叢枝菌根真菌及植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)‘沖天’櫸樹扦插的影響

湯陽澤，董筱昀，劉雁麗，黃利斌，梁珍海

(1. 金埔園林股份有限公司，江蘇 南京 211100； 2.江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院，江蘇 南京 211153)

大葉櫸樹(Zelkovaschneideriana)是榆科(Ulmacea)櫸屬的高大落葉喬木，樹形優(yōu)美，葉色季相變化豐富，材質(zhì)優(yōu)良，極具觀賞價(jià)值和珍貴用材價(jià)值，是園林綠化中的優(yōu)良鄉(xiāng)土樹種。‘沖天’是從大葉櫸中選育出的優(yōu)良新品種，該品種樹冠窄卵形，主干明顯，干形通直，夏季葉色深綠色，秋葉轉(zhuǎn)變?yōu)樽霞t色，落葉期遲。生長速度快，尤其高生長量大，6年生平均樹高7.8 m，胸徑8.9 cm，冠幅3.0 m[1]。因其性狀優(yōu)良，觀賞價(jià)值高，適合園林觀賞和珍貴用材造林，被認(rèn)為是一種應(yīng)用前景極為廣闊的珍貴彩葉喬木新品種。

目前，‘沖天’櫸的繁殖方式主要為嫁接和扦插，但是嫁接相對(duì)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，繁殖量較小。而對(duì)‘沖天’櫸扦插繁殖的研究也較少。董筱昀等利用400 mg /L ABT1號(hào)生根劑浸泡插穗6 h后，將‘沖天’櫸的生根率提高至48.89%[2]。雖然現(xiàn)有的研究表明植物生長調(diào)節(jié)劑處理能提高‘沖天’櫸扦插生根率，但效果甚微。因此，為了大面積推廣該櫸樹新品種，亟需對(duì)其扦插技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，提升扦插效率。

叢枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF)廣泛存在于土壤中，并且能夠與90%以上的陸生植物建立共生關(guān)系，形成叢枝菌根[3]。大量研究表明，接種AMF能夠促進(jìn)植物生長、促進(jìn)養(yǎng)分吸收、提高植物品質(zhì)以及保護(hù)植物抵抗逆境[4-6]。此外，有研究表明接種AMF能夠顯著提高扦插植株(桑、濱梅、月季等)的生根率和發(fā)芽率，從而提高其成活率[7-9]。

因此，本試驗(yàn)以‘沖天’櫸為材料，研究植物生長調(diào)節(jié)劑和叢枝菌根真菌對(duì)‘沖天’櫸扦插的影響，旨在優(yōu)化‘沖天’櫸扦插技術(shù)，提高扦插效率，為加快‘沖天’櫸的繁殖和推廣應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試植物材料為2年生‘沖天’櫸嫁接苗，于2021年11月下旬從母樹上選擇生長健壯、無病蟲害的當(dāng)年生粗壯側(cè)枝，去掉頂部幼嫩部分，以半木質(zhì)化枝條為扦穗，穗條粗度為0.8—1.0 cm。將插穗剪成長15 cm，上下切口均平剪，上切口距頂芽0.5—1 cm，保留芽3—4個(gè)。插穗用50%多菌靈500倍液浸泡15 min后沖洗干凈備用。

供試菌種為叢枝菌根真菌根內(nèi)根孢囊霉(Rhizophagusintraradices，Ri)、摩西斗管囊霉(Funneliformismosseae，F(xiàn)m)、幼套近明球囊霉(Claroideoglomusetunicatum，Ce)。菌種經(jīng)三葉草培養(yǎng)后，以培養(yǎng)基質(zhì)中的孢子、菌根根段和菌絲作為AMF接種物，由長江大學(xué)根系生物研究所提供。每100 g菌劑中約含真菌孢子1 800—2 000 個(gè)。

