不同激素處理對(duì)復(fù)色紫薇扦插生根效果的影響

王 昊，譚 軍，劉 威，劉 博

（宿遷市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，江蘇 宿遷 223800）

紫薇（Lagerstroemia indica L.）是千屈菜科紫薇屬落葉灌木或小喬木，花色艷、花期長(zhǎng)、種類多，是夏季重要的園林觀賞樹種[1-2]。張啟翔[3]將紫薇分為4 系9類，灑金類統(tǒng)稱為復(fù)色紫薇。相比其他類別的紫薇，復(fù)色紫薇觀賞價(jià)值更高，管理技術(shù)要求更嚴(yán)格，需要針對(duì)性地開展研究。扦插是紫薇繁殖系數(shù)最高的繁育方式，能夠很好地保證優(yōu)良種性，在紫薇生產(chǎn)中占有極其重要的地位。國(guó)內(nèi)關(guān)于紫薇扦插的研究報(bào)道很多，激素處理向來是研究重點(diǎn)。有研究發(fā)現(xiàn)多種激素對(duì)紫薇扦插效果有顯著影響，但較少涉及作用機(jī)制的研究[4-7]。在其他樹種方面，分別針對(duì)美國(guó)流蘇、核桃、茶樹和亞美馬褂木樹種扦插過程中內(nèi)源激素和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量開展了研究工作，揭示了它們與生根情況的相關(guān)性[8-11]。本試驗(yàn)將從激素種類、激素濃度、處理時(shí)間和處理部位對(duì)復(fù)色紫薇嫩枝扦插進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化，并通過扦插生根過程中內(nèi)源激素和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的動(dòng)態(tài)變化揭示其與生根情況的關(guān)系，為提高復(fù)色紫薇生產(chǎn)效率提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院宿遷農(nóng)科所運(yùn)河灣基地日光溫室扦插池中選擇紫薇資源圃內(nèi)的3個(gè)復(fù)色品種（幻粉流云、芙蓉面和少女花語）。

1.2 試驗(yàn)方法和設(shè)計(jì)

2020年6月中旬采集當(dāng)年生半木質(zhì)化、木質(zhì)化、無病蟲害且具有飽滿側(cè)芽的枝條制穗，上切口平剪，下切口斜削45°，插穗長(zhǎng)度為8～10 cm，保證頂芽完整，留半葉1～2片，剪完30株為1 捆，進(jìn)行激素浸泡處理。

激素處理采用L9（34）正交試驗(yàn)，正交設(shè)計(jì)見表1，以清水浸泡作為CK。扦插池全部以河沙填充，透氣性好且易于進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，每個(gè)品種1個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)30株。

表1 正交設(shè)計(jì)

1.3 測(cè)定指標(biāo)

30 d后統(tǒng)計(jì)全部生根率和根系效果指數(shù)，篩選最優(yōu)處理方案。

7月中旬開展最優(yōu)處理方案和CK 扦插對(duì)比試驗(yàn)，扦插當(dāng)天取樣1次測(cè)初始值，之后每4 d 取樣1次，共采集6次，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取3株扦插苗，刮取基部韌皮部，采用酶聯(lián)免疫法測(cè)定內(nèi)源激素吲哚乙酸IAA、脫落酸ABA、玉米素ZR含量，采用考馬斯亮藍(lán)顯色法測(cè)定可溶性蛋白，采用硫酸蒽酮法測(cè)定可溶性總糖[13]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SAS 9.4 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用Excel 2010 進(jìn)行圖表繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 激素處理對(duì)復(fù)色紫薇扦插生根的影響

由表2可知，各處理間生根率和根系效果指數(shù)與對(duì)照（CK）差異均達(dá)顯著水平，處理2、4、5的生根率和處理1、2、3、4、5、6、8的根系效果指數(shù)均顯著強(qiáng)于CK，激素處理對(duì)復(fù)色紫薇生根有顯著促進(jìn)作用，處理2（A1B2C2D2）和處理5（A2B2C3D1）兩個(gè)指標(biāo)較高，表現(xiàn)較優(yōu)。

