全 文 ：第 32卷　第 6期
2008年 11月
　南京林业大学学报 (自然科学版)
　JournalofNanjingForestryUniversity(NaturalSciencesEdition)
Vol.32, No.6
Nov., 2008
楸树扦插生根过程中插条保护酶与丙二醛动态变化
华　宏 1 ,杜旭华 2 ,王顺财2 ,胥　东 1 ,郝明灼 2 ,梁有旺 2 ,彭方仁 2＊
(1.南京市林业站 ,江苏　南京　210036;2.南京林业大学森林资源与环境学院 ,江苏　南京　210037)
摘要:以金丝楸和圆基长果楸的嫩枝为材料 ,研究了 ABT处理下扦插生根过程中 3种保护酶活性和丙二醛含量
的动态变化 , 分析了其变化规律与生根的关系。 结果表明:3种保护酶活性和丙二醛含量与楸树嫩枝扦插生根
过程密切相关;叶片和皮部 SOD活性各自呈现升—降和降—升的趋势;两部位的 POD活性和 MDA含量均呈现
升 -降的趋势;叶片 PPO活性呈现升—降趋势 , 而皮部 PPO活性则出现双峰变化。酶活性和 MDA含量变化的
转折点则由于品种的不同以及 ABT处理与否出现很大的差异。对酶活性和 MDA含量进行有效调控是突破楸
树扦插繁殖困难的有效方法之一。
关键词:楸树;嫩枝扦插;保护酶活性;生根能力
中图分类号:S723.1　　　　文献标识码:A　　　　文章编号:1000-2006(2008)06-0128-05
Dynamicchangesofprotectiveenzymesactivityandmalondialdehyde
contentduringCatalpaspp.softwoodcutings rootingprocess
HUAHong1 , DUXu-hua2 , WANGShun-cai2 , XUDong1 , HAOMing-zhuo2 , LIANGYou-wang2 , PENGFang-ren2＊
(1.ForestryStationofNanjingCity, Nanjing210036, China;2.ColegeofForestResources
andEnvironmentNanjingForestryUniversity, Nanjing210037, China)
Abstract:DynamicchangesofthreeprotectiveenzymesactivityandMDAcontentofCatalpa`Jinsi andC.
`Yuanjichangguo duringsoftwoodcuttingtimewerestudied.Andtherelationsbetweenitsdynamicchangesandrooting
ratewereanalyzedanddiscussed.Theresultsshowedthatthedynamicchangeswerehighlyrelatedtorootingrate.SOD
activityofleavesraisedandthenreduced.Butitwastheoppositeforcorticalpart.PODactivityandMDAcontent, both
inleavesorcorticalpart, wereraisedfirstlyandthenreduced.Leaves PPOactivityhadthesametrends.PPOactivity
incorticalparthadtwopeaksduringcutingtime.Dynamicchangesofeveryenzymehaditsownfeature.Itindicated
thateveryenzymeplayedaparticularandusefulroleduringrootingprocess.Itwasausefulwaytoregulatetheactivity
ofprotectiveenzymetopromoterootinginC.bungeisoftwoodcutting.
Keywords:Catalpaspp.;Softwoodcuting;Protectiveenzymesactivity;Rootingability
　　收稿日期:2007-12-24　　　　修回日期:2008-06-09
　　基金项目:国家 “十一五 ”科技支撑项目(2006BAD24B08);江苏省高技术项目(BG2006319);江苏省农业三项工程项目 [ SX(2006)
001]
　　作者简介:华　宏(1958—),男 ,工程师。 ＊通讯作者:彭方仁 ,男 ,教授 ,主要研究方向为森林培育 , frpeng@njfu.edu.cn。
　　引文格式:华 宏 ,杜旭华 ,王顺财 ,等.楸树扦插生根过程中插条保护酶与丙二醛动态变化 [ J] .南京林业大学学报:自然科学版 ,
2008, 32(6):128-132.
