費(fèi)約果插條生根特征和解剖特性研究

摘要：以費(fèi)約果品種尤力克當(dāng)年生半木質(zhì)化和木質(zhì)化枝條為材料，研究了扦插時(shí)期對(duì)插條生根能力的影響，結(jié)果表明，生根結(jié)果(分別是根長、根數(shù)和生根率)半木質(zhì)化枝扦插優(yōu)于木質(zhì)化枝扦插。采用常規(guī)石蠟切片法對(duì)費(fèi)約果半木質(zhì)化枝插條生根過程進(jìn)行解剖結(jié)構(gòu)觀察，表明費(fèi)約果插條無根原基存在，不定根原基為誘發(fā)型的，起源于維管形成層與髓射線的交叉區(qū)域，而在插條韌皮部連續(xù)排列成環(huán)狀的厚壁細(xì)胞周圍未見根原基的發(fā)生。不定根的發(fā)生主要經(jīng)歷了根原基的形成和不定根的產(chǎn)生2個(gè)過程，且大部分不定根產(chǎn)生于距插條基部切口O.1～2 cm區(qū)域內(nèi)。插條扦插過程中也形成愈傷組織，但未見愈傷組織中分化出根原基。

關(guān)鍵詞：費(fèi)約果；扦插；不定根；解剖學(xué)

中圖分類號(hào)：s667.99 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-9980(2009)04-498-04

費(fèi)約果(Feijoa sellowiana Berg.)是桃金娘科多年生亞熱帶常綠灌木。原產(chǎn)于巴西東南部和烏拉圭，因其果實(shí)香味類似鳳梨，又名鳳梨番石榴。費(fèi)約果在新西蘭、美國、法國、西班牙、俄羅斯、澳大利亞、日本等國有栽培，我國江蘇、上海、四川、浙江等南方地區(qū)也有一定規(guī)模的種植。費(fèi)約果作為一種集觀賞、食用與藥用為一體的新興果樹，在食品、藥品、化妝品等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。在四川省外專局引智項(xiàng)目資助下。2004年，西南科技大學(xué)王丹教授從新西蘭引進(jìn)少量費(fèi)約果苗木后，對(duì)其在四川地區(qū)的適應(yīng)性以及綜合性狀進(jìn)行了初步研究。認(rèn)為費(fèi)約果能夠適應(yīng)四川地區(qū)氣候，并能保持其優(yōu)良的食用與觀賞特性，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ挠^賞兼食用的樹種。

費(fèi)約果繁殖可通過實(shí)生繁殖和扦插繁殖2種方式。實(shí)生繁殖比較容易，但性狀變異較大，難以保持費(fèi)約果的優(yōu)良性狀，不宜在生產(chǎn)上采用。扦插繁殖能保持原有的性狀且簡便易行，是生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的繁殖技術(shù)。然而，在扦插繁殖過程中往往會(huì)遇到生根困難的問題。已有的研究表明，費(fèi)約果扦插取材必須在新梢停長剛開始木質(zhì)化時(shí)進(jìn)行。Figueiredo等研究了枝齡和IBA濃度對(duì)費(fèi)約果扦插的影響，發(fā)現(xiàn)隨枝齡和IBA濃度的增加，費(fèi)約果的生根率呈下降的趨勢(shì)。Messeri等研究了費(fèi)約果彌霧扦插技術(shù)，結(jié)果表明，在費(fèi)約果生長季節(jié)采用彌霧扦插技術(shù)，其生根率可以得到明顯改善。Gorgoshidze系統(tǒng)研究了枝條的生物學(xué)特性與費(fèi)約果插條生根的相關(guān)關(guān)系，結(jié)果表明，幼齡的嫩枝扦插生根效果優(yōu)于老熟枝條硬枝扦插。如何加速費(fèi)約果苗木的繁殖速度，從而滿足生產(chǎn)對(duì)其苗木的需求是當(dāng)前迫切需要解決的問題。目前對(duì)費(fèi)約果生根困難的原因在解剖學(xué)上研究較少，我們從費(fèi)約果不定根發(fā)生、發(fā)育的形態(tài)解剖學(xué)入手，闡述根系在發(fā)生發(fā)育過程中的變化機(jī)制，為探明費(fèi)約果扦插生根機(jī)理和廣泛推廣費(fèi)約果的種植奠定理論和技術(shù)基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 材料

