植物生長調節劑對黃瓜砧木不定根形成的影響

馬凱　宋俊興　賈文華　史宣杰　蔡毓新　原玉香

摘 要： 為了明確黃瓜嫁接過程中植物生長調節劑在砧木不定根形成中的作用，采用斷根嫁接的方法，以‘博杰620黃瓜為接穗，‘博強4-1南瓜為砧木，研究了不同濃度生長素、乙烯、赤霉素等植物生長調節劑對斷根嫁接過程中砧木不定根形成的影響。結果表明，5 μmol·L-1 IAA以及10 μmol·L-1 IAA處理對砧木不定根的形成具有明顯的促進作用，嫁接后7 d不定根長度分別達到了8.2 cm和10.1 cm，顯著高于對照的5.9 cm。且5 μmol·L-1 IAA處理能夠提高嫁接成活率，達到94.5%，乙烯和赤霉素處理雖然對砧木不定根的形成能夠產生一定的影響，但與對照無明顯差異。因此，在實際生產中推薦在扦插前用5 μmol·L-1 IAA對黃瓜斷根嫁接砧木進行處理。

關鍵詞： 黃瓜；砧木；植物生長調節劑；不定根；斷根嫁接

Effects of plant growth regulators on adventitious root formation of rootstock in the process of cucumber grafting

MA Kai1， SONG Junxing2， JIA Wenhua3， SHI Xuanjie1， CAI Yuxin4， YUAN Yuxiang1

（1. Institute of Horticulture， Henan Academy of Agricultural Sciences， Zhengzhou 450002， Henan， China； 2. College of Horticulture， Henan Agricultural University， Zhengzhou 450002， Henan， China； 3. Seed Management Station of Henan Province， Zhengzhou 450002， Henan， China； 4. Henan Province Qingfa Seed Industry Co.， Ltd.， Zhengzhou 450002， Henan， China）

Abstract： In order to clarify the role of plant growth regulators in the adventitious roots formation of the rootstock during cucumber grafting process ， the both-root-cut grafting method was carried out， the cucumber variety ‘Bojie 620 and pumpkin variety ‘Boqiang 4-1 were used as scion and rootstock separately. The effects of plant growth regulators such as auxin， ethylene and gibberellin on the adventitious roots formation during the cucumber both-root-cut grafting were analyzed. The results showed that the treatment of 5 μmol·L-1 IAA and 10 μmol·L-1 IAA had obvious promoting effect on the adventitious roots formation， the number of adventitious roots reached 8.2 cm and 10.1 cm after 7 days of grafting， which was significantly higher than that of the control（5.9 cm）. 5 μmol·L-1 IAA treatment could improve the survival rate of grafting， reaching 94.5%. Although ethylene and gibberellin had a certain effect on the formation of the rootstock root， there was no significant difference compared to the control， and the effect was not significant. Therefore， in practical production， it is recommended to use 5 μmol·L-1 IAA solution to deal with the grafted seedlings before cutting.

Key words： Cucumber； Rootstock； Plant growth regulators； Adventitious root； Both-root-cut grafting

不定根的形成有助于促進作物根系的附著及營養吸收，園藝作物的移栽、扦插及組織培養等技術的應用都依賴于不定根的正常形成，掌握不定根形成和發育的生理生化調控機制是提高園藝作物生根效率的關鍵，生長素、乙烯、赤霉素、細胞分裂素等植物生長調節劑在不定根形成過程中起到十分關鍵的作用[1-5]。生長素作為一種控制不定根形成的主要激素，在黃瓜中的研究表明，其能夠通過調節細胞的去分化及頂端分生組織的重建過程來啟動不定根分生組織的發育[6-7]。乙烯作為一種脅迫響應激素，在擬南芥、番茄等作物中的研究表明，其能夠通過參與生長素的運輸和積累影響不定根的發育[8-9]。在擬南芥和白楊中的研究表明，赤霉素能夠通過抑制生長素的極性運輸進一步影響不定根的形成[10]；在煙草中的研究表明，外源噴施赤霉素能夠減少不定根形成的數量，但能夠促進不定根原基的伸長[11]。

