朱砂丹桂扦插技術(shù)及生根過(guò)程中生理生化分析

楊秀蓮　馮潔　王良桂

摘要：研究了激素種類(lèi)、激素濃度、扦插基質(zhì)對(duì)朱砂丹桂扦插生根的影響，找出了其生根最優(yōu)組合，即 100 mg/L ABT生根粉+珍珠巖+蛭石，并初步確定朱砂丹桂生根類(lèi)型屬皮部生根型。試驗(yàn)結(jié)果還表明，在生根過(guò)程中，可溶性糖含量與淀粉含量在不定根生出之前變化趨勢(shì)呈負(fù)相關(guān)；可溶性蛋白在不定根形成之前持續(xù)下降，后上升；總氮值在不定根形成期下降，后上升；C/N在不定根伸長(zhǎng)期之前持續(xù)下降，后上升；POD活性在根原基誘導(dǎo)期及不定根伸長(zhǎng)期分別出現(xiàn)高峰。

關(guān)鍵詞：朱砂丹桂；扦插生根；營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；變化

中圖分類(lèi)號(hào)： Q945.52 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2015）03-0155-04

桂花是我國(guó)十大傳統(tǒng)名花之一，屬于木樨科常綠小喬木，是一種綠化、美化、香化三者密切結(jié)合的優(yōu)良園林樹(shù)種[1]。朱砂丹桂（Osmanthus fragrangs ‘Zhusha Dangui）是丹桂的一種，其主干挺拔秀麗，枝葉婆娑多姿，清香四溢，花瓣橙紅色，花量大，花色艷麗，觀(guān)賞效果極佳，是優(yōu)良的園林綠化和庭院觀(guān)賞樹(shù)種[2]。此外，朱砂丹桂食用、藥用、經(jīng)濟(jì)價(jià)值也很高。近年來(lái)，市場(chǎng)需求不斷提高，據(jù)調(diào)查，干徑8 cm以上的丹桂稀缺，每株單價(jià)在2 000元以上，干徑3 cm以上的植株每株也值數(shù)百至上千元。

桂花傳統(tǒng)繁育多用嫁接、壓條等方法，但是嫁接和壓條會(huì)導(dǎo)致母樹(shù)受損嚴(yán)重，成本高且繁殖量少，影響了桂花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因而在生產(chǎn)上，以扦插繁殖最為普遍，但不同的品種有不同的扦插生根能力，有的品種扦插生根率高達(dá)90%以上，而有的卻非常低。朱砂丹桂屬扦插較難生根的樹(shù)種，扦插成活率很低。因此，在本試驗(yàn)中研究了外源激素和扦插基質(zhì)對(duì)插穗生根的影響，并試圖了解其生根機(jī)理，旨在找出最佳的扦插配方和提高扦插生根率，為進(jìn)一步加大朱砂丹桂的開(kāi)發(fā)與推廣奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與場(chǎng)地

試驗(yàn)材料為朱砂丹桂，樹(shù)齡30年，生長(zhǎng)在南京林業(yè)大學(xué)園林實(shí)訓(xùn)中心內(nèi)，試驗(yàn)在該實(shí)訓(xùn)中心的溫室內(nèi)進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

1.2.1 生根觀(guān)察與最優(yōu)化試驗(yàn)

6月初，在清晨溫度較低時(shí)采集植物外圍的1年生健康枝條，將采下的枝條放在清水中，插穗長(zhǎng)度為8～10 cm，保留1～2片葉子。插穗上切口為平口，下端口斜切且盡量靠近葉節(jié)處。扦插前把插穗下端對(duì)齊捆好，插穗下端在提前配好的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑中速蘸30 s后扦插。插床用大號(hào)周轉(zhuǎn)箱（長(zhǎng)58 cm、寬36 cm、高18 cm），底部均勻打孔，以利于排水，扦插前2 d將基質(zhì)裝入容器內(nèi)，用0.5%的高錳酸鉀進(jìn)行淋灌消毒。

