甘草扦插生根期內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的變化特征

王宏霞 蔡子平 王國祥 張立軍 彭云霞

摘要：為了探討甘草扦插繁殖過程中營養(yǎng)物質(zhì)含量的變化，對插穗生根過程中葉片及莖中的可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白質(zhì)及總氮含量進行測定。結(jié)果表明：插穗葉片及莖中的可溶性糖均呈現(xiàn)先下降后上升，后期又有輕微下降的趨勢。淀粉含量均表現(xiàn)出先下降后上升的趨勢。葉片中的可溶性蛋白質(zhì)含量先下降后上升，而莖中則呈現(xiàn)先下降后上升，后期又下降的趨勢。總氮含量均呈先下降后趨于穩(wěn)定。糖/氮及C/N均呈現(xiàn)下降-上升-下降的趨勢。說明甘草插穗不定根的發(fā)生與插穗體內(nèi)的營養(yǎng)水平有密切關(guān)系，且營養(yǎng)物質(zhì)對甘草的扦插生根過程起著重要調(diào)控作用。

關(guān)鍵詞：甘草;扦插;生根期;營養(yǎng)物質(zhì)

中圖分類號：S567.7? ? ? 文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1001-1463（2019）11-0046-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2019.11.011

Introduction of 18 Oil Sunflower Cultivars in Anding District and Correlation between Main Agronomic Characters and Yield

ZHANG Junjie，XI Xudong

（Dingxi seed Management Station， Dingxi Gansu 743000， China）

Abstract：BF999， the main cultivar of local oilsunflower， was used as the control. The adaptability， high yield and the correlation between main agronomic characters and yield of 18 oil sunflower cultivars in Dingxi Anding district of Dingxi City were studied. The results showed that the the growth period of testing cultivars from 113 to 123 days，， difference is not big， in the local can fully mature;All cultivars are medium or high of plant height，? medium type disc diameter， stem diameter， leaf number， hundred grain weight and disc seeds weight are medium type. The average yield of Syn0011， Syn0002 and Syn0004 was outstanding， which was 24.6%， 22.01% and 15.23% higher than that of CK BF999， respectively. They were suitable for planting in the drought and cold regions of Dingxi. In addition， from the correlation analysis between the six main agronomic traits and yield， we can see that the grain weight and stem diameter per disc are significantly positively correlated with yield， and the disk diameter is significantly positively correlated with yield， indicating that the heavier the grain weight per disc， the thicker the stem diameter， the bigger the disk diameter， the higher the yield. Single disc grain weight， stem diameter and disc diameter can be used as field investigation indexes for high yield breeding of oil sunflower. In the selection of high-yielding cultivars， attention should be paid to the selection of single disc grain weight， stem diameter and disc diameter.

Key words：Drought and cold regions;Oil sunflower;Yield;Agronomic characters

藥用甘草一般為豆科甘草屬（Glycyrrhiza? uralensis Fisch）植物的干燥根及根莖，具有補脾益氣、清熱解毒、祛痰止咳、緩急止痛、調(diào)和諸藥的功效[1 ]。在近年來，甘草不僅作為藥材，也作為食物及煙草的添加品，在市場上的需求量急速增加[2 - 4 ]。目前，甘草種苗生產(chǎn)主要依靠種子繁殖，一般需要4～5 a才能開花結(jié)實，繁殖周期長[5 ]。通過扦插繁殖技術(shù)可以大大縮短甘草的繁殖周期。在其他植物上的試驗表明，插穗不定根形成需要消耗大量的營養(yǎng)物質(zhì)，扦插生根與插穗內(nèi)的營養(yǎng)狀況息息相關(guān)[6 ]。甘草在扦插繁殖過程中體內(nèi)營養(yǎng)的變化特征鮮有報道。本文對甘草在扦插生根過程中的營養(yǎng)物質(zhì)即可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白質(zhì)以及全氮的變化過程進行研究，旨在探明甘草的扦插繁殖機制，為加快甘草優(yōu)良品種的選育及推廣提供理論支持。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗材料

試驗材料為來自甘肅省酒泉巨龍公司農(nóng)場栽培的二年生甘草苗。

1.2? ?試驗區(qū)概況

試驗在甘肅省農(nóng)業(yè)科學院中藥材研究所試驗地進行。試驗區(qū)海拔 1 550 m，經(jīng)度103° 34′ E，緯度36° 5′ N，年平均氣溫8.9 ℃，年平均降水量349.9 mm。