斷根嫁接作為一種新型嫁接方式，具有效率高、發根多、根系活力強、苗齊苗壯、定植后緩苗快等顯著優勢，但是由于在斷根嫁接過程中，砧木不定根的形成和嫁接部位的愈合需同時完成，增加了嫁接愈合期的管理難度[12-15]。然而，目前關于植物生長調節劑對黃瓜砧木不定根形成的調節作用尚未見到相關報道。因此，筆者通過研究不同濃度生長素、乙烯、赤霉素等植物生長調節劑對黃瓜砧木不定根形成的影響，以期為黃瓜斷根嫁接過程中砧木不定根的形成和嫁接成活率的提升提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試的黃瓜接穗品種為天津德瑞特公司培育的‘博杰620；南瓜砧木品種為天津德瑞特公司培育的‘博強4-1。

1.2 方法

試驗于2018年3月15日至4月25日在河南省現代農業研究開發基地育苗中心智能玻璃溫室內進行。試驗設置6個不同植物生長調節劑濃度處理及1個清水對照，詳見表1，每個處理210株，3次重復，每個重復70株。

接穗和砧木種子均采用溫湯浸種法消毒，將出芽一致的砧木和接穗種子播種于進口草炭、珍珠巖和蛭石（體積比3∶1∶1）的混合基質中，接穗種子播于288孔穴盤，砧木種子播于40孔穴盤，置于智能玻璃溫室培養，晝夜溫度28 ℃/16 ℃，光周期12 h/12 h，相對濕度70%～85%。播種后10～12 d，選取莖粗基本一致的接穗（子葉展平期）和砧木（1葉1心期）健壯幼苗，采用斷根貼接的方式進行嫁接。

分別取嫁接后5 d和7 d的嫁接苗測定不定根數量和長度，采用游標卡尺測定根系平均長度，每個處理取30株。取嫁接后10 d的幼苗統計干質量、鮮質量及根系活力，每個處理取30株，用1/1000電子天平測定鮮質量，然后殺青，烘干至恒重后再測定干質量。根系活力采用氯化三苯基四氮唑（TCC）進行測定。

嫁接成活率/%=嫁接成活數/嫁接總數×100。

1.3 數據統計與分析

試驗結果采用平均值±標準誤表示，采用Excel 2007進行數據整理，SPSS 19.0進行數據方差分析及顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同濃度IAA、GA3、ETH處理對黃瓜斷根嫁接砧木不定根形成的影響

如表2所示，嫁接后5 d，采用不同濃度的植物生長調節劑處理后，黃瓜砧木不定根的數量較對照均顯著增加；采用5、10 μmol·L-1 IAA以及1 μmol·L-1 GA3處理后的砧木平均根長與對照相比顯著伸長，其他3個處理的砧木平均根長與對照無顯著差異。嫁接后7 d，采用IAA和ETH處理的砧木不定根數量顯著高于對照，而采用GA3處理的與對照無顯著差異，其中采用10 μmol·L-1 IAA處理后的砧木不定根數量最多，達到了10根以上；采用IAA和GA3處理后的平均根長顯著高于對照，以1 μmol·L-1 GA3處理效果最好。統計結果表明，IAA對根系數量的影響較為顯著，GA3對根系平均長度的影響較為顯著。10 μmol·L-1 IAA處理后，砧木在嫁接后5 d和7 d的不定根數量和平均根長較對照均顯著提升，說明高濃度的IAA對砧木不定根的形成有較強的促進作用。1 μmol·L-1 GA3處理后的砧木在嫁接后7 d的平均根長處于最優狀態，說明低濃度的GA3對砧木不定根的伸長有較強的促進作用。