生根率和根系效果指數(shù)的極差分析結(jié)果見表3。從極差值和F值可以判斷，激素種類、激素濃度和處理時(shí)間對(duì)生根率的影響顯著（P＜0.05），而激素種類和激素濃度對(duì)根系效果指數(shù)也存在顯著影響（P＜0.05），處理部位對(duì)兩個(gè)指標(biāo)的影響均不顯著（P＞0.05）。雖然無法判斷激素種類和激素濃度對(duì)生根率的影響大小，但激素種類對(duì)根系效果指數(shù)的影響顯著強(qiáng)于激素濃度（P＜0.05），對(duì)復(fù)色紫薇扦插效果的綜合影響激素種類＞激素濃度＞處理時(shí)間＞處理部位。處理部位對(duì)生根率影響不顯著，對(duì)根系效果指數(shù)的F值為0，影響可以忽略不計(jì)，所以綜合比較下A2B2C2D1較優(yōu)，即用400 mg/L的IBA處理枝條下1/3 部分5 min能夠獲得較高的生根率和根系效果指數(shù)。

表2 不同激素處理試驗(yàn)結(jié)果

表3 生根指標(biāo)極差分析

2.2 激素處理對(duì)插穗內(nèi)源激素的影響

IAA 能夠促進(jìn)插穗不定根的發(fā)生[14]。由圖1可知，處理組的IAA含量呈現(xiàn)增加-降低-增加-降低的趨勢(shì)，而對(duì)照組先上升再下降，二者初期均迅速提升，于9 d 到達(dá)峰值，IAA的大量產(chǎn)生促進(jìn)根原基的分化和愈傷組織的形成，之后由于細(xì)胞分化的消耗，IAA含量驟降，處理組于第13 天降到最低點(diǎn)，之后雖有起伏，但總體上趨于平穩(wěn)。處理組的IAA含量扦插全程均高于對(duì)照組，最大差值為49.2 ng/g，說明外源激素處理對(duì)生根過程中IAA的合成有明顯的促進(jìn)作用。

圖1 扦插過程中IAA含量的變化

ABA含量和植物抗逆性顯著相關(guān)[15]。扦插過程中ABA含量的變化見圖2，處理組和對(duì)照組的ABA含量均存在先增加再下降的整體趨勢(shì)，峰值在9 d出現(xiàn)，此時(shí)插穗受到的脅迫最強(qiáng)，之后開始逐漸下降。處理組的ABA含量始終低于對(duì)照組，最大差值為28.5 ng/g，差異在17 d 變化趨于平緩以后達(dá)顯著水平，對(duì)比扦插生根效果說明激素處理有效降低ABA的含量，低濃度的ABA 有利于不定根的伸長(zhǎng)。

圖2 扦插過程中ABA含量的變化

ZR 對(duì)根原基的分化有明顯的抑制作用[16]。由圖3可知，處理組和對(duì)照組的ZR含量在5～17 d 出現(xiàn)較大差異，處理組先下降再增加，對(duì)照組先增加再下降，在9 d時(shí)出現(xiàn)最大差值6.8 ng/g，這個(gè)階段是根原基分化的關(guān)鍵階段，激素處理能夠有效抑制ZR的合成，促進(jìn)愈傷組織的形成。

圖3 扦插過程中ZR含量的變化

植物激素間相互平衡與生根情況密切相關(guān)[17]。由圖4和圖5可知，IAA/ABA 和IAA/ZR 變化趨勢(shì)一致，處理組為雙峰曲線，對(duì)照組為單峰曲線。處理組的IAA/ABA 和IAA/ZR 全程高于對(duì)照組，說明激素處理能夠有效增大IAA/ABA 和IAA/ZR的數(shù)值。處理組的兩個(gè)最大值分別在根原基分化的關(guān)鍵點(diǎn)9 d和不定根伸長(zhǎng)的關(guān)鍵點(diǎn)17 d 出現(xiàn)，其作為扦插生根效果最優(yōu)的處理能夠同時(shí)獲得最大的增益，因此IAA/ABA 和IAA/ZR 與根原基分化和不定根伸長(zhǎng)均存在相關(guān)性；而對(duì)照組的變化趨勢(shì)相對(duì)平緩，最大值出現(xiàn)在9 d。

