刺山柑嫩枝扦插生根的解剖學(xué)觀察

原曉露，王敏，尹馬泉，徐麗萍*

（1.伊犁師范大學(xué) 資源與生態(tài)研究所，新疆 伊寧 835000； 2.伊犁師范大學(xué) 生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，新疆 伊寧 835000）

刺山柑（Capparis spinosaL.）為山柑科山柑屬植物，又名野西瓜、老鼠瓜。刺山柑分布區(qū)貫穿整個(gè)暖溫帶，國(guó)外主要分布在地中海地區(qū)，我國(guó)僅分布在新疆、西藏和甘肅西部［1］。刺山柑的果實(shí)、根皮和葉均可入藥，其有抗炎止痛、保肝、抗氧化、降血糖和血脂等藥用價(jià)值［2］。有的地方將刺山柑作為栽培作物，其花蕾和果實(shí)均可作為調(diào)味品，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值［3］。其種子繁殖發(fā)芽率低［4］，生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，因此開展無(wú)性繁殖研究可以實(shí)現(xiàn)刺山柑的快繁生產(chǎn)。

扦插是較優(yōu)的規(guī)?；旆奔夹g(shù)，而不定根的形成是影響植物扦插成活的關(guān)鍵因素［5］。木本植物扦插解剖研究表明，插穗不定根由根原基發(fā)育形成，而根原基發(fā)生的難易程度不同［6］；插穗內(nèi)韌皮纖維和厚壁組織對(duì)不定根的產(chǎn)生有機(jī)械阻礙作用，如板栗［7］、紅豆杉［8］等。因此從植物解剖學(xué)角度分析根原基類型對(duì)研究不定根產(chǎn)生及發(fā)育具有重要意義。

刺山柑在扦插繁殖上生根困難，目前已從插穗選擇和激素等方面進(jìn)行研究［［9-10］，但對(duì)其插穗生根的形態(tài)和解剖學(xué)方面的研究尚未報(bào)道。本研究采用當(dāng)年生的半木質(zhì)化枝條進(jìn)行扦插試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)刺山柑插穗生根過(guò)程中的解剖觀察分析莖的結(jié)構(gòu)、愈傷組織和不定根發(fā)生過(guò)程，從而進(jìn)一步了解刺山柑生根的機(jī)理，為刺山柑快繁提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料及地點(diǎn)

刺山柑半木質(zhì)化枝條采于新疆伊寧縣喀什鎮(zhèn)（43°34′N，81°54′E）。扦插試驗(yàn)地為伊犁師范大學(xué)產(chǎn)學(xué)研基地。試驗(yàn)于2022年7月1日進(jìn)行。

1.2 刺山柑插穗處理與管理

選取無(wú)病害的當(dāng)年生半木質(zhì)化枝條制備插穗，每個(gè)處理重復(fù)3次，每個(gè)重復(fù)32個(gè)插穗，共96個(gè)插穗。插穗保留2 ～ 3個(gè)節(jié)，長(zhǎng)度10 cm左右，上端平剪，下端斜切，在稀釋多菌靈溶液中滅菌5 min，待切口晾干，在1 000 mg·L-1的吲哚乙酸激素溶液中速蘸10 s后扦插。扦插前穴盤與基質(zhì)用多菌靈消毒，采用32孔育苗盤作為容器，扦插基質(zhì)為泥炭土和蛭石（泥炭土 ∶ 蛭石 = 2 ∶ 1）［11］。為防止插穗蒸騰失水，頂部保留2 ～ 3葉片，并將葉片全部修剪一半，如圖1A所示?？諝鉂穸瓤刂圃?0% ～ 90%，溫度設(shè)置為30℃。插床每隔3 d用多菌靈消毒一次，及時(shí)清理插穗落葉。

1.3 插穗生根解剖學(xué)觀察

為觀察插穗基部生根情況，從扦插當(dāng)天開始取樣，隨后每隔10 d隨機(jī)取5株插穗，一共取5次樣，共25株。剪取插穗基部2 ～ 3 cm處，用福爾馬林-醋酸-酒精（FAA）固定液固定，固定時(shí)間為24 h以上用于制作石蠟切片。石蠟切片制作參考李峰［12］的方法，切片厚度14 ～ 16 μm，番紅-固綠染色以及透明封片后，在數(shù)碼生物顯微鏡（Eclipse Ni-U，上海千欣公司）下觀察并拍照［13］。

2 結(jié)果與分析

2.1 刺山柑插穗生根過(guò)程的外部形態(tài)觀察

觀察刺山柑扦插過(guò)程的愈傷組織及根系發(fā)生情況如圖1所示。20 d后少量插穗基部膨大，可見乳白色厚薄不一的愈傷組織環(huán)（圖1B），并已有不定根長(zhǎng)出。部分枝條下端無(wú)明顯變化且沒(méi)有產(chǎn)生愈傷組織。30 d后插穗基部不定根長(zhǎng)度為2 ～ 3 cm（圖1C）。扦插40 d后，從愈傷組織的周邊有多條不定根長(zhǎng)出，根長(zhǎng)可達(dá)5 ～ 6 cm（圖1D、圖1E）。生根的插穗也存在黑桿現(xiàn)象（圖1F）。

