ABT生根粉處理對水稻高節(jié)位莖段扦插繁殖的影響

王燦燦 湯丹峰 孔祥軍 邱愛華 周瑞陽

摘 要 以2個常規(guī)水稻品系為材料，分別用100 mg/L ABT1、ABT2和ABT6浸泡高節(jié)位莖段1 h后，進(jìn)行水培試驗(yàn)。結(jié)果表明：（1）ABT生根粉處理后，根鮮重、總根長、根表面積、根體積、根平均直徑、根鮮重均比對照顯著增加，說明生根粉處理后促進(jìn)了根系生長；（2）對照組的根系活力在抽穗后急劇下降，而處理組的根系活力在生長后期下降較慢，說明生根粉處理有提高根系活力的作用；（3）處理組根系中的可溶性蛋白含量顯著高于對照組，與種子繁殖株的根系無顯著差異，說明生根粉處理能提高根系可溶性蛋白的含量，提高根系某些酶的含量。

關(guān)鍵詞 水稻；生根粉；莖段扦插

中圖分類號 S511 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

Abstract 235+2 and 10， two conventional rice were used in this study. Soaking rice high segment one hour with 100 mg/L ABT1， ABT2， ABT6 respectively， a hydroponic experiment was carried out. The results showed that：（1）After ABT processing rice high section， root fresh weight， total root length， root surface area， root volume， root average diameter， root fresh weight increased. ABT can promoted the root growth.（2）Root activity declined sharply in control group after heading period， but decreased slowly in treatment group at the latter growing stage. ABT soaking roots could increase root activity.（3）Root soluble protein content in ABT treatments was Significantly higher than those without ABT treatments， and was no significant difference with the treatments of seed breeding. ABT soaking roots could improve root soluble protein content and the content of the root of certain enzymes.

Key words Rice（Oryza sativa L.）； ABT； Stem cutting

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2016.08.004

在水稻育種中，新發(fā)現(xiàn)的雄性不育株、多倍體/單倍體材料或其它特殊的遺傳研究材料，往往需要盡快采用無性繁殖方法擴(kuò)大群體。水稻無性繁殖一般采用稻蔸分株繁殖方法。方法簡單，易于掌握，但繁殖系數(shù)較低，且有的材料再生率極低，甚至不能再生。為了提高水稻無性繁殖系數(shù)，近年來，一些學(xué)者進(jìn)行了水稻帶節(jié)莖段扦插繁殖技術(shù)研究。王杰[1]鑒定了38個水稻品種（系）的稻蔸繁殖力，發(fā)現(xiàn)只有6個材料的再生率超過50%。趙洪濤等[2]對水稻雄性不育系扦插繁殖與種子繁殖主要性狀的比較研究結(jié)果表明，與種子繁殖相比，扦插繁殖的水稻生育大幅提前，株高降低，有效穗顯著增多，但其穗長與每穗粒數(shù)都較低，群體整齊度較差。光溫敏感核不育系扦插繁殖植株的上述性狀表現(xiàn)與細(xì)胞質(zhì)雄性不育系相比相對較優(yōu)。周長海[3]以“揚(yáng)6早”為材料進(jìn)行扦插繁殖時發(fā)現(xiàn)，扦插繁殖可以大大縮短水稻的生育期，但高位莖段扦插繁殖的成活率較低。因此，如何提高水稻高位莖段扦插繁殖的成活率是一個值得研究的重要問題。

前人對水稻再生稻留樁高度與再生力的關(guān)系進(jìn)行了大量研究。秦鵬[4]研究發(fā)現(xiàn)，在離體情況下，高節(jié)位對母體依賴性較大，低節(jié)位則對母體依賴性較小，因此，低節(jié)位相比于高節(jié)位，其再生力更強(qiáng)。黃新杰[5]對不同節(jié)位腋芽在離體條件下再生特性的研究結(jié)果表明，IAA含量一直表現(xiàn)高位芽大于低位芽趨勢；GA3含量扦插后7～12 d低位芽較高，扦插后17～22 d高位芽較高；CTK含量扦插后7 d高位芽較高，扦插后12～22 d低位芽較高。說明采用植物生長調(diào)節(jié)劑可能有助于提高水稻高位莖節(jié)的扦插成活率。