分別于2007年5月20日、6月20日和10月20日從4 a生尤力克(Feijoa sellowiana Berg.cv.U－nique)費(fèi)約果母株采集當(dāng)年生健壯、無病蟲的半木質(zhì)化枝和木質(zhì)化枝條插條。插條長度8～10 om.保留2～3個(gè)節(jié)位，上端留兩半葉，插穗上切口平剪，下端離節(jié)0.2 Cm處削成45°斜面。

1.2 方法

1.2.1 扦插處理 試驗(yàn)地點(diǎn)在西南科技大學(xué)設(shè)施農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)室。將剪好的插條用1 000 mg·L^{-1IBA速蘸10 s后隨機(jī)扦插到珍珠巖基質(zhì)中，30枝插條為1個(gè)小區(qū)，重復(fù)3次。40 d移栽時(shí)，每小區(qū)隨機(jī)取10枝插條統(tǒng)計(jì)不同取材時(shí)間的平均根長、平均生根數(shù)和全部插條生根率。}

插后水分管理采用中國林科院研制的LK-300對(duì)稱式雙長懸臂自動(dòng)間歇噴霧裝置，保持空氣濕度在70％以上，扦插期間溫度在15～35 ℃。

1.2.2 形態(tài)觀察方法 以6月20日扦插的半木質(zhì)化枝插條為試材，用石蠟切片法研究半木質(zhì)化枝不定根發(fā)生過程中的組織變化，找出不定根的起源。扦插后每隔5 d取樣1次，每次隨機(jī)取5枝，重復(fù)3次，切取插條基部1～2cm長的莖段，用FAA固定液固定，乙醇一甘油軟化1周，然后用梯度酒精脫水。石蠟包埋，切片機(jī)切片，切片厚度10μm，番紅一固綠染色，Olympus-DMB5型顯微鏡觀察并照相。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同扦插時(shí)期費(fèi)約果插條生根情況

費(fèi)約果插條的生根能力與插條的生理成熟度和扦插時(shí)期密切相關(guān)。從表1可以看出，扦插時(shí)期對(duì)平均根長、平均根數(shù)和生根率有較大的影響，以半木質(zhì)化枝扦插效果優(yōu)于木質(zhì)化枝扦插。半木質(zhì)化枝扦插以6月20日扦插生根情況最好，明顯優(yōu)于5月20日半木質(zhì)化枝扦插和10月20日木質(zhì)化枝扦插的生根情況。因此，為獲得費(fèi)約果較高的生根率，應(yīng)在6月中旬前后選用半木質(zhì)化枝進(jìn)行扦插。

2.2 費(fèi)約果插條生根過程的外部形態(tài)觀察

以6月20日扦插的半木質(zhì)化枝插條為對(duì)象，觀察費(fèi)約果插條生根過程的外部形態(tài)。費(fèi)約果從扦插到生根大約需要30 d的時(shí)間，扦插10 d后插條下切口處的組織開始變得松散；15 d后部分插條下切口處皮層有微小開裂；20 d后極少部分插條下切口處沿著維管形成層和皮層開始出現(xiàn)少量晶瑩透明狀的愈傷組織突起，并逐漸形成環(huán)帶狀，而大部分插條在切口處未見愈傷組織；25 d后插條基部開始膨大；30 d后插條切口處附近的周皮外部開始稍稍變粗、腫脹，形成許多米粒狀突起(圖版－A)，隨后，突起頂端綻開，插條上陸續(xù)長出白色且晶瑩的幼小不定根(圖版-B)。

觀察發(fā)現(xiàn)，沒有形成愈傷組織或愈傷組織不發(fā)達(dá)的插條生根較好，而愈傷組織發(fā)達(dá)的插條生根數(shù)較少甚至不生根。大部分不定根的發(fā)根部位集中在距插條基部切口0.1-2 cm區(qū)域內(nèi)(圖版-C)。