圖4 扦插過程中IAA/ABA的變化

圖5 扦插過程中IAA/ZR的變化

2.3 激素處理對(duì)插穗營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的影響

由圖6可知，處理組和對(duì)照組可溶性糖含量均表現(xiàn)為先上升再下降的趨勢(shì)，處理組始終高于對(duì)照組，在兩條曲線最大值的9 d 差值為16 mg/g。處理組在5～9、9～13、17～21 d 均存在急速上升或下降，5～9 d的急速上升可能是由于激素處理促進(jìn)了可溶性糖的轉(zhuǎn)化，而9～13 d 和17～21 d的急速下降是因?yàn)楦只筒欢ǜ扉L(zhǎng)對(duì)可溶性糖的急速消耗，而對(duì)照組相對(duì)于處理組的曲線較為平滑，可能是因?yàn)榉e累的可溶性糖含量不足以滿足生根的需要，導(dǎo)致對(duì)照組的扦插生根效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如處理組。

由圖7可知，可溶性蛋白含量與可溶性糖含量表現(xiàn)出相似的變化趨勢(shì)，在根原基分化和不定根伸長(zhǎng)階段也產(chǎn)生了巨大的消耗。處理組始終高于對(duì)照組，在兩條曲線最大值的9 d 差值為1.60 mg/g，在17 d時(shí)的差值為0.47 mg/g，說明可溶性蛋白對(duì)根原基分化的影響更大，而不定根伸長(zhǎng)對(duì)可溶性糖的需求更大。

圖6 扦插過程中可溶性糖含量的變化

圖7 扦插過程中可溶性蛋白含量的變化

3 討論與結(jié)論

本研究結(jié)果表明，IBA 對(duì)復(fù)色紫薇扦插的生根率和根系效果指數(shù)增益作用最大，能夠顯著提高內(nèi)源IAA、可溶性糖和可溶性蛋白含量，降低內(nèi)源ABA 和ZR的含量，這和王瑩等[4]對(duì)美國(guó)紫薇、喬中全等[18]對(duì)不育紫薇“湘韻”的研究結(jié)果均不完全一致，可能是由于復(fù)色紫薇不具備速生性，性狀較穩(wěn)定且不易被分解的IBA 更有效。

對(duì)復(fù)色紫薇扦插效果的綜合影響激素種類＞激素濃度＞處理時(shí)間＞處理部位。處理部位對(duì)兩個(gè)指標(biāo)的影響均不顯著，即僅處理根部還是處理整個(gè)插穗對(duì)復(fù)色紫薇扦插影響不大，在生產(chǎn)過程中僅浸泡插穗的根部即可有效地減少激素的用量，從而節(jié)省成本。激素濃度和處理時(shí)間均以第2 水平為最優(yōu)水平，說明激素處理濃度過高、時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)對(duì)插穗產(chǎn)生毒害作用，降低生根率和根系效果指數(shù)。復(fù)色紫薇扦插在400 mg/L的IBA處理枝條下1/3 部分5 min 效果較優(yōu)，能夠獲得較高的生根率和根系效果指數(shù)。復(fù)色紫薇生根過程中，9 d 和17 d 分別是根原基分化和不定根伸長(zhǎng)的兩個(gè)關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)，需要IAA、可溶性糖和可溶性蛋白的大量供給，盡可能降低ABA 和ZR的不利影響，提高IAA/ABA 和IAA/ZR，是生根率和根系效果指數(shù)的決定因素[19]。本研究表明通過激素處理能夠有效實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及內(nèi)源激素的理想化自我調(diào)節(jié)，這與魏巍等[20]的研究結(jié)果具有一致性，最大限度地促進(jìn)復(fù)色紫薇扦插生根。