芽變毛白楊嫩枝扦插不定根發(fā)生過程中內(nèi)源激素動態(tài)變化

鄒吉祥　金華　郭鵬　黃磊　宋鵬飛

摘要：以易生根的芽變毛白楊和難生根的毛白楊嫩枝插條為材料，研究了扦插生根過程中插條皮部和頂芽內(nèi)源激素含量變化。結(jié)果表明：在插條生根過程中，芽變毛白楊的皮部和頂芽IAA、IBA和GA含量呈先維持再上升的趨勢，皮部3種內(nèi)源激素含量遠(yuǎn)高于頂芽的激素含量，IAA/IBA比值在生根過程中變化幅度較小，與難生根毛白楊相比，內(nèi)源激素變化差異較明顯。芽變毛白楊嫩枝扦插生根過程與內(nèi)源激素變化密切相關(guān)。

關(guān)鍵詞：毛白楊；芽變毛白楊；扦插；內(nèi)源激素；不定根

中圖分類號：S718.43 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1002—1302（2016）01—0196—03

毛白楊（Populus tomeutosa Carr.）為楊柳科（Salicaceae）、楊屬（Populus L.）落葉大喬木，是我國特有的珍貴鄉(xiāng)土樹種，具有生長快、樹干通直挺拔、品種適應(yīng)性強(qiáng)、枝葉茂密的特點，廣泛應(yīng)用于城鄉(xiāng)綠化。毛白楊雌雄異株，雌樹較少，種子較難獲得，主要靠無性繁殖，而扦插繁殖較難生根，不能滿足生產(chǎn)需要。芽變毛白楊（Mutant of P tomentosa）是毛白楊與大官楊嫁接繁殖時，在傷口愈合部位產(chǎn)生的嵌合突變芽形成的株系。該嵌合體扦插生根容易、成活率高、材質(zhì)好，克服了毛白楊扦插不易成活的缺點。

植物內(nèi)源激素（plant endogenous hormones）是指在植物體內(nèi)合成的，通常從合成部位運(yùn)往作用部位，在較低濃度下對植物的生長發(fā)育產(chǎn)生顯著調(diào)節(jié)作用的微量有機(jī)物質(zhì)，內(nèi)源激素在楊樹扦插生根中具有重要作用。本研究以不同生根能力毛白楊和芽變毛白楊為對象，用液相色譜法（high per-formance liquid chromatography，HPLC）定量分析了2種楊樹扦插生根過程中主要內(nèi)源激素的動態(tài)變化規(guī)律，揭示楊樹扦插生根的機(jī)理，為毛白楊扦插繁殖研究和應(yīng)用提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

芽變毛白楊生插條和用于對比的毛白楊生插條均采自大連大學(xué)植物園。選擇生長健壯、無病蟲害、長勢一致的半木質(zhì)化枝條作為插條，插條長度為20 cm，去掉下部葉片，頂端留1個芽，于2014年6月在大連民族學(xué)院光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行扦插試驗。

1.2方法

1.2.1扦插生根 將上述2種楊樹插條經(jīng)多菌靈消毒后插入裝有腐殖土的花盆中誘導(dǎo)生根，扦插深度保持一致，置于人工氣候箱中，保持濕潤，白天18℃，夜間12℃，光照周期12 h/d，誘導(dǎo)插條生根。

1.2.2取樣 從扦插當(dāng)天開始，每隔7 d取樣1次，每次隨機(jī)選取芽變毛白楊和毛白楊插穗各5支，用自來水洗凈，取皮和芽在液氮中用內(nèi)切式粉碎機(jī)粉碎，冷凍干燥后一40℃貯藏備用。

1.2.3測定方法 準(zhǔn)確稱取冷凍干燥的樣品2～5 g，加10倍（體積）的冰凍乙腈（100%，內(nèi)含抗氧化劑二硫代氨基甲酸鈉，1 mg/L乙腈），低溫下研成糊狀，0℃條件下浸提過夜，過濾，收集濾液，用100%乙腈將殘渣重復(fù)提取2次，合并濾液，減壓濃縮。采用液相色譜法（HPLC），測定內(nèi)源激素IAA、ABA和GA的含量，3次重復(fù)。

1.2.4數(shù)據(jù)分析 應(yīng)用Excel 2003和SPSS 19.0軟件作圖及數(shù)據(jù)處理分析。

2結(jié)果與分析

2.1芽變毛白楊和毛白楊插穗不定根發(fā)生前后內(nèi)源生長素（IAA）含量的變化

在植物扦插生根過程中有關(guān)激素含量變化的研究表明，不定根在形成過程中內(nèi)源IAA變化一般規(guī)律為：離體后插條的內(nèi)源IAA含量降低，在根原基形成階段插條的內(nèi)源IAA含量上升。從圖1可以看出，在扦插當(dāng)天到扦插后7 d芽變毛白楊的皮部和頂芽IAA含量都處于較低水平，扦插后6 d芽變毛白楊皮層破裂，扦插后7 d皮層破裂的部位出現(xiàn)不定根，皮部和頂芽IAA含量逐漸升高，到扦插后14 d時IAA含量達(dá)到最高。毛白楊在扦插期間皮部IAA含量呈先升高后降低的趨勢，頂芽IAA含量始終處于較低水平。毛白楊皮部IAA含量遠(yuǎn)高于芽變毛白楊。