2.3 費(fèi)約果插條生根過程的解剖學(xué)觀察

2.3.1 費(fèi)約果莖的解剖構(gòu)造 對(duì)6月20日采集的半木質(zhì)化枝插條橫切面進(jìn)行解剖觀察，莖從外至內(nèi)依次由周皮(含表皮殘?bào)w)、皮層、次生維管組織3部分組成(圖版-D)。周皮以內(nèi)是皮層，該層細(xì)胞排列較疏松，細(xì)胞間有較大的空隙，細(xì)胞呈圓形，含有大量可見的結(jié)晶體(圖版-E)。皮層內(nèi)為維管組織系統(tǒng)，由韌皮部、維管形成層、木質(zhì)部、維管射線和髓部組成。韌皮部外側(cè)有數(shù)層厚壁細(xì)胞(圖版-F)，排列成較為連續(xù)的環(huán)狀，可增強(qiáng)莖的支持能力。

從莖的橫切面上看，未發(fā)現(xiàn)潛伏根原基存在(圖版－D)，說明在母株的正常生長過程中沒有產(chǎn)生根原基。

2.3.2 費(fèi)約果不定根發(fā)生過程的解剖學(xué)特征 費(fèi)約果不定根的發(fā)生主要經(jīng)歷了根原基的形成和不定根的產(chǎn)生2個(gè)過程。6月20日扦插的半木質(zhì)化枝插條在扦插后20 d左右，形成層與髓射線細(xì)胞交叉處的薄壁細(xì)胞恢復(fù)分生能力，細(xì)胞質(zhì)變濃，液泡縮小，分裂形成一團(tuán)細(xì)胞核較大、排列緊密并與周圍細(xì)胞有明顯區(qū)別的薄壁細(xì)胞團(tuán)。薄壁細(xì)胞團(tuán)又從其先端(向著皮層的一端)不斷分裂，并朝著根發(fā)端細(xì)胞發(fā)育方向伸展，分化出幾個(gè)細(xì)胞核較大、細(xì)胞質(zhì)較濃、染成紅色的根原基位點(diǎn)細(xì)胞。根原基位點(diǎn)細(xì)胞及其附近形成層細(xì)胞染色較深，表現(xiàn)出強(qiáng)烈的分裂能力，逐漸形成體積較小、染色較深的一群分生細(xì)胞，構(gòu)成分生組織團(tuán)塊(圖版-G)。

分生組織細(xì)胞繼續(xù)進(jìn)行平周和垂周分裂，與根原基相連的、形成層周圍的細(xì)胞分化較快，形成楔形的不定根原基。根原基沿著韌皮射線伸展方向發(fā)展，穿越皮層和表皮，最終伸出莖外(圖版-H)。在進(jìn)入周皮時(shí)，不定根維管系統(tǒng)已分化完成，并與莖中的維管組織相連，內(nèi)部出現(xiàn)明顯的分層。形成具有根冠、分生區(qū)及伸長區(qū)的根(圖版-I)。

費(fèi)約果插條在扦插20 d后，插條基部形成愈傷組織(圖版－I)。經(jīng)解剖觀察，初期形成的愈傷組織由薄壁細(xì)胞組成，這些細(xì)胞呈圓形，排列較疏松，細(xì)胞核不明顯，最初起源于插條基部斜切面附近的形成層細(xì)胞(圖版－K)。隨著愈傷組織的發(fā)育，韌皮薄壁細(xì)胞也可參與形成愈傷組織(圖版－L)。通過大量的切片觀察，未見愈傷組織中分化出根原基。

3 討 論

3.1 扦插時(shí)期與生根情況的關(guān)系

費(fèi)約果隨扦插時(shí)期的不同而引起的插條生根能力的差異，除與插條解剖結(jié)構(gòu)有關(guān)外，可能還與插條內(nèi)部激素水平和營養(yǎng)物質(zhì)含量隨生長周期而變化有密切關(guān)系。費(fèi)約果扦插的最適時(shí)期，是以一定的生理狀態(tài)為依據(jù)，而不是固定不變的日期，時(shí)期不同，生根情況也不同。