1.3? ?試驗方法

選擇三年生甘草盛花期（6月22日）的枝條扦插。剪取插穗6～8 cm，每插穗具2～3節(jié)，剪口靠近節(jié)下方，切口呈45° 斜切面，保留最上部2 片完整葉。扦插前將剪好的插條以下切口為齊整理捆好，放入事先配好的生根液中浸泡30 min，撈出晾干后扦插。以清水浸泡作為對照。每處理60個插穗，3次重復(fù)。

插床底部覆蓋地布，上層鋪25 cm 草炭、蛭石以及田園土混合而成的基質(zhì)，并用75%甲基托布津可濕性粉劑500倍液噴灑消毒。將插條插入，適當壓緊，淋透清水。扦插可搭小拱棚保濕保溫，保持濕度60%～70%，溫度20～27 ℃。適時通風，保持葉片不出現(xiàn)萎蔫，以利生根。

扦插之日起，每小區(qū)每5 d隨機取樣5株，至扦插后25 d止，即分別在扦插后0 d、5 d、10 d、15 d、20 d、25 d各取樣1次，共取樣6次。調(diào)查插穗的生根情況，并記錄平均根長（cm）、根數(shù)、根粗（mm）以及生根率（%）。分別取插穗樣品的葉片和莖段（基部向上5 cm），殺青后烘干粉碎，測定可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)、淀粉和總氮含量。可溶性糖和淀粉含量均采用蒽酮比色法測定[7 ]，可溶性蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍G-250染色法測定，總氮量用FOSS公司產(chǎn)自動凱氏定氮儀測定[8 ]。計算可溶性糖和總氮量的比值（糖/氮），及可溶性糖和淀粉含量的總和與總氮量的比值 （C/N）。

采用 Excel 2007 及 SPSS 16.0軟件對所得數(shù)據(jù)進行相關(guān)分析。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?生根情況

觀察統(tǒng)計結(jié)果表明，甘草扦插后12.3 d插穗開始生根，最長根長為（5.33±1.37） cm左右，最終生根率為77.23%±1.52%。外部形態(tài)觀察發(fā)現(xiàn)，扦插后5 d左右時在切口部位出現(xiàn)愈傷組織，12 d左右時有不定根長出。同時，沒入基質(zhì)的插穗皮部也有不定根長出。此后，一直到取樣結(jié)束，即扦插后25 d，不定根最長到5.70 cm，同時地上部位有新枝葉抽出。

2.2? ?葉片和莖可溶性糖含量的變化

從圖1可以看出，扦插后，插穗葉片和莖中可溶性糖的含量隨生根進程而變化。葉片中的可溶性糖含量均明顯高于莖。在扦插后0～10 d內(nèi)，莖和葉片中的可溶性糖均呈下降的趨勢，此期為愈傷組織誘導(dǎo)形成期，二者的可溶性糖含量基本均呈下降趨勢，這可能與愈傷組織的形成需要消耗養(yǎng)分和能量有關(guān)。在扦插后第10 天，莖和葉片中的可溶性糖呈現(xiàn)最低值，而第12天正好是插穗不定根的形成時期。到20 d，可溶性糖開始回升，這可能是隨著根的形成，新枝葉抽出，插穗逐漸恢復(fù)了其光合作用的能力，同化產(chǎn)物得以積累和運輸，使得插穗葉以及莖的可溶性糖開始上升。在扦插20 d后，二者的可溶性糖有輕微的下降，且插穗葉片較莖下降明顯。

2.3? ?插穗葉片和莖中淀粉含量的變化

從圖2可以看出，扦插后，插穗葉片和莖中淀粉的含量隨生根進程而發(fā)生變化，插穗葉片和莖中淀粉的含量均表現(xiàn)出先下降后上升的趨勢。插穗葉片中的淀粉含量在0～10 d時逐漸降低，在10 d左右時處于最低值，這與插穗葉片中的可溶性糖的含量的變化趨勢相似，這一時期正好是插穗不定根的形成時期，其變化原因與之相同。在10 d以后，插穗葉片中的淀粉含量處于平緩上升的趨勢，但上升幅度不大。而插穗莖中的淀粉含量在0～5 d時逐漸降低，在5 d左右時處于最低值，這個時期為愈傷組織形成時期，可能原因是淀粉降解為愈傷組織以及準備生根所需的營養(yǎng)和能量。在愈傷組織形成能量儲存后，插穗莖中的淀粉含量又有升高的趨勢。

