白榆無性系硬枝扦插過程中營養物質變化研究

陳潔 王曉 周霄 劉炳響

摘? ?要：采用IBA吲哚丁酸和NAA萘乙酸（1∶1）混合液的3種濃度進行扦插試驗，以清水為對照，對白榆無性系硬枝扦插過程中營養物質含量進行研究。結果表明：愈傷組織形成期和大量生根期間可溶性蛋白含量低，對可溶性蛋白需求量大。根系伸長期可溶性糖含量和氮含量需求大，通過外部施用氮素和糖溶液可提高插穗濃度，促進根系生長。

關鍵詞：白榆;營養物質;激素濃度;硬枝扦插

文章編號： 1005-2690（2019）16-0021-02? ? ? ?中圖分類號： S792.19? ? ? ?文獻標志碼： B

1? ?目的與意義

白榆（Ulmus pumila L.）為榆科榆屬，落葉喬木，是我國北方重要的用材林、防護林和鹽堿地造林樹種[1]。白榆經過了漫長進化過程和人工栽培選擇，形成了適應性強的優良特性品種，為開展白榆良種選育工作提供了重要遺傳資源，也為篩選優良無性系奠定了基礎。現階段白榆主要繁殖方式為播種和嫁接，其中播種育苗后代分離嚴重，嫁接繁育、耐鹽無性系的特性不能遺傳。因此開展組織培養和扦插繁育等無性繁育技術對耐鹽無性系培育迫在眉睫。組織培養技術實施過程中，技術要求高且成本相對昂貴，扦插繁育成為一種重要選擇。尤其對于鹽堿地造林，選育的耐鹽白榆無性系可通過扦插繁育保持其耐鹽特性，研究扦插過程中種條營養物質變化規律，探明扦插過程中不同階段插穗營養物質變化規律，為耐鹽白榆無性系高效扦插繁殖利用提供理論依據。

2? ?試驗地概況

試驗地設在河北省保定市河北農業大學苗圃，地處東經115°26′、北緯 38°49′，屬暖溫帶大陸性季風氣候。最高氣溫在7月，月平均氣溫為26.7 ℃，年平均氣溫為12.4 ℃，年均降水量575.4 mm，蒸發量為1 758.3 mm，無霜期210 d左右。

3? ?材料與方法

3.1? ?試驗材料

2018年3月中旬，選取生長健壯、芽苞飽滿、發育充實、無病蟲害的1年生鹽山1號白榆品種1年生枝條，截取插穗長度為10～12 cm，粗度0.5～0.7 cm。剪取插穗時，采用平切口，上下切口要鋒利、平滑，否則不利于剪口愈合，下切口距離最后一個芽1 cm。基質為蛭石∶珍珠巖=1∶1，裝入育苗盤中進行扦插育苗試驗。

3.2? ?試驗方法

用IBA吲哚丁酸和NAA萘乙酸（1∶1）混合液的4種濃度（其中A為0、B為250 mg/L、C為500 mg/L、D為1 000 mg/L）分別浸泡種條下部2 min，每個處理3次重復，每個重復40株。在穴盤中進行扦插，扦插前先用工具打一小孔，再插入插條，插后用基質覆蓋并壓實。插穗插入土壤時應該使其保持垂直狀態，扦插時注意插穗的生物學特性，保證芽的方向朝上，避免出現倒插現象。扦插后先灌透水1 次，此后根據基質干濕情況，每隔3～4 d進行1次澆水，采取搭小拱棚、扣膜、遮陰網等措施進行管理。扦插后定期觀察，45 d愈傷組織生成期，60 d大量生根期，70 d根系伸長期。于愈傷組織形成期、大量生根期和根系伸長期進行采樣測定營養物質含量。其中可溶性糖和淀粉含量的測定采用蒽酮比色法，可溶性蛋白質含量的測定采用考馬斯亮蘭G-250 染色法，全氮含量的測定采用凱氏定氮法，全磷含量的測定采用鉬銻抗比色法。

4? ?結果與分析

4.1? ?白榆插穗基部可溶性糖含量變化

如圖1所示，愈傷組織生成期、大量生根和根系伸長期，插條可溶性糖含量呈整體下降趨勢，激素濃度500 mg/L插條可溶性糖含量最高，之后急劇下降，根系伸長期插條可溶性糖達到最低水平。從愈傷組織形成到大量生根再到根系伸長，可溶性糖含量在大量不定根產生后消耗大量的可溶性糖，并在根系生產過程中持續消耗，糖類物質在扦插生根過程中發揮重要的作用。

4.2? ?白榆插穗基部淀粉含量變化

如圖2所示，愈傷組織大量形成時期插穗淀粉含量維持較低水平，低濃度激素（0和250 mg/L）處理淀粉含量高于高濃度激素（500 mg/L和1 000 mg/L）處理水平。根系大量形成時期淀粉含量最高，低濃度激素處理淀粉含量高于高濃度激素處理水平。淀粉含量至根系伸長時期大幅下降，各時期淀粉含量沒有顯著規律。從愈傷組織形成期消耗大量的可溶性糖，此時淀粉水解酶活性明顯增強，淀粉被淀粉酶水解為可溶性糖。到生根之后能夠吸收水分和營養，所以淀粉含量出現回升態勢。