2.2芽變毛白楊和毛白楊插穗不定根發(fā)生前后內(nèi)源脫落酸（ABA）含量的變化

從圖2可以看出，芽變毛白楊在扦插當(dāng)天到后7 d ABA含量維持在較低水平，其中皮部ABA含量呈輕微下降趨勢，而頂芽ABA含量輕微上升，扦插后7 d到后14 d不定根發(fā)生后芽變毛白楊皮部和頂芽ABA含量逐漸上升。毛白楊頂芽在整個生根過程中呈先下降再輕微上升的趨勢，而皮部始終呈上升趨勢，在扦插后14 d ABA含量達(dá)到最大值。

2.3 IAA/ABA與不定根形成的關(guān)系

不定根的形成過程很復(fù)雜，需要多種激素的共同作用。從圖3可以看出，IAA/IBA比值在芽變毛白楊不定根發(fā)生過程中比值變化幅度不大，芽變毛白楊的皮部和頂芽在生根過程中IAA/IBA比值呈“V”字形。在整個扦插過程中，毛白楊皮部IAA/IBA比值變化不大，而芽部IAA/IBA比值呈逐漸下降趨勢。

2.4芽變毛白楊和毛白楊插穗不定根發(fā)生前后內(nèi)源赤霉素（GA）含量的變化

從圖4可以看出，芽變毛白楊皮部GA含量在生根前后變化較大，在扦插當(dāng)天到扦插后7 d呈輕微下降趨勢，在不定根發(fā)生后GA含量呈加速上升趨勢，而頂芽GA含量在整個生根過程中處于較低水平，且呈小幅上升趨勢。毛白楊皮部GA含量在生根過程中呈先上升后下降的倒“V”字形趨勢，而毛白楊頂芽GA含量變化趨勢與皮部相反，呈先下降后上升的“V”字形趨勢。

3結(jié)論與討論

植物內(nèi)源激素種類很多，其中生長素、赤霉素、脫落酸是在植物體內(nèi)起重要作用的激素。本研究通過比較易生根芽變毛白楊和難生根毛白楊生根過程中內(nèi)源激素變化，探討了芽變毛白楊的生根機(jī)理，發(fā)現(xiàn)內(nèi)源激素的差異是影響不定根發(fā)生的主要因素。

生長素對插條生根有促進(jìn)作用，有利于根原基的形成。芽變毛白楊皮部和頂芽在生根過程中IAA含量呈上升趨勢，在扦插后14 d達(dá)到最大值，生根率為100%，該結(jié)果與張曉平等的研究結(jié)果相似。毛白楊扦插過程中皮部IAA含量呈上升趨勢，在此過程中皮部發(fā)生破裂，但扦插后始終無法產(chǎn)生不定根，不能成活，可能是由于皮部濃度IAA含量較高抑制了根原基的形成。脫落酸對不定根發(fā)生有抑制作用，本研究發(fā)現(xiàn)芽變毛白楊不定根發(fā)生的起始階段ABA含量處于較低水平，待根系長出后ABA含量持續(xù)上升，變化趨勢與楊雪萌等的研究結(jié)果一致，說明低濃度的ABA有利于芽變毛白楊生根，該結(jié)果與喬中全等的研究結(jié)果一致。而毛白楊皮部ABA含量始終處于較高水平，導(dǎo)致不定根較難發(fā)生。2種楊樹的皮部IAA含量和ABA含量遠(yuǎn)高于頂芽含量，說明皮部激素含量變化可能對生根影響較大。赤霉素是一種促進(jìn)細(xì)胞分裂和伸長的激素，關(guān)于赤霉素與扦插生根的關(guān)系觀點不一，有研究指出較低水平的GA含量可促進(jìn)生根，高濃度抑制生根，而張雪等認(rèn)為莖段中GA含量與灰氈毛忍冬插條的生根是呈正相關(guān)的，本研究發(fā)現(xiàn)在生根后芽變毛白楊皮部和頂芽GA含量均呈上升趨勢，與后者研究結(jié)果一致，可能是由于GA促進(jìn)淀粉和蛋白質(zhì)水解，促進(jìn)了插條根系生長。IAA/IBA比值高有利于根原基的形成，有利于插條生根，本研究發(fā)現(xiàn)芽變毛白楊皮部和芽部的IAA/IBA比值變化幅度較小，在不定根發(fā)生之后芽變毛白楊皮部IAA/IBA比值有輕微上升趨勢，頂芽IAA/IBA比值呈輕微下降趨勢，而毛白楊皮部和頂芽IAA/IBA比值整體呈下降趨勢，說明IAA/IBA比值衡定，且比值始終為正值，有利于芽變毛白楊生根，不同品種、插條不同部位IAA/IBA比值的變化不同。本研究以易生根芽變毛白楊和難生根毛白楊的嫩枝插條為材料，通過比較生根過程中內(nèi)源激素的動態(tài)變化，初步探究了芽變毛白楊的生根機(jī)理。影響生根的因素較為復(fù)雜，其他生理生化因素對生根的影響還需進(jìn)一步研究。