3.2 莖的解剖結(jié)構(gòu)與不定根形成的關(guān)系

費(fèi)約果莖的解剖結(jié)構(gòu)顯示，次生韌皮部具有3～4層韌皮纖維細(xì)胞，細(xì)胞層數(shù)較多，且在次生結(jié)構(gòu)中呈環(huán)狀連續(xù)排列。王濤研究表明，在沒有環(huán)狀厚壁組織或厚壁組織不連續(xù)時(shí)，不定根的發(fā)生較容易，反之，若厚壁組織呈環(huán)狀或多層則生根困難。劉衛(wèi)東等舊在桃金娘科桉樹上的研究表明，直桿桉插條生根困難可能與插條皮層內(nèi)存在環(huán)狀厚壁組織及幼枝中缺乏潛在根原基有關(guān)。易詠梅等的研究結(jié)果也證明，珙桐扦插生根困難與其莖的韌皮部存在一圈環(huán)狀連續(xù)排列的厚壁細(xì)胞及插條內(nèi)無原生根原基有關(guān)。王中英等㈣指出，葡萄枝條中并無根原基，但其扦插容易生根，是其皮層薄，髓部大所決定的，植物枝條扦插除與根原基、愈傷組織分化產(chǎn)生新根外，枝條解剖構(gòu)造也與扦插生根有密切關(guān)系。可見，費(fèi)約果莖靠近韌皮部的皮層中的數(shù)層厚壁細(xì)胞是導(dǎo)致費(fèi)約果扦插生根困難的主要原因之一，它不僅影響了根原基的代謝活動(dòng)，同時(shí)對(duì)根原基的生長有機(jī)械阻礙作用。因此，費(fèi)約果插條生根需時(shí)較長(約30 d)可能與此有一定的關(guān)系。

3.3 插條不定根的發(fā)生與愈傷組織的形成

在不定根形成過程中常常伴隨著愈傷組織的產(chǎn)生，它主要執(zhí)行吸收和防御功能。劉桂豐等舊在長白落葉松嫩枝扦插中的研究表明，愈傷組織的形成是孕育不定根的前提。但是對(duì)大多數(shù)樹種而言，愈傷組織的形成和不定根的產(chǎn)生是彼此獨(dú)立的。林艷等舊研究認(rèn)為插條愈傷組織的形成及發(fā)育對(duì)不定根的產(chǎn)生有較強(qiáng)的抑制作用，因?yàn)橛鷤M織形成的體積過大，會(huì)過多的消耗掉插條內(nèi)的生根物質(zhì)而呈老化狀態(tài)，導(dǎo)致插條不能生根。本研究得出費(fèi)約果插條愈傷組織的形成與不定根的產(chǎn)生是彼此獨(dú)立的，這與劉勇等在板栗上的研究結(jié)果一致。

3.4 費(fèi)約果生根類型

一般插條不定根根原基按形成的時(shí)間分為潛伏根原基和誘導(dǎo)根原基。當(dāng)年生費(fèi)約果插條的莖中未發(fā)現(xiàn)潛伏的根原始體，且不定根是由扦插后形成的誘生根原基發(fā)育而來，因此，費(fèi)約果插條的生根類型為誘導(dǎo)生根型。在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)用生根促進(jìn)劑對(duì)插穗進(jìn)行處理是非常重要的。通過解剖觀察，半木質(zhì)化枝插條的根原基主要發(fā)生在維管形成層與髓射線交叉部位的薄壁細(xì)胞，扦插過程中，費(fèi)約果插條的薄壁細(xì)胞恢復(fù)分裂能力直接形成根原基，繼而根原基繼續(xù)生長發(fā)育，向外伸展，突破厚壁組織、皮層及周皮，長出不定根。

4 結(jié) 論

1)費(fèi)約果半木質(zhì)化枝扦插較木質(zhì)化枝扦插生根率高，以6月中旬左右采用半木質(zhì)化枝扦插繁殖生根效果最佳。

2)解剖學(xué)的觀察初步闡明了費(fèi)約果插條不定根的產(chǎn)生屬誘導(dǎo)生根型，不定根的產(chǎn)生必須有根原細(xì)胞的存在，誘導(dǎo)條件對(duì)于插條根原始體的形成非常重要。不定根原基起源于維管形成層與髓射線的交叉區(qū)域。費(fèi)約果扦插生根過程中有愈傷組織的形成，但未分化出根原基，愈傷組織的形成和不定根的產(chǎn)生是彼此獨(dú)立的。(本文圖版見封底)

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