　　植物体内保护酶的变化与生根密切相关。植物插条的过氧化物酶活性关系到其愈伤组织形成能力的
大小 ,被视为植物插条生根的标志之一 ,同时对植物的形态建成 、生长及分化等也有一定的作用 [ 1] 。蓝桉
和尾叶桉研究表明过氧化物酶与插条不定根的诱导及表达密切相关[ 2-3] 。组织化学鉴定的方法研究发现 ,
多酚氧化酶(PolyphenolOxidase, PPO)位于植物插条不定根的起源部位 ,对不定根的发生和发展起着重要
的作用 [ 4] 。刺槐扦插研究显示 ,过氧化物酶(Peroxidase, POD)和 PPO与生根关系密切 ,且前者出现升—
降 —升 —降的趋势 ,后者则是降 —升 —降 —升的变化规律 [ 5] 。芽变白毛杨的生根能力强于白毛杨也被认
为是插条体内 POD活性及其变化所致 [ 6] 。超氧化物歧化酶活性(Superoxidedismutase, SOD)和丙二醛
(Malondialdehyde, MDA)含量也是衡量生根的重要指标。 SOD是氧自由基清除酶促防御系统中的重要成
员 ,与植物抗氧化能力直接相关 [ 7] ,嫩枝扦插过程中的 SOD活性变化与扦插生根关系很密切 ,其在生根过
程中变化规律明显[ 8] 。 MDA是膜脂被氧化的产物 ,是衡量体内抗氧化能力强弱的重要指标 。楸树是我国
的珍贵树种之一 ,但扦插过程中关键酶活性的研究很少 。圆基长果楸和金丝楸生根均比较困难 ,而开发价
值较高 。笔者以金丝楸和圆基长果楸的嫩枝为材料 ,研究了 ABT处理下扦插生根过程中插条 3种保护酶
活性和丙二醛含量的动态变化 ,并分析了这种变化与生根的关系 ,为突破楸树扦插繁殖的难关提供理论与
技术指导。
1　材料与方法
1.1　供试楸树品种
　　试验材料取材于南京林业大学实习林场楸树种质资源圃的金丝楸和圆基长果楸 。以两个类型的 1年
生嫁接苗为母株 ,选取生长健壮 、无病虫害的当年生半木质化枝条进行扦插 。
1.2　试验处理
试验时 ,用 ABT1生根粉 1 500mg/L处理插条 1min,同时设清水对照 。每处理 3次重复 ,每重复 50
株 。扦插前 ,取金丝楸 、圆基长果楸嫩枝插条的叶片和皮部若干克用于测定各项生理生化指标。扦插后根
据其生长情况每隔 4d取样 1次 ,用于测定 SOD、POD、PPO活性以及插条体内的 MDA含量 ,试验结束时统
计生根率。测定方法和酶活性单位参见文献 [ 9] 。
2　结果与分析
2.1　SOD酶活性的动态变化
　　扦插生根过程中 ,楸树叶片 SOD活性大致呈现先下降后上升的趋势 ,品种间和对照间存在明显差异
(图 1A),圆基长果楸的叶片 SOD的活性在插后 16d降至最低 ,之后缓慢上升 ,金丝楸在插后也缓慢下降 ,
到插后约 24d时 ABT1处理的插条 SOD开始回升 ,而对照则继续下降。两个品种的 ABT1处理均要高于
各自的对照 ,处理的和对照之间 SOD的差异分别达极显著(p<0.000 1)。说明整个扦插过程中处理和对
照的插条母叶都有不同程度的衰老 , ABT1生根粉处理可延缓叶片衰老。在扦插后期 ,尤其是生根期 ,圆基
长果楸叶片的 SOD活性要大于金丝楸 ,并且这种差距比生根愈伤时期要大 。
皮部 SOD活性有别于叶片的变化。处理插条的 SOD活性均呈现先升高后降低的趋势(图 1B),圆基
长果楸的插后 12d时达到最大值 ,金丝楸的插后 20d达到最大值 ,之后逐渐降低 。扦插初期 ,离体插条失
去原来正常而稳定的供水来源 ,处于逆境状态 SOD活性升高 ,以后随着不定根的长出和伸长 ,逐渐改善了
不利状态 , SOD活性逐渐降低 。两个品种楸树各时期处理插条的 SOD活性均高于对照 ,处理的和对照之
间的差异极显著(p<0.000 1)。试验结果表明 , ABT1生根粉处理的插条 , SOD活性升高 ,膜脂过氧化程度
低 ,从而延缓了衰老 ,促进不定根的形成。
2.2　POD酶活性的动态变化
实验中 ,楸树叶片和皮部的过氧化物酶(POD)活性均呈现先升高后降低的趋势 ,叶片的 POD活性变