2.2 刺山柑插穗的解剖觀察

扦插處理前對(duì)刺山柑插穗解剖的橫切面如圖2A、2B所示，結(jié)構(gòu)由外向內(nèi)依次為表皮、皮層和維管柱。其中表皮由一層排列緊密的細(xì)胞組成，皮層由厚角組織和10 ～ 12層薄壁細(xì)胞組成。維管柱由維管束、髓、髓射線組成。髓位于莖的中央，由大型的薄壁細(xì)胞組成。維管束的外側(cè)為韌皮部，內(nèi)側(cè)為木質(zhì)部，中間為束中形成層。維管束中有大量韌皮纖維，纖維成束分布并在橫切面呈環(huán)狀排列。莖中并未發(fā)現(xiàn)潛伏根原基的存在，因此，刺山柑插穗的不定根為誘生根原基發(fā)育而成。

圖2 刺山柑插穗生根解剖觀察Fig.2 Observation on root anatomy of C. spinosa cuttings

2.3 刺山柑插穗愈傷組織的形成

刺山柑扦插20 d后，插穗下切口開始膨脹，形成白色透明的愈傷組織。刺山柑插穗切口處的薄壁細(xì)胞恢復(fù)分裂能力，增生的細(xì)胞分化形成愈傷組織。愈傷組織也由薄壁細(xì)胞組成，細(xì)胞呈圓形且大小形狀一致（圖2C、2D）。從圖2E中可觀察到，愈傷組織由插穗切口處的皮層、維管形成層及韌皮部的薄壁細(xì)胞分化形成，突起的愈傷組織呈大小不一的團(tuán)塊狀，這種現(xiàn)象是由于不同部位薄壁細(xì)胞分裂速度不同所致。在愈傷組織產(chǎn)生和增大的同時(shí)，使莖表皮破裂，表層薄壁細(xì)胞的木質(zhì)化程度也隨之加深（圖2F）。愈傷組織內(nèi)部分化出自身的維管形成層及木質(zhì)部，內(nèi)部形成的維管組織和輸導(dǎo)組織相連接，可為插穗提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。圖2H顯示了愈傷組織中的導(dǎo)管分化，分化的輸導(dǎo)組織起著物質(zhì)運(yùn)輸?shù)淖饔谩?/p>

2.4 刺山柑插穗不定根的產(chǎn)生

愈傷組織形成后，在其內(nèi)部可見細(xì)胞核大而圓整、細(xì)胞質(zhì)濃厚的分生細(xì)胞團(tuán)，與周圍的薄壁細(xì)胞明顯不同（圖2C、圖2D，箭頭所示），為根原基原始細(xì)胞團(tuán)。原始細(xì)胞團(tuán)進(jìn)一步分化，由近圓形、大小一致的細(xì)胞團(tuán)分化為頂端分生組織（圖2G）。根原基繼續(xù)分化生長(zhǎng)，最終分化出不定根并從愈傷組織中伸出（圖2H）。刺山柑插穗的解剖觀察結(jié)果表明，不定根都是從切口處的愈傷組織伸出，并未見皮部生根的現(xiàn)象。

3 討論

木本植物不定根發(fā)生類型依據(jù)不定根形成時(shí)間可劃分為潛伏根原基型和誘生根原基型，根據(jù)插穗不定根發(fā)生部位可將生根類型分為皮部生根型、愈傷生根型和混合生根型［14］。刺山柑扦插處理前莖內(nèi)無(wú)潛伏根原基出現(xiàn)，因此刺山柑屬于誘導(dǎo)生根型。刺山柑插穗切口處的愈傷組織內(nèi)部產(chǎn)生根原基，后期分化形成不定根并從愈傷組織處伸出，因此刺山柑愈傷組織的形成是其不定根形成的前提，刺山柑又為愈傷組織生根型。

扦插時(shí)插穗切口處的細(xì)胞受刺激恢復(fù)分裂能力，在傷口部位形成愈傷組織，以此抵抗病菌對(duì)枝條的侵害［15］。刺山柑的扦插試驗(yàn)表明，沒(méi)有形成愈傷組織的插穗并未生根，而且容易黑桿死亡。因此愈傷組織的形成可以防止插穗基部腐爛，提高扦插的成活率。

綜上所述，刺山柑莖內(nèi)無(wú)潛伏根原基，屬于愈傷組織生根型，生根點(diǎn)單一，生根困難。解剖學(xué)的觀察只是初步闡明了刺山柑半木質(zhì)化插穗的生根類型及不定根的發(fā)育過(guò)程。由于插穗生根受遺傳、生理、激素、基質(zhì)、扦插環(huán)境和管理等多種因素的影響，后期應(yīng)將多種因素結(jié)合研究從而進(jìn)一步闡明刺山柑扦插生根機(jī)理。