ABT生根粉可以有效促進(jìn)扦插生根，在苗木扦插繁殖中應(yīng)用廣泛。但不同型號的生根粉適合不同的植物。本研究以2個常規(guī)水稻品系為材料，試驗(yàn)3種生根粉不同溶液處理的效果，以期為提高水稻高莖節(jié)莖段扦插繁殖存活率提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為：235+2和10號，均為周瑞陽選育的常規(guī)稻品系。生根粉為：ABT1、ABT2和ABT6，均為杭州木木生物科技有限公司生產(chǎn)。

1.2 方法

1.2.1 材料處理 材料于2014年3月8日播種，早稻收獲后，剪取約10 cm帶1個健壯萌發(fā)腋芽的高節(jié)位莖段（劍葉節(jié)以下，基部密集節(jié)以上節(jié)位）和同樣的低節(jié)位莖段（基部密集節(jié)位）用ABT1，ABT2和ABT6（生根能力ABT1>ABT2>ABT6）莖段浸泡處理1 h。同時，以水處理的高節(jié)位莖段，低節(jié)位莖段和種子繁殖的苗為對照（表1）。然后，移栽到帶有水稻營養(yǎng)液（采用國際水稻所常規(guī)水稻培養(yǎng)液配方，并在國際水稻營養(yǎng)液配方上進(jìn)行了一些改動以便進(jìn)行水稻盆栽試驗(yàn)）的盆中，每盆6穴，每穴3苗，共水培80 d；每20 d取樣1次，共取樣4次，測取根系形態(tài)及生理生化指標(biāo)。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 處理中的高節(jié)位劍葉節(jié)以下，基部密集節(jié)以上節(jié)位，低節(jié)位指基部密集節(jié)位。試驗(yàn)處理見表1。

1.2.3 形態(tài)指標(biāo)測定 在水培20、40、60、80 d后分別進(jìn)行取樣，每處理隨機(jī)取樣3株，重復(fù)3次。采用Founder方正AnyScanZ2400根系掃描儀對各處理根系進(jìn)行掃描，然后對掃描圖像進(jìn)行分析，獲取總根長、根表面積、根體積、根平均半徑等根系數(shù)據(jù)。用托盤天平測量根鮮重。

1.2.4 根系活力及可溶性蛋白含量測定 根系活力的測定參照TTC法[6]，可溶性蛋白含量測定參照考馬斯亮藍(lán)法[7]。在水培20、40、60、80 d后，每處理隨機(jī)取樣5株，重復(fù)3次。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理 采用Excel 2007軟件進(jìn)行常規(guī)數(shù)據(jù)處理、SPSS 18.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對總根長的影響

從表2可以看出，對于235+2號材料，水稻的總根長在整個水培試驗(yàn)過程中呈現(xiàn)遞增的趨勢。經(jīng)過生根粉處理的總根長顯著高于未經(jīng)生根粉處理的CK1、CK2，在水培后期，顯著性更加明顯；水培前期，經(jīng)過生根粉處理的總根長與種子繁殖水稻的總根長相比無顯著差異，水培后期，則顯著低于種子繁殖的總根長。在水培試驗(yàn)60、80 d時，經(jīng)過ABT1、ABT2、ABT6處理的根系活力顯著高于未經(jīng)生根粉處理的。

對于10號材料，水稻的總根長在整個水培試驗(yàn)過程中呈遞增趨勢，經(jīng)過3種生根粉浸泡的3個處理中，ABT2處理的總根長顯著高于未處理的CK1、CK2，但顯著低于種子繁殖的CK3；3個處理中，ABT2處理的效果最好。

2.2 對根系表面積的影響

從表3可以看出，對于235+2號材料，經(jīng)過生根粉處理的根表面積在整個水培試驗(yàn)過程中顯著高于未經(jīng)生根粉處理的CK1、CK2。水培前期，經(jīng)過生根粉處理的水稻高節(jié)位莖段的根表面積顯著高于CK3，水培后期則顯著低于CK3。ABT1對增加235+2水稻高節(jié)位莖段的根表面積效果最好，優(yōu)于ABT2和ABT6。

對于10號材料，經(jīng)過ABT1和ABT2處理的高節(jié)位莖段的根表面積在整個水培試驗(yàn)過程中顯著高于CK1、CK2，而與種子繁殖的CK3無顯著性差異。ABT6處理的根表面與CK1、CK2無顯著性差異，但顯著低于CK3。ABT1、ABT2兩個處理對增加10號高節(jié)位莖段的根表面積都有著顯著效果，但二者無顯著差異。因此，ABT1和ABT2能顯著提高10號水稻節(jié)桿扦插的根表面積，優(yōu)于ABT6。