129　第 6期　　　　　　　　　　华　宏 ,等:楸树扦插生根过程中插条保护酶与丙二醛动态变化
化情况和皮部变化情况相似(图 2)。圆基长果楸的 ABT1处理和对照均在插后 12d其过氧化物酶升至最
高值 ,金丝楸的处理和对照均在插后 20 d出现最高值 ,之后逐渐降低 。在插后 12 d内 ,两个品种楸树
ABT1生根粉处理插条皮部的 POD活性增高幅度均高于对照 。
ABT1处理的插条叶片和皮部的 POD活性都要极显著(p<0.000 1)高于各自的对照 。表明激素处理
能提高母叶 POD活性 ,这种活跃的生理状态对生根有利。
过氧化物酶(POD)通过催化 H2O2与其他底物反应以消耗植物在逆境和衰老情况下产生的 H2O2 ,从
而减少 H2O2对生物体的伤害作用。过氧化物酶不仅与植物抗逆和衰老有关 ,同时具有与植物生长素氧化
酶相似的性质 ,对植物的生长有调节作用 ,参与细胞壁多种结构成分的聚合作用 ,因此在植物生长发育过
程中起着重要作用。由此可以看出 , POD活性对插条生根起着重要的作用 。ABT1生根粉处理可以提高插
条 POD活性 ,从而有利于生根。
2.3　PPO酶活性的动态变化
楸树叶片 PPO活性呈现单峰型变化 , 4条曲线均是先上升 ,出现一个峰值后就下降 ,且 4条曲线的峰
值出现时间均不同(图 3A)。圆基长果楸用 ABT1处理的插条叶片 PPO活性在插后 8d达到峰值 ,对照则
需要晚 4d才达到最高值;金丝楸的处理插条叶片的 PPO在插后 16d达到峰值 ,相应的对照也晚 4 d。
ABT1生根粉处理插条叶片与对照存在很大差异 , ABT1生根粉处理可以极大地改变 PPO活性在生根过程
中的动态变化。图中 ABT1生根粉处理的叶片 PPO活性明显高于各自的对照 ,差异达到 0.01极显著水
平 ,并且出现峰值的时期也提前 。
皮部 PPO活性的变化比叶片剧烈 ,皮部 PPO活性的动态变化出现两个峰值(图 3B), 4条曲线均是如
此 。在扦插后 4d, PPO活性均达到最高值 ,这可能与插条受到切伤刺激有关 ,圆基长果楸的皮部 PPO活性
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在插后 12d出现第二个峰值 ,金丝楸的第二个峰值出现则要晚 8d。用 ABT1生根粉处理和对照的皮部
PPO活性存在极显著(p=0.006)的差异。在整个生根过程中 ,处理扦条的 PPO活性明显高于各自的对
照 ,而且在大部分的时期差距都非常大 ,到生根的末期 ,差异才逐渐变小。处理和对照的峰值出现时期并
没有大的差异。由此可见 ,经激素处理的插条 ,其母叶 PPO活性也有所提高 ,同时过氧化物酶活性增强 ,
这种活跃的生理状态 ,有利于插条生根和不定根的生长 。
PPO是一种含铜的酶 ,能催化各种酚类氧化物 。PPO能催化酚类物质和 IAA形成一种 “IAA-酚酸复
合物”,这种复合物是一种生根的辅助因子 ,具有促进不定根形成的活性。由图 3可知 , ABT1生根粉处理
能提高插条的 PPO活性 ,对扦插生根有利。
2.4　MDA含量的动态变化
楸树叶片 MDA的动态变化与叶片 POD的动态变化类似 。 4条曲线都是 MDA含量先积累 ,在出现一
个峰值后下降(图 4A)。圆基长果楸的 MDA含量在插后 12d达到最高 ,金丝楸则要晚 8d才出现峰值。
这表明圆基长果楸的叶片 MDA积累速度要高于金丝楸的 ,或者圆基长果楸的酶防御系统要早于金丝楸的
发挥作用。 ABT1生根粉处理的插条叶片 MDA含量要低于对照 ,在生根过程中 , ABT1生根粉处理的丙二
醛含量要低于对照 ,并且在生根时期这种差异更大 。统计分析表明 ,处理和对照之间的差异达到极显著水
平 。
插条皮部丙二醛含量的变化则不同与皮部丙二醛的动态变化。丙二醛含量在皮部先迅速积累 ,在扦
插后约 8d后 4个曲线均出现峰值 ,随后丙二醛含量一直下降(图 4B)。ABT1生根粉处理明显降低了丙二