扦插基質(zhì)為珍珠巖(1—4 mm)和草炭(1—4 mm)按體積比1∶1混合而成，經(jīng)高壓蒸汽滅菌(121 ℃滅菌2 h)后備用。扦插容器為32孔林木高腳穴盤(上口徑6 cm，底徑2 cm，深度11 cm，容積約190 mL)，用75%酒精消毒后備用。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)在金埔園林股份有限公司下設(shè)的植物培養(yǎng)室中進(jìn)行。設(shè)單接種Ri、單接種Fm、單接種Ce、等容積混合接種Ri+Fm及不接種(CK)5種處理，每種處理準(zhǔn)備插穗64根，其中32根插穗用50 mg/L NAA+50 mg/L IBA預(yù)浸泡2 h(+H)，另32根插穗用清水預(yù)浸泡2 h(-H)。

分別在每穴中加入2/3的扦插基質(zhì)，然后將5 g菌劑(接種勢(shì)單位約5 000)均勻鋪在上面(對(duì)照組鋪等量的滅活基質(zhì))，將插穗垂直放入穴盤內(nèi)，使其基部與菌劑充分接觸，再將剩余的1/3扦插基質(zhì)裝入每穴中。澆透水后蓋上穴盤蓋，將穴盤放入(25 ±2) ℃的光照培養(yǎng)架上培養(yǎng)，光照時(shí)間12 h，按需澆水。

1.3 觀測(cè)方法

扦插后60 d(此時(shí)未生根穗條已全部死亡或萎縮)，將扦插苗從穴盤中取出，沖洗干凈。用于測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.3.1 菌根侵染率測(cè)定 分別從各處理中隨機(jī)選取5株扦插苗，采用Phillips和Hayman的方法染色、制片和鏡檢，測(cè)定菌根侵染率[10]。

1.3.2 扦插苗生根指標(biāo)統(tǒng)計(jì) 分別統(tǒng)計(jì)各處理中生根穗條的數(shù)量，計(jì)算扦插苗的生根率。統(tǒng)計(jì)生根穗條的生根數(shù)，采用刻度尺測(cè)定生根穗條的總根長，長度不足1 cm的根系不統(tǒng)計(jì)，計(jì)算各處理中生根穗條的平均生根數(shù)和平均總根長。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用軟件Excel 2007, SPSS 25.0和Graphpad Prime 7.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析和圖形制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 AMF及植物激素對(duì)‘沖天’櫸扦插生根率的影響

如圖1所示，接種AMF后，扦插苗的生根率均高于對(duì)照組。對(duì)于同接菌處理，外源植物生長調(diào)節(jié)劑浸泡改善了扦插苗生根率。對(duì)于同植物生長調(diào)節(jié)劑處理，接種AMF的扦插苗生根率均高于不接菌對(duì)照，其中，等容積混合接種Ri+Fm的扦插苗生根率最高，達(dá)到了87.5%，比未接種對(duì)照提高了46.9%。

圖1 扦插60 d后‘沖天’櫸扦插生根率

2.2 ‘沖天’櫸扦插苗菌根侵染率

扦插60 d后，接種AMF的‘沖天’櫸扦插苗均不同程度地被AMF侵染，未接種的無侵染(如表1)。對(duì)于同接菌處理，植物生長調(diào)節(jié)劑浸泡過的插穗侵染率、叢枝著生率、根內(nèi)泡囊數(shù)及根上菌絲位點(diǎn)均高于未浸泡的插穗。同植物生長調(diào)節(jié)劑處理下，混合接種Ri+Fm的插穗各項(xiàng)侵染指標(biāo)均顯著高于其他接菌處理或不接菌對(duì)照。其中，混合接種Ri+Fm的插穗經(jīng)植物生長調(diào)節(jié)劑浸泡后菌根侵染率、叢枝著生率、根內(nèi)泡囊數(shù)及根上菌絲位點(diǎn)分別達(dá)到了67.0%，53.5%，每毫米根長8.6個(gè)和每毫米根長9.4個(gè)。

表1 ‘沖天’櫸扦插苗菌根侵染率

2.3 AMF及植物激素對(duì)‘沖天’櫸扦插苗生根的影響

接種AMF促進(jìn)了扦插苗生根，與對(duì)照相比，接種AMF的扦插苗平均生根數(shù)及平均總根長均有提高，其中單接種Fm及混合接種Ri+Fm的扦插苗平均生根數(shù)和平均總根長顯著高于對(duì)照。對(duì)于同種接菌扦插苗，植物生長調(diào)節(jié)劑浸泡處理也促進(jìn)了扦插苗生根(見表2)，并且混合接種Ri+Fm的扦插苗平均生根數(shù)和平均總根長分別達(dá)到了6.1條和18.4 cm，顯著高于其他處理。

