綠寶石木瓜扦插生根關(guān)聯(lián)酶活性的研究

劉萍萍 ，孫志成，趙亞楠 ，吳 萍 ，王 川

（1.蒙陰縣國有林場總場，山東 臨沂 276200；2.山東鴻林工程技術(shù)有限公司；3.山東泉林嘉有現(xiàn)代農(nóng)業(yè)股份有限公司；4.蒙陰縣垛莊鎮(zhèn)垛莊林業(yè)站；5.山東省梁山縣館驛鎮(zhèn)人民政府林業(yè)站）

木瓜屬薔薇科木瓜屬植物，為重要觀賞樹種和果樹[1］，木材堅硬可作床柱用[2］。扦插是一種常用的營養(yǎng)繁殖方法，不僅能大量繁殖，快速成型、開花，而且大大縮短育苗時間。由于木瓜插條較難生根[3］，因此，研究木瓜扦插對良種木瓜的推廣和發(fā)展，都具有重要的理論價值和實踐意義。

許多研究表明，過氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）、吲哚乙酸氧化酶（IAAO）活性與不定根的發(fā)生和發(fā)展有密切的關(guān)系，因此，研究木瓜扦插生根過程中相關(guān)生根關(guān)聯(lián)酶的活性變化規(guī)律，有助于良種木瓜扦插繁殖的推廣應(yīng)用提供技術(shù)指導(dǎo)和理論依據(jù)。

已有研究表明，木瓜為難生根樹種，本研究以木瓜屬優(yōu)良觀賞品種綠寶石為研究對象，研究木瓜扦插生根過程中生根關(guān)聯(lián)酶多酚氧化酶 （PPO）、吲哚乙酸氧化酶（IAAO）、過氧化物酶（POD）活性的動態(tài)變化過程。

1 材料和方法

1.1 試驗材料及其制備

試驗材料采自蒙陰縣木瓜研究所木瓜基地的1a生木瓜實生苗干，2015年11月木瓜休眠后選取植株上無病蟲害的當(dāng)年生枝條，進行沙藏，沙藏濕度以60%為宜。

2016年3 月，剪取插穗長度12～15cm，在芽上1 cm剪成平口，下切口剪成馬耳形，保持切口平滑，每50根困成一捆，將插穗在0.1%高錳酸鉀溶液中消毒0.5 h，用濃度為500 mg/L的IBA溶液中浸泡插穗基部30min，選用珍珠巖＋泥炭作為基質(zhì)[4］（選用2008曹玉翠木瓜扦插最佳實驗組合）。

1.2 試驗設(shè)計

取400個插穗分成兩組，其中一組采用500mg/L的IBA浸泡30min后進行扦插，清水處理作為對照。扦插后每7天采樣一次，每個處理隨機選取10株，剪取插穗基部2cm范圍內(nèi)的表皮，剪碎后混勻，用于測量生理指標(biāo)，試驗設(shè)置3次重復(fù)。

1.3 基質(zhì)處理及管理

扦插前7天噴灑0.5%的高錳酸鉀溶液消毒，用黑色塑料薄膜覆蓋5天后揭開薄膜，待藥劑揮發(fā)至盡后扦插。扦插棚為智能控溫控濕大棚，溫度控制在20～30℃，濕度控制在70%～85%，每隔45分鐘噴霧90s，每周噴一次800倍的多菌靈溶液。

1.4 生理指標(biāo)測定

POD活性的測定采用愈創(chuàng)木酚比色法（張志良和瞿偉菁，2009），PPO活性的測定采用曹幫華（2005）的方法，IAAO活性的測定采用二氯酚比色法（張志良和瞿偉菁，2009）。

1.5 數(shù)據(jù)處理

利用Microsoft Excel 2016對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析和統(tǒng)計軟件SAS 9.2軟件進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 IBA處理對扦插生根成活率和根系生長的影響

由表1可知，處理組生根率為68.2%，對照組生根率為15.8%，生根率提高52.4%。扦插14天左右后發(fā)現(xiàn)，處理組出現(xiàn)愈傷組織，而對照組出現(xiàn)于扦插后21天左右；處理組在35天左右，對照組出現(xiàn)于42天左右。說明經(jīng)過IBA處理后，木瓜生根率顯著提高，愈傷組織與不定根出現(xiàn)時期提前。