扦插完畢后，周轉(zhuǎn)箱上蓋遮陰網(wǎng)，定期噴水，保持適宜扦插生根的溫度與濕度。

（1）生根類(lèi)型的觀(guān)察：以ABT（250 mg/L）處理插穗為對(duì)象，以清水作為對(duì)照處理。扦插后，每天觀(guān)察插條愈傷組織形成和不定根出現(xiàn)的情況，至切口愈合，長(zhǎng)出新根為止，記錄每次觀(guān)察的結(jié)果。每次隨機(jī)抽取各處理5株，3次重復(fù)。

（2）生根率最優(yōu)組合試驗(yàn)：采用L9（33）正交設(shè)計(jì)，試驗(yàn)因素和水平見(jiàn)表1，共9個(gè)處理，每處理60株插穗，3次重復(fù)。生根結(jié)束后，對(duì)生根性狀的5個(gè)指標(biāo)生根率、愈傷組織形成率、存活率、最長(zhǎng)根長(zhǎng)、根系效果指數(shù)進(jìn)行測(cè)定，其中，根系效果指數(shù)=平均根長(zhǎng)×根系數(shù)量/總插條數(shù)。

1.2.2 生根過(guò)程中韌皮部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及POD活性變化測(cè)定

選用珍珠巖+蛭石為基質(zhì)，250 mg/L ABT生根粉處理插穗，進(jìn)行扦插，每個(gè)處理50根，重復(fù)3次，以清水作對(duì)照。每隔一定的時(shí)間隨機(jī)選取18～20根插穗，將所取材料用蒸餾水沖洗擦干后，置于冰盒內(nèi)帶回實(shí)驗(yàn)室，剝?nèi)〔逅牖? cm區(qū)域內(nèi)的韌皮部，將其剪碎，置于超低溫冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法[3]測(cè)定可溶性蛋白含量；采用蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量[4]和淀粉含量[5]；用愈創(chuàng)木酚法[6]測(cè)定過(guò)氧化物酶（POD）活性；采用H2SO4-H2O2消煮法[7]測(cè)定全氮含量。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：用Excel軟件繪制圖表，SPSS 17.0軟件進(jìn)行方差分析和多重對(duì)比。

2 結(jié)果與分析

2.1 生根類(lèi)型觀(guān)察結(jié)果

在5～26 d，處理的插穗切口開(kāi)始有白色絮狀愈傷組織產(chǎn)生，此期為愈傷組織誘導(dǎo)期。在27～42 d，處理的插穗切口開(kāi)始出現(xiàn)白色突起，此期為根原基誘導(dǎo)期，而對(duì)照的插穗此時(shí)才出現(xiàn)愈傷組織、無(wú)白色突起產(chǎn)生。在42～ 57 d，大部分處理插穗已有不定根產(chǎn)生，此期為不定根形成期，而對(duì)照插穗中僅有小部分產(chǎn)生不定根。在 57～64 d，有少數(shù)側(cè)根形成，這個(gè)時(shí)期為不定根伸長(zhǎng)期。64 d 后，根成型，生根基本結(jié)束。

對(duì)照組的生根時(shí)間比處理組平均晚12 d左右。此外，從插穗生根部位和生根時(shí)間看，其根原基發(fā)生在插穗的皮孔下部，與愈傷組織無(wú)關(guān)，因此朱砂丹桂是典型的皮部生根型植物。

