李 磊 ,張廣峰 ,姜仟坤
(1.貴州省林業調查規劃院,貴州 貴陽 550000;2.萊蕪市林業局;3.山東農業大學林學院)
雜交鵝掌楸是北美鵝掌楸 (Liriodendron tulipifera)和鵝掌楸(Liriodendron chinense)的雜交種。樹體高大,葉如“馬褂”,花似郁金香,秋葉金黃,病蟲害極少,抗性強,材質好,是優良的綠化、園林觀賞和用材樹種,具有重要的經濟價值和生態價值[1-4]。雜交鵝掌楸結籽率較低,種子萌發率低,嚴重影響了雜交鵝掌楸的繁殖。無性繁殖能夠很好地解決種子不足的問題,同時可以將親本的優異性狀遺傳給后代,其中,扦插是無性繁殖中最簡便的方法之一。據報道,鵝掌楸屬樹種屬于扦插難生根樹種[5-6],針對這一問題,本文利用ABT生根粉處理雜交鵝掌楸嫩枝插穗,探討激素對雜交鵝掌楸扦插生根的影響,為提高雜交鵝掌楸扦插生根奠定理論基礎,為生產實際及下一步研究提供理論基礎和技術支持。
實驗材料為當年生半木質化的雜交鵝掌楸嫩枝,插穗長15 cm,下切口斜剪,上切口平剪。扦插前使用50%多菌靈500倍液進行消毒,浸泡20min處理。
1.2.1 試驗設計
選用ABT生根粉,以清水為對照,設置3個不同處理:處理 1:100mg·L-1;處理 2:300mg·L-1;處理3:500mg·L-1。每個處理選用 20 根插穗,3 次重復,浸泡 1h。 扦插于珍珠巖+蛭石+草炭(1∶1∶1)的基質中,扦插深度2~3 cm,采用全光間歇噴霧裝置,用50%多菌靈500倍液消毒1次。
1.2.2 指標與測定方法
生根指標:扦插后,每隔5d觀察1次生根形態特征,到60d全面統計,統計調查愈傷出現期、不定根出現期、不定根長、不定根數和生根率。
酶活性測定:分別取插穗基部2 cm范圍內的皮層測定酶活性。參照郭鑫[7]的方法測定POD、PPO、SOD活性和MDA含量。
1.2.3 數據處理
采用SPSS16.0進行方差分析和LSD多重比較;采用Excel2010繪制趨勢圖。
從表1可以看到,不同激素濃度影響雜交鵝掌楸嫩枝扦插的愈傷期和生根期,方差分析表明,激素濃度對愈傷出現和不定根形成影響極顯著。多重比較發現,100mg·L-1和 300mg·L-1與 500mg·L-1在愈傷出現期上差異顯著,100mg·L-1與 300mg·L-1和500mg·L-1在不定根形成期上差異顯著。不同激素濃度處理對不定根長和生根率影響顯著,以500mg·L-1性狀最好; 在不定根數上,500mg·L-1>300mg·L-1>100mg·L-1,但方差分析顯示對不定根數影響不顯著,多重比較發現,100mg·L-1與 500mgL-1間差異顯著。
2.2.1 POD活性變化
POD在植物體內普遍存在,參與多種生理生化過程,對細胞的發育以及器官形態建成過程起著非常重要的作用。從圖1可以看到,ABT生根粉處理后的雜交鵝掌楸嫩枝插穗,在扦插過程中,體內的POD活性呈現先上升后下降的變化,POD的活性在扦插后的第20天達到峰值,且ABT生根粉處理后的插穗體內的POD的活性大于對照處理。ABT生根粉處理可提高POD的活性,從而有利于插穗生根。
2.2.2 MDA含量變化
MDA的含量是反映植物遭受逆境傷害程度的一個重要指標。扦插生根過程中出現的逆境脅迫,使得插穗體內 MDA的含量發生與之相應的變化。從圖2可以看出,雜交鵝掌楸嫩枝扦插插穗基部MDA含量的變化規律呈現出先升高后降低的趨勢。生根過程前期 ABT生根粉處理的插穗的MDA含量與對照的MDA含量增加比較大,可能是因為ABT生根粉處理后的雜交鵝掌楸嫩枝插穗生根能力與抗逆性增強,使得插穗體內的MDA含量的增幅較大。