表1 IBA處理對扦插生根成活率的影響

2.2 IBA對木瓜扦插生根過程中相關(guān)酶活性的變化

2.2.1 IAAO活性的變化

由圖1及表2可見，與對照組相比IBA處理組保持較低值，且IAAO活性變化趨勢相對簡單，呈現(xiàn)先升高后緩慢下降，之后出現(xiàn)緩慢上升的趨勢；對照組呈現(xiàn)先升高后緩慢下降的趨勢。較低的IAAO活性有利于不定根的形成，以促進不定根的生長，這與Wiesmann（1988）等研究一致，當(dāng)外源IBA進入植物組織后,會及時轉(zhuǎn)化為IAA，IAA一個重要的生理功能就是促進不定根的形成，IAA含量的變化對木瓜扦插生根過程中不定根的發(fā)生有一定的影響，IAAO活性則呈下降趨勢。插穗不定根大量形成以后，IAAO活性開始緩慢上升,IAA酶活性減弱。

表2 扦插生根過程中IAAO活性變化（單位U/mg）

2.2.2 POD活性的變化

表4 扦插生根過程中PPO活性的變化 單位U/mg

由圖2和表3可以看出，處理組的木瓜插穗中，POD活性的變化趨勢與對照組基本一致，但活性顯著的提高，并在愈傷組織形成時期（21d）和不定根發(fā)生時期（35d）出現(xiàn)較高和最高峰，且峰值出現(xiàn)明顯提前。整體變化趨勢是，先緩慢上升，后下降，又急劇上升，再下降趨勢。POD對扦插生根的影響較為復(fù)雜，已有研究表明：POD活性在植物其扦插過程中會出現(xiàn)兩個峰值（Gebhardt，1982）,Syros等（2004）認為高活性的POD在一定程度上有利于扦插生根。

2.2.3 PPO活性的變化

由圖3可知，IBA處理組的PPO活性在0～14天下降，14～35天急劇上升達到最高值后下降；對照組變化趨勢基本一致，呈現(xiàn)出先下降后上升再下降的趨勢，但處理組峰值出現(xiàn)顯著提前，該變化趨勢Gyana(2006)的研究結(jié)果一致。在木瓜插穗生根過程中，PPO能夠催化酚類物質(zhì)與IAA反應(yīng)形成一種目前被普遍認為是生根輔助因子的物質(zhì) “IAA—酚酸復(fù)合物”(Haissig,1974；Bassuketal,1981)。 因此認為PPO活性的升高促進插穗不定根的大量發(fā)生，即PPO通過催化這種復(fù)合物的形成而影響根的發(fā)生。在插穗生根伸長期，細胞數(shù)量增多、不定根伸長可能會導(dǎo)致PPO活性下降，并且PPO參與了細胞壁的合成(Satoetal,1993)。在木瓜扦插初期，對照組和IBA處理組的PPO活性差異不顯著。生根時期，IBA處理組PPO活性顯著高于對照組。研究表明，PPO降低抑制生根輔助因子的產(chǎn)生，對于不定根的產(chǎn)生有不利影響(黃卓烈等,2002；曹幫華等,2008)。

表3 扦插生根過程中POD活性的變化 單位U/mg

3 結(jié)論與討論

木瓜硬枝插穗經(jīng)過IBA處理在扦插育苗過程中對植物的愈傷組織形成、不定根的發(fā)生以及縮短生根時間具有促進作用。在木瓜扦插的過程中，經(jīng)IBA處理的插穗，POD活性與PPO的活性在不定根的發(fā)生時期顯著提高；IBA處理的插穗內(nèi)的IAAO的活性在扦插過程中保持較低水平。大量研究表明，在不定根形成時期，POD活性的提高是不定根形成的標(biāo)志，生長素是對多種植物的愈傷組織的發(fā)生和不定根的形成具有關(guān)鍵性作用，但生長素并不是唯一的影響因素。也有研究認為IBA處理能夠影響酶的活性及內(nèi)源激素的成分，從而促進愈傷組織與生根基因的表達，形成不定根。

研究發(fā)現(xiàn)，在扦插過程中，要嚴(yán)格控制溫度、濕度等條件，否則影響不定根的形成，對試驗造成影響，在木瓜扦插過程中，各種酶得活性表現(xiàn)不一，存在差異，但表現(xiàn)出一定的變化規(guī)律，表明這些酶在植物扦插生根過程中不能單獨存在和起作用，而是由各種酶之間的相互協(xié)調(diào)作用，共同影響植物不定根的產(chǎn)生與生長。

通過對綠寶石根系生長及酶活性的測定經(jīng)過分析可知，500mg/L IBA浸泡插穗基部可以促進插穗不定根的形成，能夠有效提高木瓜扦插生根率，但也有研究表明，不同濃度激素處理對植物影響不同，激素濃度過高或者過低都對插穗生根有一定的抑制作用。激素處理對于植物插穗扦插生根的最佳作用機制還有待作進一步研究，尋求最佳的技術(shù)條件，以促進該技術(shù)在林業(yè)領(lǐng)域更廣泛的應(yīng)用。

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