2.2 丹桂扦插生根最優(yōu)組合試驗(yàn)結(jié)果

從表2可以看出，各處理間扦插效果差異顯著，其中，愈傷組織形成率為11.67%～71.67 %，4號(hào)組合最高且與其他處理差異極顯著，排序?yàn)?號(hào)>2號(hào)>3號(hào)>1號(hào)>6號(hào)>9號(hào)>（5號(hào)、8號(hào)）>7號(hào)。插穗存活率為6.67%～68.33%，4號(hào)最高，其次是3號(hào)，但二者之間差異不顯著，排序?yàn)?號(hào)>3號(hào)>2號(hào)>1號(hào)>6號(hào)>9號(hào)>8號(hào)>（5號(hào)、7號(hào)）。生根率為10%～65%，4號(hào)生根率最高且與其他處理差異極顯著，排序?yàn)?號(hào)>3號(hào)>1號(hào)>9號(hào)>6號(hào)>（2號(hào)、5號(hào)）>8號(hào)>7號(hào)。根系效果指數(shù)為0.31～1.44，4號(hào)最高，與1號(hào)差異不顯著，排序?yàn)?號(hào)>1號(hào)>5號(hào)>3號(hào)>2號(hào)>6號(hào)>9號(hào)>8號(hào)>7號(hào)。最長(zhǎng)根長(zhǎng)在2.43～9.03 cm間，4號(hào)最高，與1號(hào)差異不顯著，排序?yàn)?號(hào)>1號(hào)>3號(hào)>6號(hào)>5號(hào)>2號(hào)>9號(hào)>8號(hào)>7號(hào)。

根據(jù)生根性狀方差分析得知，正交試驗(yàn)的9個(gè)處理對(duì)生根性狀的5個(gè)指標(biāo)均有顯著差異。由上述分析綜合可知：在朱砂丹桂的夏季嫩枝扦插中，4號(hào)處理（100 mg/L ABT、珍珠巖+蛭石）的幾個(gè)指標(biāo)均比其他8個(gè)處理高，愈傷組織形成率達(dá)到71.67%、插穗存活率達(dá)到68.33%、生根率達(dá)到6500%、根系效果指數(shù)為1.44、最長(zhǎng)根長(zhǎng)為9.03 cm。而7號(hào)處理（100 mg/L NAA、珍珠巖+蛭石+泥炭土）的生根指標(biāo)相對(duì)較低，愈傷組織形成率僅為11.67%、插穗存活率為667%、生根率為10.00%、根系效果指數(shù)為0.31、最長(zhǎng)根長(zhǎng)為2.43 cm。

2.3 插條皮部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)變化及POD活性變化

2.3.1 插條皮部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的變化

2.3.1.1 可溶性糖含量的變化 糖類(lèi)物質(zhì)是植物體內(nèi)主要的營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)藏和運(yùn)輸形式，有研究表明，插穗生根與插穗內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有關(guān)，可溶性糖是插穗生根和生存所必需的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[8]。圖1表明，朱砂丹桂插穗內(nèi)可溶性糖含量的變化趨勢(shì)是上升—下降—上升—下降，有較大波動(dòng)。綜合生根過(guò)程觀(guān)察分析，250 mg/L ABT生根粉處理過(guò)的插穗，初期由于淀粉類(lèi)物質(zhì)生物降解，含糖量有輕微上升，16～30 d內(nèi)，愈傷組織形成需要消耗營(yíng)養(yǎng)，造成插穗內(nèi)可溶性糖含量下降。扦插 30 d 后，可溶性糖含量達(dá)到最低，此后愈傷組織形成而使淀粉酶活性增強(qiáng)，促進(jìn)淀粉水解，可溶性糖含量開(kāi)始升高。57 d后可溶性糖含量下降，此時(shí)是不定根伸長(zhǎng)期，可溶性糖大量消耗。此外，處理與對(duì)照差別不大，可見(jiàn)250 mg/L ABT生根粉對(duì)插穗內(nèi)部可溶性糖變化影響不大，這與前人研究結(jié)果不同，可能是由于試驗(yàn)材料的差異所致。