醛的含量。图 4B表明 ,圆基长果楸和金丝楸的对照均含有较高的丙二醛 ,而且随着生根的进程发展 ,处理
和对照间的丙二醛含量差异越来越大 ,说明用 ABT1生根粉处理可以明显降低丙二醛的积累速度 ,统计分
析表明处理和对照的差异达到极显著水平(p=0.000 8)。MDA对细胞有毒害作用 ,它能与膜结构上的蛋
白质和酶结合 、交联而失去活性 ,从而破坏膜结构。正常生长的植物体内很少 ,逆境条件下含量升高 ,所以
MDA含量是植物受伤害程度的指标 ,同时也是植物发生衰老的指标之一 。 ABT1生根粉处理比对照能有
效降低 MDA的含量 ,从而有效延缓插条衰老 ,促进插条生根。
2.5　不同品种楸树的生根率和生根过程分析
圆基长果楸具有比金丝楸更好的生根效果 。生根率统计结果表明 ,圆基长果楸的生根率在 45.27%,
是金丝楸的 4倍以上;ABT1处理后 ,生根效果明显提高 ,圆基长果楸经 ABT1处理后生根率比对照高
36%,而金丝楸的生根率甚至达到了对照的近两倍。但同样 ABT1处理的金丝楸生根率仍然近为圆基长
果楸的约 1/3。结果表明 ,圆基长果楸生根率要好于金丝楸 ,并且 ABT1处理后 ,生根率改善明显。
两个类型的生根过程中出现愈伤到大量生根的时期同样存在差异 。圆基长果楸开始出现愈伤组织 、
大量出现愈伤组织 、开始生根和大量生根的时期分别是在插后 5、8、13、17d,用 ABT1处理则提前 1 ～ 2d。
金丝楸的 4个时期分别是插后 8、13、25和 28d,而 ABT1处理后则有很大的提前 ,前两个时期均只提前
1d,而后两个时期则分别提前 5和 3d。
131　第 6期　　　　　　　　　　华　宏 ,等:楸树扦插生根过程中插条保护酶与丙二醛动态变化
3　讨　论
(1)保护酶系统与扦插生根过程密切相关 。保护酶活性和丙二醛的含量随着生根进程表现出有规律
的变化 。叶片 SOD活性随着叶片的衰老 ,一直下降 ,到开始生根或大量生根时期开始回升 ,膜脂过氧化程
度降低 ,圆基长果楸在插后 16d左右达到最低 ,然后上升 ,金丝楸则要晚 8d,这些时期刚好是大量生根或
开始生根的时期 。皮部 SOD活性则先上升后下降 ,圆基长果楸的处理和对照分别在插后 12d和 16d达到
最大 ,金丝楸则分别在 16d和 20d达到峰值。分析结果说明 , SOD活性与生根过程密切相关 ,插条在形成
愈伤 、开始生根的过程中 ,前期叶片的保护酶发挥保护作用;皮部的 SOD在扦插后就开始起到保护作用 ,
到生根时作用最大。 SOD、POD和 PPO等几种保护酶活性的动态变化与插条的生根过程密切相关 ,随着时
间的推迟 ,插条的几种保护酶总是呈现有规律的变化 ,在插条的生根时期或者愈伤后期几种酶活性都相对
达到最高 ,而丙二醛含量则在扦插前期几种酶活性较低时 ,一直上升 ,直到保护酶活性达到一定水平后才
下降。
(2)ABT1生根粉处理可以明显提高保护酶的活性和促进生根。圆基长果楸和金丝楸插条用 ABT1生
根粉处理后 ,其保护酶的活性水平有较大的提高 ,生根率提高明显 。处理的 SOD、POD和 PPO活性均与各
自的对照间差异极显著。并且 ABT1生根粉处理还使 SOD活性出现峰值或谷值的时期比对照提前 。分析
可知 ,处理的叶片 SOD活性较对照早 4d开始上升 ,处理的皮部 SOD活性也较对照上升的快 ,较对照早达
到峰值;叶片 PPO的活性也均是以处理上升较快 。ABT1生根粉处理比对照能有效降低 MDA的含量 ,从
而有效延缓插条衰老 ,促进插条生根 。ABT1处理后的两类楸树生根率提高幅度都较高 ,但圆基长果楸处
理和对照的生根率均高于金丝楸。
[ 参 考 文 献 ]
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(责任编辑　王国栋)
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