2.2 不同濃度IAA、GA3、ETH處理對黃瓜斷根嫁接砧木不定根生長量及根系活力的影響

由表3可以看出，IAA和GA3對不定根的干質量、鮮質量及根系活力的提升有顯著的促進作用。采用10 μmol·L-1 IAA處理后的砧木不定根生長狀況最好，干質量達到0.18 g，鮮質量達到3.26 g，根系活力達到了382.7 mg·g-1·h-1。采用2種不同濃度GA3處理后的砧木不定根系的干質量和鮮質量顯著高于對照，說明GA3在砧木不定根生長過程中有一定的促進作用，但是采用5 μmol·L-1 GA3處理后的不定根根系活力卻顯著低于對照，說明高濃度的GA3會抑制砧木不定根的根系活力。采用2種不同濃度ETH處理后的砧木不定根系生長狀況與對照無顯著差異，說明乙烯在砧木不定根形成后期對根系的生長沒有顯著影響。

2.3 不同濃度IAA、GA3、ETH處理對嫁接成活率的影響

嫁接成活率是影響黃瓜嫁接育苗生產效率的關鍵因素，如表4所示，各處理嫁接成活率均在87%以上，其中以5 μmol·L-1 IAA處理后的嫁接成活率最高，達到了94.5%，顯著高于對照；而10 μmol·L-1 IAA處理后的嫁接成活率最低，為87.6%，說明高濃度的IAA處理會促進嫁接傷口的愈合。ETH處理后的嫁接成活率與對照無顯著差異；而GA3處理后的嫁接成活率顯著低于對照，說明ETH處理對嫁接傷口的愈合無顯著影響，GA3處理會抑制嫁接傷口的愈合，但不如高濃度IAA處理明顯。

3 討論與結論

在黃瓜中的研究表明，生長素IAA可以通過細胞去分化過程調節啟動不定根分生組織的發育[16]。另有研究表明，IAA對不定根發育的調節具有時期差異性，即在不定根的誘導階段，IAA處理會對不定根的形成產生促進作用，而在后期形成階段，高濃度的生長素會抑制不定根的發育。本試驗結果表明，在嫁接后5 d，2種濃度IAA處理后的砧木不定根在數量和平均長度上均較對照和其他處理有較大提高；嫁接后7 d，雖然2種濃度IAA處理后的砧木不定根數量顯示出較大優勢，但平均根長卻與對照無顯著差異，嫁接成活率統計結果顯示，高濃度的IAA處理會顯著降低嫁接后的成活率，可能是由于IAA處理后根系的生長量過大，需要大量營養物質，影響到了嫁接愈合所需的養分、能量供給。乙烯作為脅迫響應相關的植物生長調節劑，在向日葵、矮牽牛、蘋果等作物中的相關研究表明，其可能通過參與生長素的運輸和響應途徑調節不定根的形成[17]。在本試驗中，ETH處理后的砧木不定根形成數量和長度在前期雖然較對照有一定的提升，但在后期平均根長方面卻顯著低于對照，說明乙烯在砧木不定根生長階段具有一定的抑制作用。GA3可以調節生長素的濃度進而促進不定根伸長，本研究中，2種濃度的GA3處理在嫁接后5 d對不定根數量和平均長度并無較大影響，但嫁接后7 d，1 μmol·L-1 GA3處理后的砧木不定根的平均根長卻顯著高于其他處理，印證了GA3對于不定根伸長的促進作用，然而嫁接成活率的結果顯示，GA3處理也會對嫁接傷口的愈合產生一定的不良影響。

綜上所述，2種濃度的IAA處理均會顯著提高砧木不定根形成的數量和長度，但高濃度的生長素處理卻會對嫁接成活率產生不良影響；ETH處理雖然在砧木不定根形成前期有一定的促進作用，但在后期效果卻不明顯；GA3處理在后期雖然對砧木不定根的伸長具有一定的促進作用，但也會對嫁接傷口的愈合產生一定影響。因此，在黃瓜斷根嫁接實際生產過程中，扦插前推薦使用5 μmol·L-1 IAA進行處理，不僅有利于砧木不定根的形成，且能夠提高嫁接成活率。

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