2.3.1.2 淀粉含量的變化 淀粉是插穗中主要的儲(chǔ)藏物質(zhì)，淀粉通過(guò)水解轉(zhuǎn)化為糖類(lèi)從而供給生根所需的能量，插條內(nèi)淀粉含量越高，說(shuō)明轉(zhuǎn)化成可溶性糖就越低[9]。由圖2可見(jiàn)，扦插過(guò)程中插穗皮部淀粉含量的變化趨勢(shì)基本是下降—上升。0～30 d，處理插條皮部淀粉含量持續(xù)下降，對(duì)照則呈現(xiàn)先降后輕微上升的趨勢(shì)。處理插穗皮部淀粉含量在30 d時(shí)達(dá)到最低，可能是由于愈傷組織形成后，促使淀粉酶活力增強(qiáng)，部分淀粉被分解提供能量。之后含量上升，說(shuō)明伴隨著插穗不定根的形成，不定根開(kāi)始吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，淀粉得到積累。初步推斷，250 mg/L ABT生根粉能促進(jìn)淀粉轉(zhuǎn)化為可溶性糖的速度。

2.3.1.3 可溶性蛋白含量的變化 蛋白質(zhì)在生物體內(nèi)參與構(gòu)成細(xì)胞、調(diào)節(jié)代謝等多種作用，因此測(cè)定可溶性蛋白含量變化也可反映出扦插生根過(guò)程中的復(fù)雜變化[10]。由圖3知，可溶性蛋白是下降—上升—下降的趨勢(shì)。ABT生根粉處理的插穗，初始的0～42 d內(nèi)，可溶性蛋白含量下降，蛋白質(zhì)分解，為愈傷組織的形成提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。在42～57 d內(nèi)，不定根誘導(dǎo)形成，儲(chǔ)存了充足的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，致使可溶性蛋白含量上升。雖然對(duì)照的變化趨勢(shì)與處理的差不多，但是對(duì)照較處理更為和緩。這說(shuō)明，250 mg/L ABT生根粉刺激了插條，可能加快了可溶性蛋白運(yùn)作的速度，從而促進(jìn)生根。

2.3.1.4 總氮含量的變化 氮元素也是植物生長(zhǎng)的重要元素，與植物根部生長(zhǎng)有著密切的關(guān)系[11]。由圖4可知，總氮含量呈現(xiàn)下降—上升—下降—上升的趨勢(shì)。在42 d不定根形成期，總氮含量達(dá)到最低值，可能是低氮的環(huán)境更有利于不定根的長(zhǎng)出。在愈傷組織形成前期、不定根形成期，處理總氮的含量比對(duì)照高，初步推斷250 mg/L ABT生根粉可能會(huì)加速總氮含量的生成。

2.3.1.5 碳氮比的變化 碳、氮營(yíng)養(yǎng)是插穗生根前維持生命和生根所不可缺少的重要能源[12]。插穗生根與碳水化合物和含氮化合物的比率有關(guān)[13]。由圖5可知：碳氮比值呈現(xiàn)下降—上升趨勢(shì)，在愈傷組織和根原基的發(fā)育階段，碳氮比值的下降，可能促進(jìn)了根原基發(fā)端和發(fā)育，而在不定根伸長(zhǎng)期碳氮比又開(kāi)始上升。這說(shuō)明朱砂丹桂不定根的形成產(chǎn)生需要較低的C/N，直到不定根伸長(zhǎng)期才需要較高的C/N。

2.3.2 插條皮部?jī)?nèi)POD酶的活性變化

過(guò)氧化物酶（POD）是植物體內(nèi)酶促保護(hù)系統(tǒng)（即保護(hù)酶系統(tǒng)）的重要組成成分，能消除植物體內(nèi)的內(nèi)源IAA，促使誘導(dǎo)根原基[14]。POD活性與愈傷組織形成能力，以及與插穗不定根的誘導(dǎo)均有密切的關(guān)系[14]。圖6顯示了朱砂丹桂嫩枝扦插過(guò)程中插穗POD活性的變化，變化趨勢(shì)為上升—下降—上升—下降。POD活性在愈傷組織的形成期和不定根伸長(zhǎng)期均出現(xiàn)高峰，說(shuō)明高活性的POD有助于消除體內(nèi)的過(guò)氧化氫、酚類(lèi)物質(zhì)以及多余的IAA，從而有利于根原基的誘導(dǎo)。對(duì)照中POD活性與處理的變化趨勢(shì)基本相同，但處理的插穗中POD活性比對(duì)照的高，且兩者之間POD活性差異較大，相關(guān)分析表明，生根率與POD活性呈正相關(guān)，說(shuō)明250 mg/L ABT生根粉能提高POD活性，從而提高生根率。