表2 ‘沖天’櫸扦插苗平均生根數(shù)和平均總根長

3 討論

‘沖天’櫸是性狀優(yōu)良、觀賞價(jià)值極高的櫸樹新品種，扦插繁殖是其最常用也最簡(jiǎn)單的繁殖方法。常規(guī)方法下扦插45 d，生根率僅為21.67%[2]，并且生長緩慢，這些不利因素導(dǎo)致該品種推廣難度較大。

前期的研究表明，利用400 mg/L的ABT1號(hào)生根劑浸泡‘沖天’櫸插穗6 h，扦插苗生根率從21.67%提高至48.89%，抽梢率從18.33%提高至42.22%[2]。但是激素處理效果有限，且對(duì)扦插苗生長速度影響較小。因此，本試驗(yàn)中引入了菌根技術(shù)，佐以激素處理，旨在用AMF和激素的雙重作用提高‘沖天’櫸扦插成活率，促進(jìn)扦插苗生長。

菌根技術(shù)是一種綠色的生物技術(shù)，菌根真菌能夠改善宿主植物水分和營養(yǎng)狀況，也被譽(yù)為“生物肥料”[11]。在本試驗(yàn)中，接種AMF后，‘沖天’櫸扦插苗均不同程度被侵染，同時(shí)相比于對(duì)照，接種AMF顯著縮短了生根時(shí)間(混合接種組最短生根時(shí)間35 d)，大幅提高了扦插苗生根效率，證實(shí)AMF能與‘沖天’櫸共生，并且能高效發(fā)揮促生效應(yīng)。

AMF不具有嚴(yán)格的宿主專一性，但是不同種AMF對(duì)宿主的接種效應(yīng)不同。在本試驗(yàn)中，接種不同種AMF對(duì)‘沖天’櫸扦插苗生根率、平均生根數(shù)及平均總根長等指標(biāo)的影響不一致，混合接種Ri+Fm的促生效應(yīng)明顯優(yōu)于其他接菌處理。宰學(xué)明等分別用3種AMF接種濱梅扦插苗，結(jié)果顯示不同AMF對(duì)濱梅扦插苗生根、生長及抗病能力的影響不同，接種Glomusmosseae和G.etunicatum的效果優(yōu)于接種G.diaphanum[9]。這些表明AMF對(duì)宿主植物有一定的選擇性，因此在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，需要針對(duì)不同的宿主植物挑選合適的AMF菌株，從而才能發(fā)揮更佳的促生效應(yīng)。

目前，關(guān)于外源植物生長調(diào)節(jié)劑與AMF互作對(duì)宿主植物影響方面的研究較少。賀忠群對(duì)鹽脅迫下的接菌番茄外源添加GA和IAA，結(jié)果顯示低質(zhì)量濃度GA(20 mg/L)和IAA(100 mg/L)能顯著提高番茄葉片、莖及根系的干質(zhì)量，而高質(zhì)量濃度GA(40 mg/L)和IAA(200 mg/L)沒有明顯效果[12]。在本試驗(yàn)中，利用50 mg/L NAA+50 mg/L IBA預(yù)浸泡處理插穗2 h，有效促進(jìn)了‘沖天’櫸扦插苗生根。同時(shí)植物生長調(diào)節(jié)劑處理能顯著促進(jìn)接菌植株生根和生長，表現(xiàn)出了正向協(xié)調(diào)作用。已有的研究表明，不同的外源植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)AMF侵染及功能的影響存在顯著差異，IAA(200 mg/L)處理顯著提高了玉米的菌根侵染率[13]，IBA和ABA處理顯著改善了菌根化番茄營養(yǎng)狀況[14]；而6-BA和GA處理則顯著降低了宿主植物菌根侵染率[13-14]。因此，在后續(xù)的研究或生產(chǎn)中，篩選高效的植物生長調(diào)節(jié)劑及AMF組合，對(duì)于植物生長和發(fā)育可能具有更大的應(yīng)用價(jià)值。