。65 天后生根率达 70%，75，80 天调查结果一
致，生根率达 90%，其中 5%插穗腐烂，5%插穗基部
愈伤组织膨大，但未分化成根。55 ～ 70 天是插穗基
部愈伤组织膨大活跃期。扦插后 50 ～ 55 天，60 ～ 65
天和 70 ～ 75 天为愈伤组织分化生根的 3 个高峰期，
生根率为 90% (图 2)。超过此时期尚未分化生根
的穗条容易导致愈伤组织老化不能生根或者腐烂。
65 ～ 75 天平均生根数急剧增加，75 天的平均生根数
为 10. 7，比 65 天增加 76. 64%。75 天以后生根数量
不变，不过根系仍然在生长，且扦插后根系效果指数
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林 业 科 学 51 卷
持续增高，由 0 增加至 0. 7，80 天时有所降低 (图
3)。
图 1 欧洲云杉嫩枝插穗 3 种生根类型
Fig. 1 Three rooting types of shoot cuttings in Norway spruce
2. 2 欧洲云杉扦插生根进程內源激素含量及比值
变化 插穗生根过程其针叶內源激素含量的动态变
化如图 4 所示。多种内源激素的消长促进不定根的
形成。内源 IAA 含量的变化规律整体上是先下降后
上升再下降。即扦插后至 45 天愈伤组织形成阶段呈
下降趋势，从扦插前的 116. 7 ng·100 g － 1先降至 83. 1
ng·100 g － 1(37 天)，再降至 61. 7 ng·100 g － 1(45 天)，
共降低了 47. 13%。45 天到 67 天属愈伤组织膨大
分化期，IAA 含量逐渐上升，67 天的时候 IAA 平均
含量为 79. 8 ng·100 g － 1，促进愈伤组织分化生根。
67 天后愈伤组织膨大分化已基本接近完成，IAA 含
量急速下降，降低了 32. 83%。
针叶内源 GA3 含量动态变化规律则是先上升后
急速下降、而后缓慢下降。即扦插后 37 天愈伤组织
形成前中阶段 GA3 含量迅速上升，从 64. 1 ng·100 g
－ 1
增加到 142. 5 ng·100 g － 1，增幅 55. 02% ; 37 天以后
愈伤组织膨大分化直至生根阶段 GA3 含量先急速
下降，下降率为 40. 91% ; 而后缓慢降低，从 45 ～ 67
天和 67 ～ 72 天分别降低了 16. 27%和 19. 57%。针
叶内源玉米素 ZT 的变化比较平稳，扦插后至 67 天，
ZT 的含量约为 80 ng·100 g － 1，67 ～ 72 天以 29. 97%
速率降低，降低为 55. 6 ng·100 g － 1。
整体上看，基部韧皮部的内源激素变化趋势
(图 4B)同针叶内，只是各种内源激素含量远远低于
针叶内，尤其是 67 天测得的 IAA 含量，针叶内 IAA
含量(79. 8 ng·100 g － 1 )是基部韧皮部内(17. 4 ng·
100 g － 1)是 4. 58 ～ 7. 52 倍; 针叶内玉米素 ZT 含量
( 79. 4 ng · 100 g － 1 ) 是 基 部 韧 皮 部 内
(30. 2 ng·100 g － 1)的2. 24 ～ 2. 41 倍; 针叶内 GA3 含量
(70. 5 ng·100 g － 1)是基部韧皮部内(28. 4 ng·100 g － 1)
的2. 26 ～ 2. 48 倍。
图 2 欧洲云杉扦插生根进程中愈伤率、
生根率、愈伤膨大率和腐烂率
Fig. 2 The change of callus percentage，rooting percentage，
inflating callus percentage and rotting percentage
图 3 欧洲云杉扦插生根进程中生根数、
平均根长和根系效果指数的变化
Fig. 3 The change of number of roots，mean root length and
root effect index during rooting process of shoot
cuttings in Norway spruce
从针叶内源激素间的比值来看 (图 4A)，扦插
前至扦插后 37 天，GA3 / IAA 迅速上升至 1. 71，比扦
插前高出 67. 97% ; ZT / IAA 上升幅度偏小，其值为
1. 01，比扦插前高出 32. 78%。37 ～ 45 天 GA3 / IAA
转为下降趋势，而 ZT / IAA 继续保持上升趋势。45
天之后两者的变化趋势一致，先降低后升高。ZT /
GA3 和 GA3 / IAA 的变化趋势正好相反(图 5A)。扦
插基部韧皮部内源激素间的比值 45 ～ 72 天的变化
趋势和针叶内基部相同，只是 67 天测得的针叶内
ZT /GA3 的值(1. 13)是高于 GA3 / IAA(0. 88)和 ZT /