2.4? ?插穗葉片和莖中可溶性蛋白質(zhì)含量的變化

從圖3可以看出，插穗莖中的可溶性蛋白含量明顯低于葉片。插穗葉片中的可溶性蛋白在生根前期0～10 d時呈現(xiàn)下降的趨勢，且跟插穗莖相比，其下降幅度更大。在生根后期即扦插10 d后，呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢。與葉片中可溶性蛋白的變化趨勢不同，插穗莖的可溶性蛋白質(zhì)含量在整個扦插生根的過程中呈現(xiàn)下降的趨勢。在0～5 d生根的前期，插穗莖的可溶性蛋白質(zhì)含量下降幅度較大，之后下降較為緩慢。分析其原因，可能是生根前期愈傷組織的形成與根原基形成過程中消耗大量的營養(yǎng)物質(zhì)，到后期不定根形成后，不定根的伸長生長相對前期過程需要的營養(yǎng)物質(zhì)減少。

2.5? ?插穗葉片和莖中總氮含量的變化

從圖4 可以看出，插穗葉片和莖中總氮含量均呈現(xiàn)先下降，末期趨于穩(wěn)定的趨勢。在扦插后0～20 d，隨著生根的進程，葉片和莖中的總氮含量均下降，并且下降比較明顯，在扦插后20 d左右時，總氮含量達到最低值。之后，總氮含量不再下降，呈穩(wěn)定趨勢。一般情況下，植物體內(nèi)的氮元素轉(zhuǎn)化合成的核酸和蛋白質(zhì)均可促進根原基的誘導(dǎo)發(fā)生與生長發(fā)育，所以植物體內(nèi)總氮的含量與愈傷組織的誘導(dǎo)形成、根原基的誘導(dǎo)發(fā)生密切相關(guān)。隨著幼苗的生長發(fā)育，其組織的生長壯大導(dǎo)致了總氮含量濃度的下降。

2.6? ?葉片和莖的糖/氮及C /N變化

由圖 5和圖6 可以看出，甘草扦插過程中插穗葉片和莖中的糖/氮和 C/N 的變化趨勢基本相似，均呈現(xiàn)“下降—上升—下降”的“S”形變化趨勢。在扦插后0～5 d，由于插穗脫離母株，其生理活動消耗大量的營養(yǎng)物質(zhì)，葉片和莖中的糖/氮和 C/N急劇下降，且莖中營養(yǎng)物質(zhì)下降的比葉中更快。插穗莖中的C/N在5 d后就開始回升，而葉片在扦插10 d后C/N出現(xiàn)回升，同時在這一時期二者的糖/氮均開始回升。扦插20 d后，根開始伸長生長，糖/氮和 C/N再度下降，且葉片下降更明顯。從總的糖/氮和 C/N的變化趨勢來看，扦插后，插穗莖的營養(yǎng)物質(zhì)變化相比葉中更明顯，且在插穗生根后二者差別更大。在扦插生根過程中，插穗的營養(yǎng)物質(zhì)進行了重新分配，且莖優(yōu)先于葉片。

3? ?結(jié)論與討論

研究表明，在扦插生根過程中，甘草插穗中的可溶性糖與蛋白質(zhì)含量均呈先降后升的變化趨勢，說明扦插過程中根原基的產(chǎn)生與不定根的形成需要消耗大量的可溶性糖以及蛋白質(zhì)。總氮含量一直處于下降的態(tài)勢，說明植株的生長稀釋了氮素的濃度，有利于不定根的產(chǎn)生與生長。甘草扦插生根的過程與插穗內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的含量及變化有密切的關(guān)系。糖類作為植物體內(nèi)重要的物質(zhì)之一，既為植物的生長發(fā)育提供必需的能量，也參與有機物的合成。其中，可溶性糖在愈傷組織與不定根的形成過程中起到至關(guān)重要的作用，其動態(tài)變化與插穗的生根進程密切相關(guān)[9 ]。

碳氮代謝是植物正常生長發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)，植株的碳氮含量及碳氮比是反映植株體內(nèi)碳氮代謝狀況的指標[10 ]。試驗結(jié)果表明，一定的碳水化合物及氮素化合物是甘草插穗不定根形成的基礎(chǔ)，插穗能夠大量生根與插穗體內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)含量高低存在密切關(guān)系。綜上所述，甘草插穗不定根的發(fā)生與插穗體內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)的水平狀況有密切關(guān)系，且營養(yǎng)物質(zhì)對其扦插生根過程起著重要的調(diào)控作用。

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（本文責編：陳? ? ?珩）