芽變毛白楊嫩枝扦插不定根發生過程中內源激素動態變化

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源激素含量變化。結果表明：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種內源激素含量遠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源激素變化密切相關。

關鍵詞：毛白楊；芽變毛白楊；扦插；內源激素；不定根

中圖分類號：S718.43 文獻標志碼：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土樹種，具有生長快、樹干通直挺拔、品種適應性強、枝葉茂密的特點，廣泛應用于城鄉綠化。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、材質好，克服了毛白楊扦插不易成活的缺點。

植物內源激素（plant endogenous hormones）是指在植物體內合成的，通常從合成部位運往作用部位，在較低濃度下對植物的生長發育產生顯著調節作用的微量有機物質，內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源激素的動態變化規律，揭示楊樹扦插生根的機理，為毛白楊扦插繁殖研究和應用提供依據。

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植物園。選擇生長健壯、無病蟲害、長勢一致的半木質化枝條作為插條，插條長度為20 cm，去掉下部葉片，頂端留1個芽，于2014年6月在大連民族學院光照培養箱中進行扦插試驗。

1.2方法

1.2.1扦插生根 將上述2種楊樹插條經多菌靈消毒后插入裝有腐殖土的花盆中誘導生根，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，誘導插條生根。

1.2.2取樣 從扦插當天開始，每隔7 d取樣1次，每次隨機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切式粉碎機粉碎，冷凍干燥后一40℃貯藏備用。

1.2.3測定方法 準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%乙腈將殘渣重復提取2次，合并濾液，減壓濃縮。采用液相色譜法（HPLC），測定內源激素IAA、ABA和GA的含量，3次重復。

1.2.4數據分析 應用Excel 2003和SPSS 19.0軟件作圖及數據處理分析。

2結果與分析

2.1芽變毛白楊和毛白楊插穗不定根發生前后內源生長素（IAA）含量的變化

在植物扦插生根過程中有關激素含量變化的研究表明，不定根在形成過程中內源IAA變化一般規律為：離體后插條的內源IAA含量降低，在根原基形成階段插條的內源IAA含量上升。從圖1可以看出，在扦插當天到扦插后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含量遠高于芽變毛白楊。

2.2芽變毛白楊和毛白楊插穗不定根發生前后內源脫落酸（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含量達到最大值。

2.3 IAA/ABA與不定根形成的關系

不定根的形成過程很復雜，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生前后內源赤霉素（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，在扦插當天到扦插后7 d呈輕微下降趨勢，在不定根發生后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結論與討論

植物內源激素種類很多，其中生長素、赤霉素、脫落酸是在植物體內起重要作用的激素。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源激素變化，探討了芽變毛白楊的生根機理，發現內源激素的差異是影響不定根發生的主要因素。

生長素對插條生根有促進作用，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達到最大值，生根率為100%，該結果與張曉平等的研究結果相似。毛白楊扦插過程中皮部IAA含量呈上升趨勢，在此過程中皮部發生破裂，但扦插后始終無法產生不定根，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。脫落酸對不定根發生有抑制作用，本研究發現芽變毛白楊不定根發生的起始階段ABA含量處于較低水平，待根系長出后ABA含量持續上升，變化趨勢與楊雪萌等的研究結果一致，說明低濃度的ABA有利于芽變毛白楊生根，該結果與喬中全等的研究結果一致。而毛白楊皮部ABA含量始終處于較高水平，導致不定根較難發生。2種楊樹的皮部IAA含量和ABA含量遠高于頂芽含量，說明皮部激素含量變化可能對生根影響較大。赤霉素是一種促進細胞分裂和伸長的激素，關于赤霉素與扦插生根的關系觀點不一，有研究指出較低水平的GA含量可促進生根，高濃度抑制生根，而張雪等認為莖段中GA含量與灰氈毛忍冬插條的生根是呈正相關的，本研究發現在生根后芽變毛白楊皮部和頂芽GA含量均呈上升趨勢，與后者研究結果一致，可能是由于GA促進淀粉和蛋白質水解，促進了插條根系生長。IAA/IBA比值高有利于根原基的形成，有利于插條生根，本研究發現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源激素的動態變化，初步探究了芽變毛白楊的生根機理。影響生根的因素較為復雜，其他生理生化因素對生根的影響還需進一步研究。