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第 3 期 欧阳芳群等: 欧洲云杉扦插生根进程中内源激素和多酚类物质变化
IAA(0. 99)，而基部韧皮部内 ZT / GA3 (1. 06)却低 于 GA3 / IAA(1. 63)和 ZT / IAA(1. 74)。
图 4 欧洲云杉嫩枝插穗生根进程中内源激素变化
Fig. 4 The change of endogenous hormones during rooting process of shoot cuttings in Norway spruce
(A. 针叶 Needles;; B. 插穗基部韧皮部 Phloem of cuttings base)。下同。The same below．
图 5 欧洲云杉嫩枝插穗生根进程中内源激素比值变化
Fig. 5 The change of endogenous hormones ratio during rooting process of shoot cuttings in Norway spruce
图 6 欧洲云杉嫩枝插穗生根进程中多酚类物质变化
Fig. 6 The change of polyphenol during rooting process of shoot cuttings in Norway spruce
2. 3 欧洲云杉扦插生根进程多酚类物质含量及比
值变化 欧洲云杉插穗生根过程，愈伤组织形成前
中阶段(37 天前)对羟基苯甲酸含量呈升高的趋势，
由 2. 23 ng·100 g － 1 增加至 7. 19 ng·100 g － 1 (图
6A)。当愈伤组织形成后进入不定根形成期及以
后，对羟基苯甲酸含量呈逐渐减小的趋势，减少至
4. 16 ng·100 g － 1。儿茶酸和总酚酸含量在欧洲云杉
枝插生根过程中均呈降低的趋势。45 ～ 72 天插穗
基部韧皮部(图 5B)的各多酚类物质含量变化趋势
同针叶内，只是各种多酚类物质含量远远低于针叶
内。针叶内儿茶酸含量(7. 43 ～ 10. 13 ng·100 g － 1 )
是基部韧皮部内含量的 3. 89 ～ 5. 36 倍; 针叶内对
羟基苯甲酸含量 (4. 16 ～ 4. 97 ng·100 g － 1 )是基部
韧皮部内的 1. 24 ～ 1. 48 倍; 针叶内总酚酸含量
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(11. 59 ～ 15. 23 ng·100 g － 1 )是基部韧皮部内总酚
酸含量的 2. 23 ～ 2. 84 倍。
从针叶内多酚类物质含量比值来看 (图 7A)，
对羟基苯甲酸和儿茶酸与总酚酸间的变化趋势平
稳，而儿茶酸 /对羟基苯甲酸在扦插后至 37 天显著
降低，降低 35. 01%，之后变化很小，略有上升趋势。
同一时间段内插穗基部韧皮部内的多酚类物质比值
(图 7B)和针叶内变化趋势一致。
图 7 欧洲云杉嫩枝插穗生根进程中多酚类物质比值变化
Fig. 7 The change of polyphenol ratio during rooting process of shoot cuttings in Norway spruce
(A．针叶 Needles; B．插穗基部韧皮部 Phloem of cuttings base)
3 讨论与结论
针叶树扦插生根的过程分为 3 个阶段，即愈伤
组织形成，根原始体分化(诱导生根)，根的生长(长
根)。本研究中欧洲云杉扦插后 50 天愈伤组织全
部形成，从 40 天开始愈伤组织已有分化生根。扦插
后 50 ～ 75 天为愈伤组织分化生根的高峰期，之后生
根数量不变，根系仍然在生长，且扦插后根系效果指
数持续增高，为长根期。
不定根形成是受许多环境因子和内在因子影响
的，包括温度、光强和光质，碳水化合物和植物激素
(Leakey，2004)。前人研究表明，5 大类植物生长激
素影响扦插生根进程，插穗生根过程中内源激素的
动态平衡调控不定根发生过程 (刘明国等，2011;
詹亚光等，2001)。一般生长素和乙烯促进不定根
的形成，赤霉素和细胞分裂素一般表现为抑制不定
根的形成; 脱落酸对插条生根表现出多种效应(王
乔春，1992)。 IAA 是促进不定根形成的主要激素
(Trefois et al．，1982)，IAA 含量的高峰与根原基出
现的高峰相一致 (刘明国等，2011; 詹亚光等，
2001; Trefois et al．，1982)。经研究发现，IAA 与不
定根原基的发生密切相关，这与新的形成层位点诱
导和第 1 次细胞分裂的启动有关( Li et al．，1993)。
生长素主要通过受体蛋白 TIＲ1 和 ABP1 来选择蛋
白水解和细胞壁松弛(da Costa et al．，2013)，以促进