2.3 對根系體積的影響

由表4可以看出，對于235+2號材料，經(jīng)過生根粉處理的根體積顯著高于未經(jīng)生根粉處理的CK1、CK2的根體積。水培前期，經(jīng)過生根粉處理的水稻高位節(jié)段根體積顯著高于CK3，水培后期則顯著低于CK3。3種生根粉處理中，ABT1的效果最好。

對于10號材料，經(jīng)過ABT1、ABT2處理的根體積顯著高于未處理的CK1、CK2，與種子繁殖的CK3無顯著性差異。ABT6處理在整個水培試驗(yàn)過程中與未經(jīng)生根粉處理的CK1、CK2差異不顯著，但顯著低于種子繁殖的CK3。而ABT1比ABT2處理效果好。而經(jīng)過ABT6處理的水稻材料在整個水培試驗(yàn)過程中的根體積值最低，但與CK1、CK2無顯著性差異，可見ABT6對10號水稻高節(jié)位莖段扦插材料的根體積無顯著效果。

2.4 對根系平均直徑的影響

從表5可以看出，對于235+2號材料，水培20 d時，各處理之間的根平均直徑無顯著差異；水培40 d后經(jīng)過ABT1、ABT2處理的根平均直徑顯著高于未經(jīng)生根粉處理的CK1、CK2，ABT1、ABT2兩個處理無顯著差異。與種子繁殖的CK3處理相比，在整個水培試驗(yàn)過程中都沒有達(dá)到顯著差異。ABT6處理的根平均直徑在整個水培試驗(yàn)過程中與CK1、CK2差異不顯著，但顯著低于種子繁殖的CK3。因此，ABT1和ABT2對提高235+2號水稻高節(jié)位莖段扦插材料的根平均直徑都有顯著性效果，但二者無顯著性差異。

對于10號材料來說，在整個水培試驗(yàn)過程中，經(jīng)過ABT1、ABT2、ABT6處理的10號高節(jié)位莖段的根平均直徑顯著高于未經(jīng)生根粉處理的CK1、CK2。與種子繁殖的CK3相比，在水培60 d時，ABT1、ABT2處理的根平均直徑顯著低于CK3，而在水培20、40、80 d時并無顯著性差異。ABT1、ABT2、ABT6三個處理的效果差異不顯著，因此，ABT1、ABT2、ABT6均能顯著提高10號水稻節(jié)桿扦插的根平均直徑，但3種生根粉效果無顯著性差異。

2.5 對根系鮮重的影響

從表6可以看出，對于235+2號材料，在整個水培試驗(yàn)過程中，經(jīng)過3種生根粉處理的根鮮重顯著高于未經(jīng)生根粉處理的CK1、CK2。而與種子繁殖的CK3處理相比，在水培前期，ABT1、ABT2處理的根鮮重顯著高于CK3，而ABT6處理的根鮮重與CK3處理差異不顯著；在水培后期，ABT1、ABT2、ABT6處理的根鮮重顯著低于種子繁殖的CK3處理。而3個經(jīng)過生根粉浸泡的處理中又?jǐn)?shù)ABT1處理的效果最好，可見ABT1對于增加235+2號水稻節(jié)桿扦插的根鮮重的效果最好，優(yōu)于ABT2和ABT6。

對于10號材料，在整個水培試驗(yàn)過程中，經(jīng)過ABT1、ABT2處理的根鮮重顯著高于未經(jīng)生根粉處理的CK1、CK2。與種子繁殖的CK3相比，水培前期，ABT1、ABT2處理的根鮮重，與CK3處理差異不顯著，水培后期CK1、CK2處理的根鮮重顯著低于CK3。ABT6處理在整個水培過程中的根鮮重顯著低于CK1、CK2、CK3。ABT1、ABT2處理的效果無顯著差異，因此，ABT1和ABT2對于提高10號水稻材料高位節(jié)段扦插的根鮮重的均有顯著效果，但二者無顯著性差異。

2.6 對根系活力的影響

從表7可以看出，對于235+2號材料，水培20 d后，經(jīng)過生根粉處理的水稻根系活力明顯比未處理的CK1、CK2的根系活力強(qiáng)，在整個水培試驗(yàn)過程中根系活力呈現(xiàn)遞增的趨勢。在水培后期，經(jīng)過生根粉處理的水稻根系活力降低很慢。