3 結(jié)論與討論

3.1 朱砂丹桂生根類(lèi)型與最優(yōu)組合

本試驗(yàn)表明，朱砂丹桂扦插生根屬于皮部生根型。激素的種類(lèi)與濃度、基質(zhì)種類(lèi)對(duì)插穗的生根有顯著的影響。100 mg/L ABT生根粉+珍珠巖+蛭石的組合處理效果最佳；而100 mg/L NAA+珍珠巖+蛭石+泥炭土組合處理效果最差。

3.2 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與生根的關(guān)系

插穗生根的過(guò)程是在很大程度上受碳水化合物充足供應(yīng)所控制的過(guò)程。本研究中，250 mg/L ABT生根粉處理的插條中，其可溶性糖含量與淀粉含量在不定根生出之前變化趨勢(shì)呈負(fù)相關(guān)，這證明其生根之前，淀粉水解轉(zhuǎn)化為糖類(lèi)，供給生根所需的能量，而生根后，根能吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累淀粉，淀粉含量呈上升趨勢(shì)，可溶性糖也呈短暫上升。這與杜仲[8]、金露梅[16]的扦插生根過(guò)程中的變化基本一致。可溶性蛋白在不定根形成之前不斷下降，說(shuō)明蛋白質(zhì)分解為愈傷組織的形成提供構(gòu)成營(yíng)養(yǎng)，與凹葉厚樸[17]扦插生根過(guò)程中蛋白質(zhì)的變化曲線(xiàn)一致?？偟翟诓欢ǜ纬善诓粩嘞陆担f(shuō)明低氮更利于生根。不定根的形成產(chǎn)生需要較低的 C/N，直到側(cè)根生長(zhǎng)期才需要較高的C/N，這與落羽杉[18]扦插生根過(guò)程中C/N的變化基本一致。但與前人對(duì)許多其他植物在這方面的研究結(jié)果不盡相同，因此筆者認(rèn)為，高C/N能促進(jìn)生根這一理論不一定適合所有植物。POD活性在根原基誘導(dǎo)期及側(cè)根伸出期分別出現(xiàn)高峰，說(shuō)明生根率與POD活性呈正相關(guān)，這與前人對(duì)歐榛[19]、馬尾松[20]的扦插研究結(jié)果一致。

3.3 ABT生根粉對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)變化的影響

雖然ABT生根粉對(duì)插穗內(nèi)部可溶性糖的變化影響不大，但可溶性蛋白、淀粉、總氮、C/N的含量以及POD活性與對(duì)照組相比均發(fā)生了明顯的變化：促進(jìn)可溶性蛋白運(yùn)作的速度，促進(jìn)淀粉轉(zhuǎn)化為可溶性糖的速度，加速總氮含量的生成，降低了C/N。此外，還提高了其POD的活性，尤其是在愈傷組織形成期及不定根原基誘導(dǎo)的關(guān)鍵期。有研究證明，這些物質(zhì)含量的動(dòng)態(tài)變化與插穗生根相關(guān)，說(shuō)明生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑是通過(guò)調(diào)節(jié)插穗內(nèi)代謝物質(zhì)的含量來(lái)促進(jìn)插穗生根[21]。

本試驗(yàn)中朱砂丹桂嫩枝扦插的生根率還不是很高，本研究只是對(duì)影響扦插成活率的最佳組合以及相關(guān)因素進(jìn)行了初步試驗(yàn)，要找到朱砂丹桂扦插的最佳時(shí)期和配方、高效的育苗途徑還有待深入研究。

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