圖1 雜交鵝掌楸嫩枝扦插生根過程中POD活性變化Fig.1 POD activity in softwood cuttings during rooting process

圖2 雜交鵝掌楸嫩枝扦插生根過程中MDA含量變化Fig.2 MDA content insoftwood cuttings during rooting process
2.2.3 SOD活性變化
SOD能夠有效清除生物體內的超氧陰離子自由基,從而有效地抑制其對生物體的傷害。從圖3可以看出,雜交鵝掌楸嫩枝扦插生根過程中,SOD活性的變化呈現先上升后下降趨勢,經ABT生根粉處理后的雜交鵝掌楸嫩枝插穗體內的中 SOD的活性大于對照處理的活性,且插穗體內SOD活性峰值出現的時間也早于對照,這與其MDA含量的變化相對應。雜交鵝掌楸嫩枝插穗體內的SOD活性增加可能因其體內MDA含量的增加而造成的,可見,雜交鵝掌楸嫩枝插穗經ABT生根粉處理后,生根能力增強,加速了SOD的代謝。

表1 不同濃度處理的嫩枝插穗生根性狀的方差分析和多重比較Tab.1 TheVarianceanalysis and Muti-comparision of rooting traits among cuttings treatedwith different hormone concentration treatments

圖3 雜交鵝掌楸嫩枝扦插生根過程中SOD活性變化Fig.3 SOD activity insoftwood cuttings during rooting process
2.2.4 PPO活性變化
PPO能夠催化形成一種生根的輔助因子,具有促進分化愈傷組織、促進形成不定根形成,是影響扦插生根的一個重要生化指標。從圖4可以看出,ABT處理和對照處理的雜交鵝掌楸嫩枝扦插插穗生根過程中,PPO活性表現出一致的規律,均為先升高后降低的趨勢,在 0~20d,兩個處理的PPO活性均逐漸上升,在20d達到最高峰,然后逐漸下降。ABT處理的PPO活性要高于清水處理,可能是經過處理的插穗參與催化了更多的輔助因子以促進誘導根源基和形成不定根,因此不定根出現較早,扦插生根率較高。
研究表明,不同濃度的ABT生根粉處理顯著影響著對雜交鵝掌楸嫩枝扦插的生根能力。試驗條件下,500mg·L-1濃度的ABT生根粉處理雜交鵝掌楸生根效果最好,不定根出現期最早,不定根長最長,不定根數對多,生根率最高達68.16%。

圖4 雜交鵝掌楸嫩枝扦插生根過程中PPO活性變化Fig.4 POD activity insoftwood cuttings during rooting process
雜交鵝掌楸嫩枝扦插生根與POD、PPO、IAAO3種氧化酶的活性和MDA的含量密切相關。在扦插生根的初始階段,3種酶活性和MDA的含量均大幅上升,且ABT生根粉處理插穗的變化大于對照處理的,表明POD、PPO、IAAO活性的提高和MDA含量的增加能夠促進雜交鵝掌楸嫩枝扦插生根,ABT生根粉處理通過改變了生根過程中氧化酶的活性和MDA含量促進了雜交鵝掌楸嫩枝扦插的生根。
[1]黃志輝,孫超,姜磊.雜種鵝掌楸在園林中的應用及其繁殖技術[J].園林綠化,2002,(10):46-50.
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[7]郭鑫.雜交鵝掌楸硬枝扦插繁殖技術與生根機理研究[D].碩士論文,南京林業大學,2011.