细胞分裂 ( Fogaa et al．，2005; Haissig，1970)。通
过促进淀粉水解和转运糖类和营养物质到穗条基部
韧皮部(Das et al．，1997)来诱导根原基的形成和生
长。白桦( Betula platyphylla)插穗刚脱离母体时，
IAA 含量大幅度下降; 根原基孕育期，IAA 含量增
加，积累以诱导生根，生根后下降 (詹亚光等，
2001)。也有研究表明，生长素通过调节茉莉酸酯
体内平衡来控制拟南芥不定根形成(Gutierrez et al．，
2012)。本研究中 IAA 含量也是一开始呈降低趋
势，插穗刚刚脱离母体，IAA 含量大幅降低。直至
45 天开始转为上升，45 天的时候愈伤组织基本形
成，已有 5% 左右的穗条开始分化生根，表明此时
IAA 含量的增加有利于愈伤组织分化成根原始体进
而诱导生根。IAA 含量在生根后呈降低趋势。大量
研究证明，细胞分裂素主要抑制根原基的分化和形
成(王乔春，1992)。本试验中内源激素 ZT 的含量
持续降低，且 67 ～ 72 天时以约 30%速率迅速降低，
而这个时期正处于平均生根数急剧增加时期(图
2B)，这表明内源 ZT 的降低有助于根原基的分化和
根的形成。Bollmark 等(1990)通过对欧洲云杉下胚
轴插条生根研究推断乙烯加速细胞分裂素分解而促
进生根。多数研究认为赤霉素抑制插条不定根的形
成(Li et al．，1993)。赤霉素抑制不定根形成可能有
多种途径，一是赤霉素抑制形成根原基细胞的分裂
(Brian et al．，1960); 二是阻碍生长素诱导的根原基
的进一步生长发育(Haissig，1972)。本研究中愈伤
组织形成阶段(37 天前)赤霉素显著增加，抑制不定
根的形成。37 天以后进入不定根形成阶段，赤霉素
GA3 显著降低以促进不定根形成。关于赤霉素影响
061
第 3 期 欧阳芳群等: 欧洲云杉扦插生根进程中内源激素和多酚类物质变化
生根的机理，有研究表明赤霉素没有影响 IAA 信号
途径也没有影响其上游基因，而是通过影响生长素
运 输 从 而 抑 制 杂 交 杨 ( Populus ) 和 拟 南 芥
(Arabidopsis thaliana) 不定根形成 (Mauriat et al．，
2014)。
从解剖学的角度来看，愈伤组织是产生愈伤根
的前提，只有先形成愈伤组织，才能进一步分化出
根。插穗基部愈伤组织中，细胞分裂素和生长素含
量的消长变化同根的形成有很大关系。只有在插穗
基部形成高生长素，低细胞分裂素的生理状态，才有
利于根原基形成。ZT / IAA 在扦插后 45 天呈上升趋
势，45 天后穗条生根，ZT / IAA 下降以促进生根。扦
插 37 天前，GA3 / IAA 呈迅速上升，抑制生根。生根
过程中，扦插后 37 ～ 67 天 GA3 / IAA 转为下降趋势，
促进生根。
多酚类物质是具有酚羟基结构的一类化合物，
已经证实大部分多酚类物质具有较强的抑制活性，
明显抑制不定根的生长和发育 ( Balakrishnamurthy
et al．，1988 )，这主要是与过氧化物酶活性相关
(Ｒout，2006)。马尾松(Pinus massoniana)扦插苗中
含有大量的多酚类化合物，是抑制马尾松扦插生根
的主要内源物质之一(季孔庶等，1997)。对日本落
叶松(Larix kaempferi)插穗生根研究发生生根性状
与插穗内各种多酚类物质的含量呈显著或者极显著
负相关关系(麻文俊等，2011)。王军辉等 (2006)
研究亦表明，儿茶酸、邻苯二酸对青海云杉 ( Picea
crassifolia)硬枝插穗生根可能具有抑制作用，没食子
酸和对羟基苯甲酸对插穗生根可能没有影响或影响
甚微。本研究中多酚类物质含量整体呈下降趋势，
有利于不定根的形成，这表明多酚类物质是欧洲云
杉生根的抑制剂。不过多酚类物质对生根的影响因
物种而不同，对茶树(Camellia sinensis)扦插生根的
研究表明，多酚类物质是茶树生根的增强剂(Ｒout，
2006)。
植物的内源激素和多酚类物质多在幼嫩的叶和
芽内合成，并向茎基部和其他部位运输。因此欧洲
云杉扦插生根进程中，针叶的内源激素和多酚类物
质含量远远高于插穗基部韧皮部内，与白桦研究结
果一致(詹亚光等，2001)。在扦插生根过程中，欧
洲云杉穗条的内源激素和多酚类物质以及其他可溶
性糖类等物质都发生了变化，此消彼长，共同促进根
的发生。不定根诱导期 IAA 含量升高，而赤霉素、
细胞分裂素和多酚类物质降低是促进插穗生根的重
要原因。因此 IAA 对欧洲云杉的生根表现为促进
作用，而赤霉素、细胞分裂素和多酚类物质则表现出
抑制作用。
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(责任编辑 王艳娜)
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