對于10號材料，在整個水培試驗(yàn)過程中，ABT1、ABT2處理的水稻根系活力值在整個水培試驗(yàn)過程中呈先增加后減少的趨勢，與對照相比，經(jīng)過ABT1、ABT2處理的根系活力值在生育前期根系活力提高較快，且生育后期下降也較慢，可見生根粉能夠延緩植物根系的衰老。在3種生根粉的處理中，ABT2處理的效果明顯好于ABT1和ABT6，尤其在水培后期，ABT2處理的根系活力值顯著高于對照組。

2.7 對可溶性蛋白的影響

從表8可以看出，對于235+2號水稻材料，經(jīng)過生根粉處理的高節(jié)位莖段根可溶性蛋白在整個水培試驗(yàn)過程中呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢。而對照的根可溶性蛋白在整個試驗(yàn)過程中呈降低趨勢。在水培后期，經(jīng)過生根粉處理的高節(jié)位莖段的根可溶性蛋白降低相對于對照緩慢。ABT1、ABT2、ABT6對于提高235+2號水稻材料高節(jié)位莖段根可溶性蛋白有顯著效果，而3種生根粉中，ABT2的效果又優(yōu)于ABT1和ABT6。

對于10號材料，在整個水培試驗(yàn)過程中，根可溶性蛋白含量總體呈現(xiàn)遞減的趨勢，但經(jīng)過ABT1、ABT2、ABT6三個處理在水培后期根可溶性蛋白含量降低的趨勢比對照組緩慢。3種生根粉中ABT1、ABT2、ABT6在水培前期的效果無顯著性差異，但在水培后期ABT6的效果最好，因此ABT6對提高根系可溶性蛋白的含量效果最好。

3 討論與結(jié)論

根系是水稻的重要器官之一，水稻主要通過根系吸收養(yǎng)分和水分，因此，水稻的根系對水稻的整個生理生長和生殖生長有著密切的聯(lián)系[8-9]。有報道表明，ABT生根粉能夠誘導(dǎo)植物不定根的形成，促進(jìn)植物的生理生產(chǎn)和代謝，提高植物在逆境下的抗逆性，提高林木的種植成活率和林木的生長量，是一種高效、實(shí)用的植物生長調(diào)節(jié)劑[10]。于海波[11]通過不同濃度的生根粉溶液浸種對水稻生長發(fā)育及產(chǎn)量性狀的研究表明，不同濃度的ABT4號生根粉浸種后，水稻幼苗根數(shù)增加，根系增長，莖基增粗，秧苗的鮮重和干重增加；單株分蘗數(shù)多，穗數(shù)多，千粒重高，產(chǎn)量明顯高于對照。陶世蓉等[12]對花生的研究結(jié)果表明，應(yīng)用ABT生根粉明顯提高花生根系活力，增加后期功能葉片的葉綠素含量，使葉片保持較高的光合速率。有研究結(jié)果表明，ABT可以明顯促進(jìn)根系的生長，擴(kuò)大根系和土壤接觸面積，減緩后期根系衰老速度，并且改善根際微生態(tài)環(huán)境[11]。本試驗(yàn)通過3種生根粉處理水稻高節(jié)位莖段后進(jìn)行扦插水培實(shí)驗(yàn)得出，對于235+2號材料，ABT1、ABT2、ABT6對增加235+2號材料的根鮮重、總根長、根表面積、根體積、根平均直徑均有顯著效果，和前人的研究結(jié)果[9]基本一致。3種生根粉中，ABT1對235+2號水稻高節(jié)位莖段扦插材料的根表面積、根體積以及根鮮重效果最好；ABT2對其總根長效果最好；但對于根平均直徑，ABT1和ABT2的效果無顯著性差異，但均優(yōu)于ABT6。另外，ABT1、ABT2對增加10號高節(jié)位莖段扦插材料的根鮮重、根表面積、根體積、根平均直徑均有顯著效果，而ABT1和ABT2無顯著性差異，但均顯著優(yōu)于ABT6。