4.3? ?白榆插穗基部可溶性蛋白含量變化

如圖3所示，愈傷組織大量形成時期和大量生根期間，插穗可溶性蛋白含量相對較低，不同激素之間差異不大，根系伸長期插穗蛋白質含量最高，是愈傷組織大量形成時期和大量生根期間濃度的2倍左右。可溶性蛋白質在不定根形成過程中發揮重要作用，具有調節細胞生長和分化的功能。愈傷組織形成期可溶性蛋白含量低，生根后期隨著對蛋白質的消耗減少，蛋白質含量逐漸回升。

4.4? ?白榆插穗基部全氮和全磷含量變化

如圖4所示，插穗在愈傷組織形成期氮含量處于穩定水平，大量生根期氮含量上升，然后到根系伸長期下降。磷表現為愈傷組織形成期磷含量較低，隨著時間的推移，大量生根和根系伸長期磷含量均高于愈傷組織形成期。

5? ?結論與討論

5.1? ?討論

插穗根的形成過程中，愈傷組織形成、大量發根和根系伸長這一過程都需要消耗營養物質，而插穗在生根以前無法從土壤中吸收營養，所以掌握不同階段扦插過程中插穗的營養物質變化規律，才能明確行之有效的促進生根的方法。

郝海坤研究紅錐嫩枝扦插生根過程中營養物質的變化，結果表明，扦插生根過程中插穗基部的可溶性糖含量呈升高-降低的變化趨勢，淀粉含量呈降低-升高-降低的變化趨勢，蛋白質含量呈緩慢升高-急劇降低-急劇升高的變化趨勢，氮素含量呈緩慢上升的變化趨勢[2]。

曹凡研究美國山核桃扦插繁殖技術及生根機理，發現插穗不定根形成過程中，需要消耗大量的可溶性糖、可溶性淀粉和可溶性蛋白。利用NAA等植物生長素可提高插穗韌皮部內的可溶性糖、可溶性淀粉和可溶性蛋白的含量[3]。杜偉對桑樹硬枝扦插生根研究發現可溶性糖和可溶性蛋白含量在對照和愈傷組織生根中一直呈下降趨勢，在皮部生根中則表現為先下降再升高[4]。徐笑玥研究中華金葉榆嫩枝扦插繁殖技術和生根機理發現，愈傷組織形成期、根原基形成期及不定根突破皮層和愈傷組織時期可溶性糖含量降低，愈傷組織形成期可溶性淀粉含量下降、可溶性蛋白含量上升[5];不定根形成期，可溶性淀粉含量和可溶性蛋白含量下降。愈傷組織形成期、不定根形成期，總氮含量下降，不定根完全形成，總氮含量趨于穩定。

本研究發現：從愈傷組織形成，到大量生根再到根系伸長，可溶性糖含量在大量不定根產生后，消耗大量的可溶性糖， 并在根系生產過程中持續消耗，激素濃度500 mg/L插條可溶性糖含量最高，之后急劇下降，根系伸長期插條可溶性糖達到最低水平。低濃度激素（0和250 mg/L）處理淀粉含量高于高濃度激素（500 mg/L和1 000 mg/L）處理水平。根系大量形成時期淀粉含量最高，至根系伸長時期大幅下降，各時期淀粉含量沒有顯著規律。愈傷組織形成期消耗大量的可溶性糖，生根之后能夠吸收水分和營養，淀粉含量出現回升態勢。根系伸長期插穗蛋白質含量最高，是愈傷組織大量形成時期和大量生根期間濃度的2倍左右。插穗在愈傷組織形成期氮含量處于穩定水平，大量生根期氮含量上升，然后到根系伸長期下降。磷含量表現為大量生根和根系伸長期磷含量均高于愈傷組織形成期。

5.2? ?結論

愈傷組織形成期和大量生根期間可溶性蛋白含量低，對可溶性蛋白需求量大。根系伸長期可溶性糖含量和氮含量需求大，可通過外部施用氮素和糖溶液提高插穗濃度，促進根系生長。

參考文獻：

[ 1 ] 續九如，宋婉.榆屬樹種遺傳改良研究現狀及思考[J].北京林業大學學報，2000（226）：95-99.

[ 2 ] 郝海坤，王旭軍，曹艷云，等.紅錐嫩枝扦插生根過程中營養物質的變化[J].湖北農業科學，2015，19（10）：4749-4752.

[ 3 ] 曹凡.美國山核桃扦插繁殖技術及生根機理研究[D].南京：南京林業大學，2015.

[ 4 ] 杜偉.桑樹硬枝扦插生根的生理生化與分子機理研究[D].鎮江：江蘇科技大學，2016.

[ 5 ] 徐笑玥.中華金葉榆嫩枝扦插繁殖技術和生根化理的研究[D].沈陽：沈陽農業大學，2016.

（收稿日期：2019-08-17）