有研究結(jié)果表明，ABT生根粉可以顯著提高花生的根系活性及活力，具體表現(xiàn)為花生的根系從土壤中吸收礦質(zhì)養(yǎng)分的能力變強(qiáng)，并對花生根系內(nèi)糖類物質(zhì)利用和轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)起到一定作用，這有利于延緩植物細(xì)胞的衰老，提高植物穎果發(fā)育有一定效果[13]。蛋白質(zhì)廣泛存在植物體內(nèi)，植物體內(nèi)大部分酶是由蛋白質(zhì)構(gòu)成，蛋白質(zhì)含量是氮素代謝的重要生理指標(biāo)，其含量的高低可間接反映植物體內(nèi)各種代謝活動的強(qiáng)弱。尹丹丹等[14]通過GGR6號生根粉對石蒜子球發(fā)育影響的研究結(jié)果表明，相對較高濃度（50～75 mg/L）的GGR6號可使石蒜鱗莖可溶性糖升高，50 mg/L的GGR6號可使可溶性蛋白質(zhì)含量升高且還原糖含量降低。本試驗(yàn)研究得出，對于235+2號材料，其根系活力在整個水培過程中根系活力均呈先增加后降低的趨勢，在水培后期，經(jīng)過生根粉處理的水稻根系活力降低速率相對較慢，與前人的研究結(jié)果[15]一致。其原因可能是ABT能明顯促進(jìn)根系生長，減緩后期根系衰老速度。相對于10號材料，ABT2對其根系活力效果最好，優(yōu)于ABT1、ABT6；根可溶性蛋白含量在整個水培試驗(yàn)過程中呈先升高后逐漸降低的趨勢，ABT1、ABT2、ABT6處理后，根可溶性蛋白降低速度相對于未經(jīng)處理的CK1和CK2較緩慢，說明水培后期，經(jīng)過生根粉浸泡的材料根系代謝較未經(jīng)生根粉浸泡的強(qiáng)，根系衰老也相對較慢，進(jìn)一步說明生根粉有延緩根系衰老、增加根系活性的作用，3種生根粉中，ABT6對10號材料效果最好。

參考文獻(xiàn)

[1] 王 杰. 稻蔸繁殖力的鑒定與不同無性繁殖世代抗寒性的生理基礎(chǔ)研究[D]. 廣西大學(xué)， 2010.

[2] 趙洪濤， 黃其椿， 周瑞陽.水稻雄性不育系扦插繁殖與種子繁殖主要性狀比較[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報， 2012， 43（5）： 583-586.

[3] 周長海. 揚(yáng)稻6號早熟突變體 “揚(yáng)6早” 的特征特性鑒定與應(yīng)用前景分析[D]. 廣西大學(xué)， 2013.

[4] 秦 鵬. 不同節(jié)位再生稻再生特性研究[D]. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2006.

[5] 黃新杰. 再生稻根芽萌發(fā)對母體營養(yǎng)與激素的響應(yīng)[D]. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2012.

[6] 齊曼·尤努斯， 木合塔爾·扎熱， 塔衣爾·艾合買提. 干旱脅迫下尖果沙棗幼苗的根系活力和光合特性[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報， 2011， 22（7）： 1 789-1 795.

[7] 李佐同， 靳學(xué)慧， 張亞玲， 等. 水稻幼苗可溶性糖及可溶性蛋白含量與抗瘟性的關(guān)系[J]. 北方水稻， 2009， 39（4）： 6-9.

[8] Fitter A H. Characteristics and function of root systems. Waisel Y， Eshel A， Kaflcafi U， eds. Plant Roots， the Hidden Half， Marcel Dekker， 2002： 15-32.

[9] Inukai Y， Ashikari M， Kitamo H. Function of the root system and molecular mechanism of crown root formation in rice. Plant and Cell Physiology， 2004， 45（suppl）： 17.

[10] 李天智. 古浪縣騰格里沙漠治理模式及成效[J]. 農(nóng)業(yè)科技與信息， 2009（2）： 8-10.

[11] 于海波. 不同濃度生根粉溶液浸種對水稻生長發(fā)育和產(chǎn)量性狀的影響[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2007， 35（19）： 5 796-5 797.

[12] 陶世蓉， 韓廣清， 王福青. ABT生根粉對花生根系活力及葉片光合性能的影響[J]. 中國油料作物學(xué)報， 2006， 22（2）： 45-47.

[13] 李志洪， 王淑華， 高強(qiáng)等. Zn和ABT對玉米根系生長及根際磷酸酶活性和pH的影響[J]. 2004， 10（2）： 156-160.

[14] 尹丹丹， 薛澤云， 徐迎春， 等. GGR6號生根粉對石蒜子球發(fā)育的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2012， 40（11）： 1 194-196.

[15] 王銘倫， 張華德， 秦月秋等. ABT生根粉對花生根系生理功能的影響[J]. 萊陽農(nóng)學(xué)院學(xué)報， 1994， 11（3）： 178-180.